乙醇和水的蒸馏
《化工原理》课程设计乙醇-水分离过程连续精馏塔的设计
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2011年 12 月24 日
(一) 设计题目：
试设计一座乙醇-水连续精馏塔提纯乙醇。进精馏塔的料液含乙醇25%（质量分数，下同），其余为水；产品的乙醇含量不得低于94%；残液中乙醇含量不得
高于0.1%；要求产品乙醇的年产量为 1 万吨/年。
(二) 操作条件
1) 塔顶压力4kPa（表压）
2) 进料热状态自选
3) 回流比自选
4) 塔底加热蒸气压力0.5Mpa（表压）
5) 单板压降≤0.7kPa。
(三) 塔板类型
筛板塔
(四) 工作日
每年工作日为300天，每天24小时连续运行。
(五) 设计说明书的内容
1. 设计内容
(1) 流程和工艺条件的确定和说明
(2) 操作条件和基础数据
(3) 精馏塔的物料衡算；
(4) 塔板数的确定；
(5) 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；
(6) 精馏塔的塔体工艺尺寸计算；
(7) 塔板主要工艺尺寸的计算；
(8) 塔板的流体力学验算；
(9) 塔板负荷性能图；
(10)主要工艺接管尺寸的计算和选取（进料管、回流管、釜液出口管、塔顶蒸汽管、人孔等）
(11) 塔板主要结构参数表
(12) 对设计过程的评述和有关问题的讨论。
2. 设计图纸要求：
1) 绘制生产工艺流程图（A3号图纸）；
2) 绘制精馏塔设计条件图（A3号图纸）。
1．设计方案 (1)
2. 操作条件和基础数据 (1)
3．精馏塔的物料衡算 (1)
3．1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (1)
3．2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (2)
3．3 物料衡算 (2)
4．塔板数的确定 (2)
4．1 理论板层数N T的求取 (2)
4．1．1求最小回流比及操作回流比 (2)
4．1．2 求精馏塔的气、液相负荷 (4)
4．1．3 求操作线方程 (4)
4．1．4 图解法求理论塔板数 (4)
4．2 塔板效率的求取 (5)
4．3 实际板层数的求取 (6)
5．精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (6)
5．1 操作压力计算 (6)
5．2 操作温度计算 (6)
5．3 平均摩尔质量计算 (7)
5．4 平均密度计算 (7)
5．4．1 气相平均密度计算 (7)
5．4．2 液相平均密度计算 (7)
5．5 液体平均表面张力计算 (8)
5．6 液体平均粘度计算 (9)
6．精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (9)
6．1 塔径的计算 (9)
6．1．1 精馏段的塔径计算 (9)
6．1．2 提馏段的塔径计算 (11)
6．2 精馏塔有效高度的计算 (11)
6．3 精馏塔（板式塔）的塔高计算 (11)
7．塔板主要工艺尺寸的计算 (12)
7．1 溢流装置计算 (12)
7．1．1 堰长l W (12)
7．1．2 溢流堰高度h W (12)
7．1．3 弓形降液管宽度W d和截面积A f (13)
7．1．4 降液管底隙高度h o (13)
7．2 塔板布置 (13)
7．2．1 塔板的分块 (13)
7．2．2 边缘区宽度确定 (13)
7．2．3 开孔区面积计算 (14)
7．2．4 筛孔计算及其排列 (14)
8．塔板的流体力学验算 (14)
8．1 塔板压降 (14)
8．1．1 干板阻力h c计算 (14)
8．1．2 气体通过液层的阻力h l计算 (15)
8．1．3 液体表面张力的阻力hσ计算 (15)
8．2 液面落差 (15)
8．3 液沫夹带 (15)
8．4 漏液 (16)
8．5 液泛 (16)
9．塔板负荷性能图 (17)
9．1 漏液线 (17)
9．2 液沫夹带线 (17)
9．3 液相负荷下限线 (18)
9．4 液相负荷上限线 (18)
9．5 液泛线 (19)
10．主要工艺接管尺寸的计算和选取 (21)
10．1 蒸汽出口管的管直径计算 (21)
10．2 回流管的管径计算 (21)
10．3 进料管的管径计算 (21)
10．4 釜液排出管的管径计算 (21)
11. 塔板主要结构参数表 (22)
12. 对设计过程的评述和有关问题的讨论 (23)
12．1 筛板塔的特性讨论 (23)
12．2 进料热状况的选取 (24)
12．3 回流比的选取 (24)
12．4 理论塔板数的确定 (24)
12．5 操作温度的求解 (24)
12．6 溢流方式的选择 (24)
12．7 筛板的流体力学验算结果讨论 (24)
13. 设计图纸 (25)
13.1 绘制生产工艺流程图(附图一) (25)
1．设计方案
本设计任务为分离乙醇—水混合物提纯乙醇，采用连续精馏塔提纯流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，回流比较大，故操作回流比取最小回流比的1.1倍。塔釜采用直接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。由于产品粘度较小，流量较大，为减少造价，降低生产过程中压降和塔板液面落差的影响，提高生产效率，选用筛板塔。
2. 操作条件和基础数据
进料中乙醇含量（质量分数） 25.0=F w ；
产品中乙醇含量（质量分数） 94.0=D w ；
塔釜中乙醇含量（质量分数） 001.0=W w ；
处理能力 年万吨/1=F G ；
塔顶操作压力 4kPa （表压）；
进料热状况 泡点进料；
每年工作日为300天，每天24小时连续运行
根据上述工艺条件作出筛板塔的设计计算如下。
3．精馏塔的物料衡算
3．1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率
乙醇的摩尔质量 kmol kg M A /07.46=
水的摩尔质量 kmol kg M B /02.18=
0004.002.18/999.007.46/001.007.46/001.0860.002
.18/06.007.46/94.007.46/94.0115.002
.18/75.007.46/25.007.46/25.0=+==+==+=
W D F x x x 3．2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量
kmol kg M F /25.2102.18)115.01(07.46115.0=⨯-+⨯=
kmol
kg M kmol kg M W D /03.1802.18)0004.01(07.460004.0/14.4202.18)860.01(07.46860.0=⨯-+⨯==⨯-+⨯= 3．3 物料衡算
每年300天，每天工作24小时，其处理量为1万吨/年
故原料液的处理量为 h kmol D /95.3214
.42)24300/(1010134=⨯⨯⨯= 总物料衡算 W F +=95.32
乙醇的物料衡算 W F 0004.095.32860.0115.0+⨯=
联立解得 h kmol F /20.214=； h kmol W /25.181=
4．塔板数的确定
4．1 理论板层数N T 的求取
4．1．1求最小回流比及操作回流比
乙醇-水是非理想物系，先根据乙醇-水平衡数据（见下表1），绘出平衡线，如图一所示，然后由a （0.860，0.860）点出发作平衡线的切线，由于是泡点进料，此切线与q 线交于d 点，d 点坐标为（q q y x ,）。
表1 乙醇-水平衡数据 液相中乙醇摩尔分数
气相中乙醇摩尔分数 液相中乙醇摩尔分数 气相中乙醇摩尔分数 0.0
0.0 0.25 0.551 0.01
0.11 0.30 0.575 0.02
0.175 0.40 0.614 0.04 0.273 0.50 0.657
0.06
0.34 0.60 .0698 0.08
0.392 0.70 0.755 0.10
0.43 0.80 0.82 0.14
0.482 0.894 0.894 0.18
0.513 0.95 0.942 0.20 0.525 1.0 1.0
因为115.0==F q x x ，在图上读出305.0=q y
于是 9.2115
.0305.0305.0860.0min =--=--=
q q q D x y y x R 取操作回流比为
19.39.21.11.1min =⨯==R R
4．1．2 求精馏塔的气、液相负荷
h kmol V V h
kmol F L L h
kmol D R V h kmol RD L /06.138/31.3192.21411.105/06.13895.32)119.3()1(/11.10535.3219.3''===+=+==⨯+=+==⨯==
4．1．3 求操作线方程
精馏段操作线方程为 239.0761.0860.006
.13895.3206.13811.105+=⨯+=+=x x x V D x V L y D 提馏段操作线方程为 00053.031.20004.006.13825.18106.13831.319'''''''
-=⨯-=-=x x x V W x V L y W 4．1．4 图解法求理论塔板数
采用图解法求理论板层数，如图（2）所示。
求解结果为： 总理论塔板数 )(20包括再沸器=T N
进料板位置 第17块板
4．2 塔板效率的求取
操作温度计算：
由乙醇—水的气液两相平衡图可查得组成分别为⎪⎩⎪⎨⎧
===0004
.0115.0860
.0W F D x x
x 的泡点温度：
⎪⎩⎪⎨⎧︒=︒=︒=C
t C t
C
t W F D 0.975.865.78塔釜温度：进料板温度：塔顶温度：
由乙醇—水的气液两相平衡图可查得：
塔顶和塔釜的气液两相组成为： ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧
==⎩⎨⎧==0004
.00004
.0893
.0860
.
0A A
A A y x y x 塔釜：塔顶： 查化工物性算图手册得：⎩⎨⎧==2.1502.1底顶αα 则塔内相对挥发度：94.32.1502.1=⨯=⋅=底顶αααm
全塔液体平均粘度的计算：
液相平均粘度的计算，即 i i Lm x μμlg lg ∑=
塔顶液相平均粘度的计算
由C 5.78︒=D t ，查手册得：
s m P a A ⋅=45.0μ s m P a B ⋅=36.0μ
)36.0lg(140.0)45.0lg(860.0lg +=LD m μ
解出 s m P a L D m ⋅=44.0μ
塔底液相平均粘度的计算
042.0=A y 塔釜
由C 0.97︒=W t ，查手册得：
s mP A ⋅=34.0μ s m P a B ⋅=29.0μ
【1】
)29.0lg(958.0)34.0lg(042.0lg +=LWm μ
解出 :s mPa LWm ⋅=29.0μ
则全塔液相平均粘度为
s mP Lm ⋅=+=37.02)29.044.0(μ
故 s mP Lm m ⋅=⨯=46.137.094.3μα
查奥康内尔（o'connell ）关联图得： %450=E 因为筛板塔全塔效率相对值为1.1，故精馏塔的全塔效率为
%50%451.11.10=⨯=⨯=E E
4．3 实际板层数的求取
精馏段实际板层数 3250.016==精N
提馏段实际板层数 850.04==提N
5．精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算
以精馏段为例进行计算。
5．1 操作压力计算
塔顶操作压力 k P a
P D 3.101= 每层塔板压降 k P a P 7.0=∆
进料板压力 k P a P F 7.123327.03.101=⨯+=
精馏段平均压力 k P a
P m 5.1122)7.1233.101(=+= 5．2 操作温度计算
从乙醇—水溶液的气液相平衡图查得个点的泡点温度（近似看作是操作温度）为： 塔顶温度 C 5.78︒=D t
进料板温度 C 5.86︒=F t 精馏段平均温度为：C 5.822)5.865.78(︒=+=m t
5．3 平均摩尔质量计算
塔顶平均摩尔质量计算
由860.01==y x D ，查平衡曲线（见图（2）），得
k m o l
kg M kmol kg M x LDm VDm /81.4102.18)848.01(07.46848.0/14.4202.18)860.01(07.46860.0848
.01=⨯-+⨯==⨯-+⨯==
进料板平均摩尔质量计算
由图解理论板，得
305.0=F y
查平衡曲线，得
074.0=F x
k m o l kg M VFm /58.2602.18)305.01(07.46305.0=⨯-+⨯=
k m o l
kg M LFm /10.2002.18)074.01(07.46074.0=⨯-+⨯=
精馏段平均摩尔质量
k m o l
kg M Vm /36.342)58.2614.42(=+= k m o l
kg M Lm /96.302)10.2081.41(=+= 5．4 平均密度计算
5．4．1 气相平均密度计算
由理想气体状态方程计算，即
3/31.1)15.2735.82(314.
836
.345.112m kg RT M P m Vm
m
Vm =+⨯⨯==ρ
5．4．2 液相平均密度计算
液相平均密度依下式计算，即
i i Lm a ρρ∑=1
塔顶液相平均密度的计算
由C 5.78︒=D t ，查手册得
3/0.611m kg A =ρ 3/7.972m kg B =ρ
塔顶液相的质量分率
940.002.18140.007.46860.007
.46860.0=⨯+⨯⨯=A a
3
/9.6247.72060.00.611940.01
m kg LDm =+=ρ
进料板液相平均密度的计算
由C 5.86︒=F t ，查手册得
3/0.605m kg A =ρ 3/6.967m kg B =ρ
进料板液相的质量分率
170.002.18926.007.46074.007
.46074.
0=⨯+⨯⨯=A a
3/1.8786.967830.00.605170.01
m kg LFm =+=ρ
精馏段液相平均密度为
3/5.7512)1.8789.624(m kg Lm =+=ρ
5．5 液体平均表面张力计算
液相平均表面张力依下式计算，即
∑=i i Lm x σσ
塔顶液相平均表面张力的计算
由C 5.78︒=D t ，查手册得
m mN A /3.17=σ m mN B /9.62=σ
m mN LD m /7.239.62140.03.17860.0=⨯+⨯=σ
进料板液相平均表面张力的计算
由C 5.86︒=F t ，查手册得
m mN A /9.16=σ m mN B /4.61=σ
m mN LD m /1.584.61926.09.16074.0=⨯+⨯=σ
精馏段液相平均表面张力为
m mN Lm /9.402)1.587.23(=+=σ
5．6 液体平均粘度计算
液相平均粘度依下式计算，即
i i Lm x μμlg lg ∑=
塔顶液相平均粘度的计算
由C 5.78︒=D t ，查手册【2】得：
s m P a A ⋅=45.0μ s m P a B ⋅=36.0μ
)36.0lg(140.0)45.0lg(860.0lg +=LD m μ
解出 s m P a L D m ⋅=44.0μ
进料板液相平均粘度的计算
由C 5.86︒=F t ，查手册【3】
得：
s mP A ⋅=40.0μ s m P a B ⋅=33.0μ
)33.0lg(926.0)40.0lg(074.0lg +=LFm μ
解出 s m P a L W m ⋅=33.0μ
精馏段液相平均粘度为
s m P a Lm ⋅=+=39.02)33.044.0(μ
6．精馏塔的塔体工艺尺寸计算
6．1 塔径的计算
6．1．1 精馏段的塔径计算
精馏段的气、液相体积流率为
s m VM V Vm
Vm
s /97.035.1360036
.3406.13836003=⨯⨯==ρ
s
m lm LM L Lm
s /0012.05.751360096
.3011.10536003=⨯⨯==ρ
由 V
V
L C u ρρρ-=m a x
式中C 由式2
.02020⎪⎭⎫ ⎝⎛=L C C σ计算，式中C 20由下图（3）（史密斯关系图）
图3 史密斯关联图
查得，图的横坐标为
029.035.15.751360097.036000012.02
1
2
1=⎪⎭⎫
⎝⎛⨯⨯⨯=⎪⎪
⎭⎫ ⎝⎛V L h h V L ρρ
取板间距m H T 40.0=，板上液层高度m h L 06.0=，则
m h H L T 34.006.040.0=-=-
查图（史密斯关系图（2））得 073.020=C
084.0209.40073.0202
.02.020=⎪⎭⎫
⎝⎛=⎪⎭⎫
⎝⎛=L C C σ
s m u /98.135.135
.15.751084.0max =-=
取安全系数为0.7，则空塔气速为
m u V D s
m u u s 94.039.197.044/39.198.17.07.0max =⨯⨯===⨯==ππ
6．1．2 提馏段的塔径计算
提馏段塔径计算，所需数据可从相关手册【1，2，4】查得，计算方法同精馏段。计算结果为
m D 76.0=
比较精馏段与提馏段计算结果，两段的塔径相差不大，圆整塔径，取 m D 1=
塔截面积为
222785.0144m D A T =⨯==π
π
实际空塔气速为
s m A V u T s /11.1785
.097.0=== 6．2 精馏塔有效高度的计算
精馏段有效高度为
m H Z T 4.124.0)132(1N =⨯-=-=）（精精
提馏段有效高度为
m H Z T 8.24.0)18(1N =⨯-=-=）（提提
故精馏塔的有效高度为
m Z Z Z 2.158.24.12=+=+=提精
6．3 精馏塔（板式塔）的塔高计算
实际塔板数 块40=n ；
进料板数 块1=F n ；
由于该设计中板式塔的塔径mm D 1000=，为安装、检修的需要，选取每8层塔板设置一个人孔，故人孔数
5=p n ；
进料板处板间距 m H F 5.0=；
设人孔处的板间距m H p 6.0=；
为利于出塔气体夹带的液滴沉降，其高度应大于板间距，故选取塔顶间距 m H H T D 68.040.07.17.1=⨯==；
塔底空间高度 m H B 2.1=【4】
封头高度 mm H 3751=；【5】
裙座高度 mm H 10002=。
故精馏塔的总高度为
m
H H H H H n H n H n n n H B D p p F F T p F 33.2000.1375.0220.168.060.0550.0140.0)15140(2)1(2
1=+⨯+++⨯+⨯+⨯---=++++++---=
7．塔板主要工艺尺寸的计算
7．1 溢流装置计算
因为塔径m D 1=，一般场合可选用单溢流弓形降液管，采用凹形受液盘。各项计算如下：
7．1．1 堰长l W
取 m D l W 66.0166.066.0=⨯==
7．1．2 溢流堰高度h W
由 OW L W h h h -=
选用平直堰，堰上液层高度h OW 由下式计算，即
32100084.2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=W h OW l L E h
近似取E =1，则
m l L E h W h OW 013.066.036000019.01100084.2100084.23232=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= 取板上清液层高度 mm h L 60=
故 m h h h O W L W 047.0013.006.0=-=-=
7．1．3 弓形降液管宽度W d 和截面积A f
由 66.0=D
l W 查图（弓形降液管的参数），得
072.0=T f
A A 12.0=D
W d 故 m
D W m A A d T f 12.0112.012.0057.0785.0072.0072.02
=⨯===⨯== 依式h T
f L H A 3600=θ验算液体在降液管中停留的时间，即
s s L H A h T
f 5123600
0019.040.0057.036003600>=⨯⨯⨯==θ 故降液管设计合理。
7．1．4 降液管底隙高度h o
'=003600u l L h W h
取 s m u /08.00='
则 m u l L h W h 036.008
.066.0360036000019.0360000=⨯⨯⨯='= m m h h W 006.0011.0036.0047.00>=-=-
故降液管底隙高度设计合理。
选用凹形受液盘，深度mm h W 50='
7．2 塔板布置
7．2．1 塔板的分块
因为mm D 800≥，故塔板采用分块式。查表（塔板分块数），mm D 1000=，则塔板分为3块。
7．2．2 边缘区宽度确定
取 m W W s s 07.0='=，m W c 035.0=
7．2．3 开孔区面积计算
开孔区面积a A 按下式计算，即
⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+-=-r x r x r x A a 12
22s i n 1802π 其中 m W W D x s d 31.0)07.012.0(2
1)(2=+-=+-=
m W D r c 465.0035.0212=-=-= 故 2122250.0)465
.031.0sin 180465.031.0465.031.0(2m A a =⨯+
-⨯=-π 7．2．4 筛孔计算及其排列 本次所处理的物系无腐蚀性，可选用mm 3=δ碳钢板，取筛孔直径mm d 50=。 筛孔按正三角形排列，取孔中心距t 为
mm d t 155330=⨯==
筛孔数目n 为
个2566015
.05.0155.1155.122=⨯==
t A n a 开孔率为 %1.10015.0005.0907.0907.0220=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎭
⎫ ⎝⎛=t d φ 气体通过阀孔的气速为
s m A V u s /2.195
.0101.097.000=⨯==
8．塔板的流体力学验算
8．1 塔板压降
8．1．1 干板阻力h c 计算
干板阻力h c 由下式计算，即
⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=L V c c u h ρρ200051.0 由67.1350==d ，查图（干筛孔的流量系数）得，772.00=c
故 液柱m h c 034.05.75135.1772.081.14051.02=⎪⎭
⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛= 8．1．2 气体通过液层的阻力h l 计算
气体通过液层的阻力h l 由下式计算，即
)
/(54.135.133.1/33.1057.0785.097.02110m s kg u F s m A A V u h h V a f T s a L
l ⋅====-=-==ρβ
查图（充气系数关联图）得：58.0=β
故 液柱m h h h h O W l L l 042.0)013.006.0(58.0)(=+=+==ββ
8．1．3 液体表面张力的阻力h σ计算
液体表面张力所产生的阻力h σ由下式计算，即
液柱m gd h L L 0044.0005
.081.95.751109.40443
0=⨯⨯⨯⨯==-ρσσ 气体通过每层塔板的液柱高度h p 可按下式计算，即
液柱m h h h h h p l c p 0804.00044.0042.0034.0=++=++=σ
气体通过每层塔板的压降为
k P a Pa g h P L p 7.073.59281.95.7510804.0<=⨯⨯==∆ρ（设计允许值）
8．2 液面落差
对于筛板塔，液面落差很小，且本次的塔径（m D 21<=）和液流量（s m L s /0012.03=）均不大，故可以忽略液面落差的影响。
8．3 液沫夹带
液沫夹带量由下式计算，即
m
h h h H u e L f f T a L V 15.006.05.25.2107.52
.36=⨯==⎪⎪
⎭⎫
⎝⎛-⨯=-σ
故 气液气液kg kg kg kg e V /1.0/029.015.040.033.1109.40107.52
.336<=⎪⎭⎫
⎝⎛-⨯⨯=--
故在本次设计中液沫夹带量e V 在允许范围内。
8．4 漏液
对筛板塔，漏液点气速u 0，min 可由下式计算，即
s
m h h C u V
L L /60.735.15.751)0044.006.013.00056.0(772.04.4)13.00056.0(4.40min ,0=⨯-⨯+⨯=-+=ρρσ
实际孔速min ,00/2.19u s m u >=
稳定系数为
K
u u K <===5.153
.260.72
.19min ,00
故在本次设计中无明显漏液。
8．5 液泛
为防止塔内发生液泛，降液管内液层高H d 应服从下式的关系，即 )(W T d h H H +≤ϕ
乙醇—水物系属一般物系，不易发泡，故安全系数取6.0=ϕ，则 m h H W T 2682.0)047.040.0(6.0)(=+⨯=+ϕ
而 d L p d h h h H ++=
板上不设进口堰，h d 可由下式计算，即
液柱m u h d 009792.0)08.0(153.0)(153.0220=⨯='
=
m h H H m m H W T d d 2682.0)(15.015.0009792.006.00804.0=+≤==++=ϕ液柱
故在本次设计中不会发生液泛现象。
实验四乙醇的分馏
实验四乙醇-水混合物的分馏 一．实验目的 1．了解分馏的原理和意义 2．学习简单分馏的操作方法 二．实验原理 分馏原理 简单蒸馏只能使液体混合物得到初步的分离。为了获得高纯度的产品，理论上采用多次部分汽化和多次部分冷凝的方法，即将简单蒸馏得到的馏出液，再次部分汽化冷凝，以得到纯度更高的馏出液。而将简单蒸馏剩余的混合液再次部分汽化，则得到易挥发组分更低、难挥发组分更高的混合液。只要上面这一过程足够多，就可以将两种沸点相机溶液分离成纯度很高的易挥发组分和难挥发组分的两种产品。简言之，分馏即为反复多次的简单蒸馏。在实验室常采用分馏柱来实现，而工业上采用精馏塔。 分馏装置 分馏装置与简单蒸馏装置类似，不同之处是在蒸馏瓶与蒸馏头之间加了一根分馏柱。分馏柱的种类很多，实验室常用韦氏分馏柱。 三、实验仪器和药品 请学生自己罗列 四、实验装置图 五、实验步骤 1、在100ml圆底烧瓶中加入40ml乙醇和20ml水，混匀，加入几粒沸石，装配好实验仪器。 2、先通冷凝水，然后开始加热。当出现第一滴馏出液时，调整加热的功率，控制馏出液馏出的速度，以1d/2~3s为宜。 3、分段收集馏分，记录各馏分的体积。 4、拆除蒸馏装置.测量各馏分的醇含量
八、思考题 1什么叫共沸物？为什么不能用分馏法分离共沸混合物？ 答：当某两种或三种液体以一定比例混合，可组成具有固定沸点的混合物，将这种混合物加热至沸腾时，在气液平衡体系中，气相组成和液相组成一样，故不能使用分馏法将其分离出来，只能得到按一定比例组成的混合物，这种混合物称为共沸混合物或恒沸混合物。 2. 为什么控制馏出液速度是1滴／2～3s，而不是1～2d/s? 答：因为加热太快，馏出速度太快，热量来不及交换（易挥发组分和难挥发组分），致使水银球周围液滴和蒸气未达平衡，一部分难挥发组分也被气化上升而冷凝，来不及分离就一道被蒸出，导致分离效果下降。 注： 1.本次实验回收乙醇，请在瓶上标乙醇的浓度。 2.乙醇密度计请老师注意保管使用。
实验名称-乙醇-水溶液的分馏
实验名称：实验一乙醇-水溶液的分馏用户名：lanshihuazs 模 块名称仪器选取 题目权重 做错一次扣2分10 你的回答 本模块得分[满 分100] 正确答案：直型冷凝管、酒精比重计、 圆底烧瓶、出水管、分馏柱、电热碗、 温度计、进水管、锥形瓶、接引管、量 筒 做错次数：0 100 模 块名称试剂、耗材选取 题目权重 做错一次扣2分10 你的回答 本模块得分[满 分100] 正确答案：60%乙醇，2粒沸石 做错次数：0 100 模 块名称操作步骤 题目权重 选错一次扣2分10 你的回答 本模块得分[满 分100] 正确答案：H．用量筒称取100ml浓度 为60%的乙醇水溶液。 F．将称取的100ml浓度为60%的乙醇 水溶液倒入到250ml的圆底烧瓶中。 E．加入2粒沸石，安装好分馏装置， 打开冷凝水。 D．加热250ml的圆底烧瓶,至瓶内的乙 醇溶液沸腾。 A．乙醇蒸气慢慢升入分馏柱，此时要 严格控制加热温度,使蒸汽缓慢上升到 柱顶。 100
B．当蒸汽温度达到78℃时,开始收集 馏出液，并保持馏出液的速度在每秒 1-2滴。若已有前馏分馏出，此时要更 换接受器。 C．外界条件不变的条件下,当蒸汽温度 持续下降时,可停止加热，所得馏出液 约50～60ml。 I．记录下馏出液的馏出温度范围和体 积。 G．用酒精比重计测量乙醇馏出液的质 量分数。 J．实验结束，将前馏分回收到回收瓶， 残留液倒入废液回收桶。 做错次数：0 模 块名称实验报告--实 验目的 题目权重 请单击本次实验目的前的复选框作出 选择，答案不止一项。 A、学习分析天平的使用，巩固滴定管 的使用。 B、掌握简单分馏操作方法。 C、学习酸碱指示剂的使用和滴定终点 的判断。 D、学习NaOH标准溶液的标定方法。 E、了解分馏的原理及其应用。 10 你的回答 本模块得分[满 分100] B,E 100 模 块名称实验报告--实 验原理 题目权重请单击本次实验原理前的复选框作出 选择，答案不止一项。 A、分馏是分离、提纯液体有机化合物 的常用方法之一。 B、为了提高产品收率加快反应速度， 反应加入过量的冰醋酸，同时将反应中 生成的水利用分馏柱分出。反应中加入 少量的锌粉来防止苯胺的氧化。 10
乙醇和水的分离操作方法
乙醇和水的分离操作方法 乙醇和水是常见的溶液系统,在一些工业和实验室应用中需要将乙醇和水进行分离操作。下面将介绍常用的两种分离乙醇和水的操作方法：蒸馏法和萃取法。 一、蒸馏法 蒸馏是一种通过不同液体的沸点差异来进行分离的方法。乙醇和水的沸点差异为乙醇沸点78.5℃，水沸点100℃。因此，蒸馏法是一种有效的分离乙醇和水的方法。 1.原理 通过升温加热溶液，使乙醇和水分别蒸发，然后通过冷凝回收乙醇和水分离。 2.实验步骤 (1)准备溶液：将乙醇和水按一定比例混合得到溶液。 (2)装置蒸馏设备：将溶液倒入蒸馏烧瓶中，用橡皮塞和减压虹吸装置密封好。 (3)开始蒸馏：打开水泵开关，加热蒸馏烧瓶，使其升温。水蒸气进入蒸馏烧瓶后与乙醇混合蒸发，然后被冷凝管冷凝成水滴。 (4)回收分离：乙醇蒸汽通过冷凝管后流入收集瓶，水滴被接收瓶收集。 3.注意事项
(1)温度控制：蒸馏过程中要控制加热温度，使溶液保持在乙醇的沸点附近，防止乙醇过度蒸发，影响分离效果。 (2)蒸馏速率：蒸馏速度应适中，过快或过慢都会影响分离效果。 (3)安全措施：操作过程中要注意安全，避免乙醇和水的挥发产生危险气体导致火灾。 二、萃取法 萃取法是利用两个不同溶剂对分子之间亲疏水性差异的利用，通过将目标物质从一个溶剂萃取到另一个溶剂中进行分离。 1.原理 乙醇是有机溶剂，亲油性较强，而水是亲水性较强的溶剂。通过调整萃取溶剂的选择和条件，可以使乙醇在不同溶剂中的溶解度差异较大，从而实现分离。 2.实验步骤 (1)准备溶液：将乙醇和水按一定比例混合得到溶液。 (2)选择萃取溶剂：选择一个对乙醇具有高溶解度但对水具有低溶解度的有机溶剂作为萃取溶剂。 (3)萃取操作：将溶液和萃取溶剂加入分液漏斗中，摇匀使两相充分接触，待分层后分离两相。 (4)反复萃取：将分离的乙醇相和水相分别保存，再次加入新鲜萃取溶剂进行反复萃取，增大分离效果。
燃料乙醇技术讲座(四)乙醇的蒸馏与脱水
燃料乙醇技术讲座(四)乙醇的蒸馏与脱水 尊敬的各位听众，今天我们来谈论的是乙醇的蒸馏与脱水。乙醇是一种重要的可再生能源，在燃料、工业、医药等领域有着广泛的应用。而乙醇技术中蒸馏与脱水则是非常重要的环节，它们的优化能够极大地提高乙醇的制备效率和质量，进而推动乙醇技术的发展。 一、乙醇的蒸馏 乙醇的蒸馏是将乙醇和水混合物在加热的条件下分离出乙醇纯物的过程。在蒸馏过程中，水与乙醇的沸点相近，所以需要运用设备去除水分。 1.常规的蒸馏方法 常规蒸馏方法主要包括常压蒸馏和真空蒸馏两种。 常压蒸馏一般在大气压力下进行。此种蒸馏法适用于乙醇浓度较低的水解乙醇。蒸馏时要逐渐升高温度，以逐步分离水和乙醇。当温度上升到85℃时酒精沸腾，水蒸气携带酒精一起上升，此时可以采用冷凝器与收集器分离出酒精液体。 真空蒸馏则是在低于常压的真空条件下进行的蒸馏方法。这种方法主要用于乙醇浓度较高的蒸馏过程中。该方法可通过调节压力，降低乙醇和水在常压下的沸点使两者容易分离。与常压蒸馏相比，真空蒸馏能够高效地脱除水分，因此受到广泛应用。真空蒸馏机的操作比较复杂，但馏出的纯醇质量好，收率高，
是提高酒精生产效率的重要手段。 2.新兴的蒸馏方法 传统的蒸馏方法存在一些问题，采用新兴的蒸馏方法可以有效减小这些问题。 ①分子蒸馏：分子蒸馏是将混合物转化成气态后，利用分子不同的质量和运动速度的差异，在不被化合物分解的情况下将混合物中不同组分分离的一种新型蒸馏技术。这种方法基于对气体分子的大小、形状、活性和特定亲和力等生理学参数的了解，通过特定温度、温度档次、压力、空气流动速度等掌握各种组成分子的额外深度。 ②蒸汽-液体联合蒸馏：又称为深度蒸馏技术，这种技术是一 种湿式蒸馏技术，能够在相同时间和相同初始浓度条件下获得比传统技术更高质量和更稳定的产品。 二、乙醇的脱水 乙醇中的水分会使得乙醇的纯度降低，因此需要将水分从乙醇中去除。乙醇脱水主要采用吸附剂吸附水分的方法。 常用的吸附剂有分子筛、无机物质、活性碳等。这些吸附剂对水的吸附性能优异，可稳定地将水分吸附并分离出来。 但是吸附剂的使用并不是无代价的：吸附剂的使用过多会导致经济成本的增加，而吸附剂的再生也不能完全实现水分的去除。
将乙醇和水分离的方法
将乙醇和水分离的方法 乙醇和水是常见的混合物，它们的分离是许多化学和工业过程的重要步骤。在这篇文章中，我们将介绍几种将乙醇和水分离的方法。 1. 蒸馏法 蒸馏法是将乙醇和水分离的最常用方法。蒸馏是将混合物加热到其中一种物质的沸点，然后将其冷凝回液体的过程。由于乙醇的沸点比水低，因此在蒸馏时，乙醇首先蒸发，然后冷凝成液体。 蒸馏法有两种类型：简单蒸馏和分馏。简单蒸馏适用于乙醇和水之间的轻微差异，而分馏适用于差异更大的混合物。 2. 萃取法 萃取法是另一种将乙醇和水分离的方法。这种方法涉及将混合物与另一种液体接触，使乙醇或水分配到第二种液体中。这种方法的关键是选择一个适当的分散剂，使乙醇或水更容易分配到第二种液体中。 萃取法通常需要使用化学品，如丙酮或甲醇。这种方法的主要优点是可以处理高浓度的乙醇和水混合物。 3. 结晶法
结晶法是将固体物质从混合物中分离出来的方法。这种方法适用于将乙醇和水分离的过程中，如果其中一种物质可以形成固体结晶。这种方法的关键是将混合物冷却到一定程度，使其中一种物质形成结晶。 结晶法通常需要反复结晶，以获得高纯度的乙醇或水。这种方法虽然比较耗时，但它可以获得高纯度的乙醇或水，适用于许多化学和工业过程。 4. 膜分离法 膜分离法是一种利用半透性膜将混合物分离的方法。这种方法适用于乙醇和水之间非常小的差异，以及需要高纯度的乙醇或水的情况。 膜分离法的优点是可以实现高效分离，不需要使用大量的化学品，同时可以处理大量的混合物。 将乙醇和水分离的方法有许多种。选择适当的方法取决于混合物的组成和需要分离的纯度。无论使用哪种方法，都需要仔细控制条件，以获得高效的分离。
乙醇水溶液的蒸馏实验报告
乙醇水溶液的蒸馏实验报告 本实验旨在通过蒸馏的方法，研究乙醇水溶液的蒸馏行为，探究其混合物中各组成物的汽化行为及沸点变化规律。 实验原理： 蒸馏是利用混合物中各组分的沸点差异，使其在蒸馏设备中分别汽化、冷凝、收集的方法。乙醇水溶液中，乙醇与水的沸点存在差异，因此可以通过蒸馏的方法将乙醇与水分离。 实验步骤： 1.将装有乙醇水溶液的烧瓶放置在蒸馏设备中，并安装好冷凝管和接收瓶。 2.开启加热器，加热烧瓶中的溶液，待溶液开始汽化后，调节加热器的温度，使其保持在一个稳定的范围内。 3.观察冷凝管中的液体，当液体颜色发生变化时，即为乙醇的汽化开始，此时将接收瓶放置在冷凝管下方，收集乙醇汽化所得的液体。 4.当乙醇汽化结束后，再次观察冷凝管中的液体，此时液体颜色再次发生变化，即为水的汽化开始。此时将接收瓶更换，并收集水汽化所得的液体。 5.待所有液体均已收集完成后，关闭加热器，停止蒸馏。 实验结果： 本实验中，我们选取了乙醇浓度为50%的乙醇水溶液进行蒸馏实验。实验中，我们记录下了乙醇汽化开始时、乙醇汽化结束时、
水汽化开始时、水汽化结束时的温度，以及收集到的乙醇和水的体积。 乙醇汽化开始时的温度为78℃，乙醇汽化结束时的温度为100℃，水汽化开始时的温度为100℃，水汽化结束时的温度为100℃。收集到的乙醇体积为50ml，水体积为50ml。 实验分析： 根据实验结果，我们可以得出以下结论： 1.乙醇和水的沸点存在差异，乙醇的沸点为78℃，水的沸点为100℃。 2.在乙醇水溶液中，随着乙醇浓度的增加，其沸点逐渐下降。 3.在蒸馏过程中，乙醇与水分别汽化，且汽化温度不同，因此可以通过蒸馏的方法将乙醇与水分离。 4.在本实验中，收集到的乙醇和水体积相同，说明乙醇和水的汽化量相等。 实验结论： 本实验通过蒸馏的方法，成功地将乙醇与水从乙醇水溶液中分离出来，证明了乙醇和水的沸点存在差异，且可以通过蒸馏的方法将其分离。同时，实验结果也表明了乙醇和水的汽化量相等，这与理论预期相符。因此，本实验达到了预期目的，为深入了解混合物汽化行为提供了实验基础。
乙醇水溶液蒸馏的实验原理
乙醇水溶液蒸馏的实验原理 乙醇水溶液蒸馏是一种将乙醇和水分离的常用手段。乙醇（C2H5OH）和水（H2O）在常压下形成共沸混合物，即两者在一定组成范围内共同蒸发和凝结。乙醇水溶液的共沸混合物比纯乙醇具有更低的沸点，因此利用蒸馏方法可以将乙醇从水中分离出来。 乙醇水溶液蒸馏的原理主要涉及到两个方面：物质之间的相互作用力和液体分子之间的相互运动。 首先，物质之间的相互作用力对乙醇水溶液的蒸馏过程起到重要作用。在乙醇水溶液中，乙醇和水分子之间存在着多种相互作用力，包括主键作用力、氢键作用力和范德华力等。主键作用力是由分子内的共价键引起的，对乙醇和水分子之间的相互吸引起到重要作用。氢键作用力是由氢原子和氧、氮、氟等原子之间的强相互作用力引起的，是乙醇和水分子之间的主要相互作用力。范德华力是分子间的非极性相互作用力，随着距离的增加而逐渐减弱。这些相互作用力对乙醇水溶液的沸点和蒸馏过程起到调控作用。 其次，液体分子之间的相互运动也对乙醇水溶液的蒸馏过程产生影响。液体分子之间存在着无规则的热运动，包括擦伤、碰撞、扭转等。这些运动使得乙醇分子和水分子在液相中不断进行着不规则的位移和相对运动。在温度升高和能量增加的情况下，这些相互运动也会增加，加速乙醇和水分子之间的混合和扩散，促进蒸馏过程的进行。
基于以上原理，乙醇水溶液蒸馏的实验过程主要包括以下几个步骤： 1. 将乙醇水溶液倒入蒸馏烧瓶中。乙醇水溶液的初始组成根据实验需求设置。 2. 在蒸馏装置上安装冷凝器和蒸馏装置。 3. 加热蒸馏烧瓶，将乙醇水溶液加热至沸腾。在沸腾时，液态的乙醇水溶液中的乙醇分子开始蒸发，进入冷凝器。 4. 冷凝器中的冷却水将乙醇气体冷却变成液体。 5. 液体乙醇流入收集瓶中，完成从乙醇水溶液到纯乙醇的分离过程。 在乙醇水溶液蒸馏过程中，一定要掌握一定的操作技巧和实验条件。例如，乙醇水溶液的初始组成、蒸馏的温度和时间、冷凝器的冷却水流量和温度等，都会对分离效果产生影响。同时，为了提高分离效率，可以采用异构或双塔分馏等复杂的蒸馏装置和方法。 总之，乙醇水溶液蒸馏是一种常用的物质分离手段，基于乙醇和水在一定组成范围内的共沸现象。实验原理主要包括物质之间的相互作用力和液体分子之间的相
乙醇和水的分离操作方法
乙醇和水的分离操作方法 乙醇和水的分离是化学实验和工业生产中常见的操作。根据乙醇和水的物化性质差异，可以采用以下几种分离操作方法：蒸馏、萃取、气溶胶萃取、膜分离和冷冻结晶。 1. 蒸馏法： 蒸馏是乙醇和水分离最常用的方法，适用于乙醇和水的沸点差异较大的情况。乙醇和水的沸点分别是78.5和100，乙醇低于水的沸点。在蒸馏过程中，将乙醇和水混合物加热至乙醇沸点以上的温度，乙醇汽化后冷凝，再经冷凝器收集液体乙醇。而未汽化的水则继续留在容器中。通过对蒸馏过程控温、收集不同温度段的馏分，可以得到不同浓度的乙醇溶液。 2. 萃取法： 萃取法利用不同物质对溶剂的溶解度不同来分离混合物。常用的溶剂有正己烷、二氯甲烷等。通过萃取，可以将乙醇从水中提取出来。一般情况下，萃取剂为非水溶剂，与水相互不溶。在萃取过程中，将乙醇和水混合物与萃取剂共同摇匀搅拌，使乙醇更多地溶解于萃取剂中。然后通过分液漏斗分离两相，再将萃取剂中的乙醇蒸馏或挥发除去，即可得到纯净的乙醇。 3. 气溶胶萃取法： 气溶胶萃取法是一种新型的物理分离方法，利用气溶胶中气固两相的差异来分离乙醇和水。实验中，将混合物通过喷雾器，形成细小的液滴悬浮在气相中，然后
经过收集器收集。由于乙醇与水在气相中的蒸汽压差异，乙醇和水分别被收集器中的两个不同收集槽收集。通过调节温度、压力等参数，可以实现对乙醇和水的有效分离。 4. 膜分离法： 膜分离法利用不同分子在膜中渗透性的差异，将混合物分离开。常用的膜分离方法有逆渗透膜、微滤膜等。对于乙醇和水的分离，可以使用逆渗透膜。逆渗透膜是一种半透膜，可以让水分子通过，而阻止乙醇分子的渗透。通过将混合物通过逆渗透膜，水将被膜收集，而乙醇则保留在原有位置。逆渗透膜分离方法不需要加热，操作简单，适用于乙醇和水浓度接近情况下的分离。 5. 冷冻结晶法： 冷冻结晶法是一种通过温度差异使混合物部分物质结晶而分离的方法，适用于乙醇和水的分离。在冷冻结晶实验中，将乙醇和水混合物放置在低温环境下，通过温度降低，使乙醇结晶，并与水分离。然后通过过滤或离心等方式，将结晶的乙醇与未结晶的水分开。通过反复冷冻结晶操作，可以获得更纯的乙醇。 总结来说，乙醇和水的分离可以通过蒸馏、萃取、气溶胶萃取、膜分离和冷冻结晶等多种方法实现，选择合适的方法取决于乙醇和水的物化性质以及分离要求的纯度和产量。
乙醇和水的蒸馏
《化工原理》课程设计乙醇-水分离过程连续精馏塔的设计 学院 专业 班级 姓名 学号 指导教师 2011年 12 月24 日 (一) 设计题目： 试设计一座乙醇-水连续精馏塔提纯乙醇。进精馏塔的料液含乙醇25%（质量分数，下同），其余为水；产品的乙醇含量不得低于94%；残液中乙醇含量不得
高于0.1%；要求产品乙醇的年产量为 1 万吨/年。 (二) 操作条件 1) 塔顶压力4kPa（表压） 2) 进料热状态自选 3) 回流比自选 4) 塔底加热蒸气压力0.5Mpa（表压） 5) 单板压降≤0.7kPa。 (三) 塔板类型 筛板塔 (四) 工作日 每年工作日为300天，每天24小时连续运行。 (五) 设计说明书的内容 1. 设计内容 (1) 流程和工艺条件的确定和说明 (2) 操作条件和基础数据 (3) 精馏塔的物料衡算； (4) 塔板数的确定； (5) 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算； (6) 精馏塔的塔体工艺尺寸计算； (7) 塔板主要工艺尺寸的计算； (8) 塔板的流体力学验算； (9) 塔板负荷性能图； (10)主要工艺接管尺寸的计算和选取（进料管、回流管、釜液出口管、塔顶蒸汽管、人孔等） (11) 塔板主要结构参数表 (12) 对设计过程的评述和有关问题的讨论。 2. 设计图纸要求： 1) 绘制生产工艺流程图（A3号图纸）； 2) 绘制精馏塔设计条件图（A3号图纸）。 1．设计方案 (1) 2. 操作条件和基础数据 (1) 3．精馏塔的物料衡算 (1) 3．1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (1) 3．2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (2)
乙醇和水的分离方法
乙醇和水的分离方法 一、引言 乙醇和水是常见的溶液体系，其分离对于许多工业和实验室应用非常重要。乙醇和水的分离可以通过多种方法实现，本文将介绍几种常见且有效的分离方法。 二、蒸馏法 蒸馏法是最常用的乙醇和水分离方法之一。该方法利用了乙醇和水的沸点差异，通过加热使乙醇汽化，然后冷凝收集纯净的乙醇。具体操作时，将乙醇和水混合溶液放入蒸馏烧瓶中，将烧瓶与冷凝管连接，加热烧瓶中的溶液，使其沸腾产生蒸汽，然后在冷凝管中冷凝收集乙醇。 三、萃取法 萃取法是利用溶剂的选择性溶解性质来分离乙醇和水的方法。常用的溶剂如乙醚、石油醚等。具体操作时，将乙醇和水混合溶液与选择性溶剂一起加入分液漏斗中，充分摇匀，然后静置，待两相分离后，打开分液漏斗的塞子，放出下层水相，留下上层乙醇相即可。 四、析出法 析出法是一种通过添加适当的盐类，使乙醇和水形成不溶性盐析出而分离的方法。常用的盐类有氯化钠、硫酸钠等。具体操作时，将乙醇和水混合溶液加热至一定温度，然后逐渐加入盐类溶液，搅拌
均匀，使乙醇和水形成不溶性的盐类沉淀，然后通过过滤或离心分离乙醇和水。 五、膜分离法 膜分离法是一种基于溶质在膜上渗透性差异而实现分离的方法。常用的膜有纳滤膜、渗透膜等。具体操作时，将乙醇和水混合溶液通过膜分离设备，利用膜的选择性渗透性质，使乙醇和水分离，从而得到纯净的乙醇。 六、离心分离法 离心分离法是利用离心力将乙醇和水的颗粒或溶液分离的方法。具体操作时，将乙醇和水混合溶液放入离心管中，然后进行高速离心，利用离心力使乙醇和水分层，然后轻轻倾倒上层液体即可分离乙醇和水。 七、结论 乙醇和水的分离是许多工业和实验室中常见的操作。本文介绍了蒸馏法、萃取法、析出法、膜分离法以及离心分离法等几种常见且有效的分离方法。在实际操作中，可以根据具体需求选择合适的分离方法，以获得纯净的乙醇或水。
乙醇-水精馏实验报告
乙醇-水精馏实验报告 乙醇-水精馏实验报告 引言： 乙醇-水精馏是一种常见的分离和提纯技术，广泛应用于化学、制药、食品等领域。本实验旨在通过乙醇-水混合液的精馏过程，观察和探究其分离效果及原理。实验材料： 1. 乙醇-水混合液 2. 精馏设备：包括加热设备、冷却设备、分馏塔等 3. 温度计 4. 醇表 实验步骤： 1. 准备工作：清洗精馏设备，确保无杂质残留。将乙醇-水混合液倒入分馏塔中，注意量取合适的比例。 2. 加热：将分馏塔加热设备接通电源，逐渐升温。同时，用温度计监测温度变化，并记录下来。 3. 冷却：在分馏塔顶部的冷却设备中，通过冷却水的循环使馏出液冷却，形成 液体收集。 4. 收集：根据温度变化，收集不同温度下馏出的液体。使用醇表检测收集液中 乙醇的浓度。 实验结果与讨论： 在实验过程中，我们观察到了乙醇-水混合液的精馏分离现象。随着加热过程的进行，我们发现温度逐渐升高，液体开始沸腾。此时，乙醇和水的沸点不同，
乙醇的沸点较低，因此乙醇首先被蒸发出来。通过冷却设备，我们能够将乙醇 蒸汽重新凝结成液体，从而实现乙醇的分离和收集。 在实验过程中，我们还使用了醇表来检测收集液中乙醇的浓度。通过醇表的测量，我们可以得知收集液中乙醇的含量，从而判断精馏过程的效果。通常情况下，随着温度的升高，收集液中乙醇的浓度逐渐降低。这是因为乙醇的沸点较低，容易被蒸发出来，而水的沸点较高，相对难以蒸发。因此，在精馏过程中，乙醇会优先蒸发，导致收集液中乙醇的浓度逐渐降低。 乙醇-水精馏的原理是基于不同物质的沸点差异。在混合液中，乙醇和水分子之间会发生相互作用，形成氢键。这种氢键的存在导致了乙醇-水混合液的沸点较纯乙醇和纯水的沸点都要高。因此，在精馏过程中，通过加热使混合液沸腾， 乙醇的沸点较低，会首先蒸发出来，然后通过冷却设备重新凝结成液体，实现 乙醇的分离和提纯。 结论： 通过乙醇-水精馏实验，我们观察到了乙醇和水的分离现象，并了解了乙醇-水 精馏的原理。实验结果表明，在精馏过程中，乙醇会优先蒸发，导致收集液中 乙醇的浓度逐渐降低。乙醇-水精馏是一种常用的分离和提纯技术，对于化学、制药、食品等领域具有重要意义。通过实验，我们深入了解了乙醇-水精馏的原理和过程，为日后的实际应用提供了基础。
乙醇—水混合物的分馏实验内容
乙醇—水混合物的分馏实验内容 一、实验目的 1. 掌握分馏实验的基本操作，了解分馏原理； 2. 学习乙醇—水混合物的分馏方法，掌握不同混合比例下的分馏行为，理解物 理混合与化学混合的区别； 3. 通过实验数据的统计和分析，探究提高分馏效果的方法。 二、实验原理 分馏，就是利用原料之间的不同沸点对它们进行分离的工艺过程。多数情况下，分馏指液体沸点分离。分馏的原理是，物质在某一温度下从液相转化为气相，并在不 同温度下重新凝结为液相，根据这一过程原理设计分馏装置，将物质按沸点进行分馏，从而得到不同纯度的物质。 乙醇和水是能够相互溶解的物质，而且它们的沸点有差别，因此可以分别分离。在合适的温度下，乙醇和水蒸气分别进入冷凝器凝固而收集。因此，分馏是利用乙醇 和水的沸点差进行分离的物理方法。 三、实验仪器和试剂 仪器：分馏酒精灯、烧杯、布条、冷凝器、砂芯漏斗、接收瓶、密封玻璃管、温度计等。 试剂：工业纯乙醇和蒸馏水。 四、实验步骤 1. 实验前准备： （1）用蒸馏水清洁仪器； （2）填充烧杯3/4，将酒精灯插入镍制支架中，点燃酒精灯，根据需要调整分 馏装置。
2. 待分馏装置达到稳定状态（分馏管的市场达到设定温度）后，将一定量的乙醇水混合物加入分馏瓶中。 3. 收集产物： （1）水、乙醇、水乙醇混合物—收集生效以后，再加温直至另一组件开始出沸； （2）乙醇、水、乙醇水混合物—根据实验需要重复2-3组测定温度，以收集高 纯度产物。 4. 收集的产物统计和检测。 （1）量取收集得到的每个组成部分，通过密度计测定密度，计算相应的醇度。 （2）在滴定法的帮助下测定样品中的乙醇含量。 五、实验数据处理 1. 绘制乙醇—水混合物的沸点图； 2. 根据实验结果，分析影响分离效果的因素，探究如何提高分馏效率； 3. 统计实验实验数据，画出乙醇—水混合物在不同比例下的沸点图。 六、实验注意事项 1. 注意安全性：酒精灯易于引燃火灾，操作分馏装置时要注意防火措施，使用时要注意。接触到温度高的器材时要小心。 2. 注意操作规范：注意仪器和试剂的清洁卫生，手部清洁并戴手套，操作时要小心仔细，防止仪器的损坏和产生偏差的数据。 3. 注意实验准确性：统计所有收集到的产品，并计算它们的组成或含量。 4. 注意数据处理：对数据进行统计和分析，以便理解实验结果和讨论提高实验效果。
乙醇的蒸馏及沸点实验原理
乙醇的蒸馏及沸点实验原理 乙醇（乙醇水溶液）的蒸馏是一种常见的实验技术，可以用于分离混合物中含有乙醇的液体。乙醇和水之间有较大的沸点差异，因此通过蒸馏可以有效地将乙醇和水分离开来。 乙醇的沸点是78.5摄氏度，水的沸点是100摄氏度。这意味着当乙醇和水混合在一起时，乙醇会比水更容易在低温下蒸发。实际上，乙醇与水形成的混合物的沸点是介于两者之间的。也就是说，在乙醇和水的混合物中，乙醇会相对比水更早地开始蒸发。 乙醇的蒸馏实验使用的主要设备是蒸馏装置。这个装置通常包括一个加热器、一个冷凝器和一个收集瓶。混合物被置于加热器中加热，通过加热器下部加热源提供的热量，液体开始蒸发。蒸气通过蒸馏管进入冷凝器，冷凝器中通过冷凝管提供的冷却环境将蒸气转化为液态。最后，冷凝液进入收集瓶中，得到纯净的乙醇。 在乙醇的蒸馏实验中，有两个关键因素需要考虑：压力和温度。压力会影响液体的沸点，较高的压力会提高液体的沸点，反之亦然。因此，适当的压力控制是非常重要的，尤其是在处理易挥发物质时。 根据拉乌尔定律，液相中各组分的蒸气回压与其相对蒸汽压成正比。在乙醇蒸馏实验中，加热器和冷凝器之间要采取适当的压力控制，以确保蒸气不会在加热器和冷凝器之间冷凝，从而保证除去纯净的乙醇。
乙醇的蒸馏实验中，还应该保持适当的温度控制。温度会影响乙醇和水的蒸发速率，高温会加速蒸发速度，而低温会减慢蒸发速率。因此，适当的温度控制对于获得高纯度的乙醇非常重要。 在实验过程中，应控制加热器中的温度，使其保持在乙醇的沸点以下，同时保持冷凝器中的温度低于乙醇沸点。这样可以确保乙醇得以蒸发，沸腾时蒸气能被冷凝器迅速转化为液态。 值得注意的是，蒸馏实验只能将含有乙醇和水的混合物分离出纯净的乙醇。如果混合物中还有其他溶质，例如其他有机溶剂或溶质，蒸馏实验可能无法将乙醇和其他溶质分离。在这种情况下，可能需要使用其他分离技术，如萃取或再结晶。 总结来说，乙醇的蒸馏实验是一种将乙醇和水分离的重要实验技术。通过适当的压力和温度控制，可以通过蒸馏实验得到纯净的乙醇。
精馏(乙醇-水)实验
精馏（乙醇-水）实验 一．实验原理： 1、在板式蒸馏塔中，混合液的蒸汽逐板上升，回流液逐板下降，气液两相在塔板上接触，实现传质、传热过程而达到分离的目的。如果在每层塔板上，上升的蒸汽与下降的液体处于平衡状态，则该塔板称之为理论塔板。然而在实际操做过程中由于接触时间有限，气液两相不可能达到平衡，即实际塔板的分离效果达不到一块理论塔板的作用。因此，完成一定的分离任务，精馏塔所需的实际塔板数总是比理论塔板数多。 对于双组分混合液的蒸馏，若已知汽液平衡数据，测得塔顶流出液组成Xd、釜残液组成Xw ，液料组成Xf及回流比R和进料状态，就可用图解法在y-x 图上，或用其他方法求出理论塔板数Nt。精馏塔的全塔效率Et为理论塔板数与实际塔板数N之比，既： Et=Nt/N 影响塔板效率的因素很多，大致可归结为：流体的物理性质（如粘度、密度、相对挥发度和表面张力等）、塔板结构以及塔的操作条件等。由于影响塔板效率的因素相当复杂，目前塔板效率仍以实验测定给出。 2、精馏塔的单板效率Em可以根据气相（或液相）通过测定塔板的浓度变化进行计算。 若以液相浓度变化计算，则为： E ml=(X n-1-X n) / (X n-1- X n*) 若以气相浓度变化计算，则为： E mv=(Y n-Y n+1) / ( Y n*-Y n-1) 式中：Xn-1-----第n-1块板下降的液体组成，摩尔分率； Xn-------第n块板下降的液体组成，摩尔分率； X n*------第n块板上与升蒸汽Yn相平衡的液相组成，摩尔分率； Yn+1-----第n+1块板上升蒸汽组成，摩尔分率； Yn-------第n块板上升蒸汽组成，摩尔分率； Y n*------第n块板上与下降液体Xn相平衡的气相组成，摩尔分率。 二．实验步骤 1. 在控制台上用鼠标左键点击泵电源开关的上端（带白点的一端），打开泵电源开关。 2. 依次打开阀门1、2、3，向塔釜进料，进料至液位计的红点（正常液位标志）位置，完成进料。 3. 全回流进料完成后，开始加热，首先点击加热电源开关上端，打开加热电源开关。用鼠标点击加热电压调节手柄 4. 加热开始后，回流开始前，应注意塔釜温度和塔顶压力的变化。当塔顶压力超过一个大气压很多时（例如0.1atm以上），应打开衡压排气阀进行排气降压。塔顶的冷却水默认全开，当塔釜温度达到91度左右时，开始有冷凝液出现（在