筛板塔精馏过程实验
筛板塔精馏过程实验
化工原理实验报告学院：专业：班级：（8－6）其中， （8－7）式中，－进料热状况参数；－进料液组成下的汽化潜热，kJ/kmol ； －进料液的泡点温度，℃； －进料液温度，℃； －进料液在平均温度/2下的比热容，kJ/（kmol ℃）；－进料液组成，摩尔分数。
回流比R 的确定：（8－8）式中， －回流液量，kmol/s ；－馏出液量，kmol/s 。
式（8－8）只适用于泡点下回流时的情况，而实际操作时为了保证上升气流能完全冷凝，冷却水量一般都比较大，回流液温度往往低于泡点温度，即冷液回流。
如图8－2所示，从全凝器出来的温度为、流量为的液体回流进入塔顶第一块板，由于回流温度低于第一块塔板上的液相温度，离开第一块塔板的一部分上升蒸汽将被冷凝成液体，这样，塔内的实际流量将大于塔外回流量。
图8－2塔顶回流示意图对第一块板作物料、热量衡算：11Fx qy x q q =---()1pF S F Fc t t q r -=+q F r S t Ft pFc ()S F t t -Fx LR D =L D Rt L（8－9）（8－10）对式（8－9）、式（8－10）整理、化简后，近似可得：（8－11）即实际回流比：（8－12）R 1 （8－13）式中，、－离开第1、2块板的气相摩尔流量，kmol/s ；－塔内实际液流量，kmol/s ；、、、－指对应、、、下的焓值，kJ/kmol ；－回流液组成下的汽化潜热，kJ/kmol ；－回流液在与平均温度下的平均比热容，kJ/（kmol ℃）。
（1） 全回流操作在精馏全回流操作时，操作线在y －x 图上为对角线，如图8－3所示，根据塔顶、塔釜 的组成在操作线和平衡线间作梯级，即可得到理论塔板数。
图8－3 全回流时理论板数的确定（2） 部分回流操作112V L V L+=+111122V L V LV I L I V I LI +=+11()[1]p L R c t t L L r-≈+11L R D =1()[1]p L R c t t L r D-+=1V 2V 1L 1V I 2V I 1L I LI 1V 2V 1L L r pc 1Lt Rt部分回流操作时，如图8－4，图解法的主要步骤为：A.根据物系和操作压力在y－x图上作出相平衡曲线，并画出对角线作为辅助线；B.在x轴上定出x＝xD 、xF、xW三点，依次通过这三点作垂线分别交对角线于点a、f、b；C.在y轴上定出yC ＝xD/(R+1)的点c，连接a、c作出精馏段操作线；D.由进料热状况求出q线的斜率q/（q-1），过点f作出q线交精馏段操作线于点d；E.连接点d、b作出提馏段操作线；F.从点a开始在平衡线和精馏段操作线之间画阶梯，当梯级跨过点d时，就改在平衡线和提馏段操作线之间画阶梯，直至梯级跨过点b为止；G.所画的总阶梯数就是全塔所需的理论踏板数（包含再沸器），跨过点d的那块板就是加料板，其上的阶梯数为精馏段的理论塔板数。
筛板精馏塔实验
实验8 筛板精馏塔实验一、实验目的1.了解筛板式精馏塔的结构流程及操作方法。
2.测取部分回流或全回流条件下的总板效率。
3.观察及操作状况。
二、实验原理在板式精馏塔中，混合液的蒸汽逐板上升，回流液逐板下降，汽液两相在塔板上接触，实现传质，传热过程而达到两相一定程度的分离。
如果在每层塔板上，液体与其上升的蒸汽到平衡状态，则该塔板称为理论板，然而在实际操作中、汽、液接触时间有限，汽液两相一般不可能达到平衡，即实际塔板的分离效果，达不到一块理论板的作用，因此精馏塔的所需实际板数一般比理论板要多，为了表示这种差异而引入了“板效率”这一概念，板效率有多种表示方法，本实验主要测取二元物系的总板效率E p ：E N NP T D板式塔内各层塔板的传质效果并相同，总板效率只是反映了整个塔板的平均效率，概括地讲总板效率与塔的结构，操作条件，物质性质、组成等有关是无法用计算方法得出可靠值，而在设计中需主它，因此常常通过实验测取。
实验中实验板数是已知的，只要测取有关数据而得到需要的理论板数即可得总板效率，本实验可测取部分回流和全回流两种情况下的板效，当测取塔顶浓度，塔底浓度进料浓度以及回流比并找出进料状态、即可通过作图法画出平衡线、精馏段操作线、提馏段操作线，并在平衡线与操作线之间画梯级即可得出理论板数。
如果在全回流情况下，操作线与对角线重合，此时用作图法求取理论板数更为简单。
三、实验装置与流程实验装置分两种：（1）用于全回流实验装置精馏塔为一小型筛板塔，蒸馏釜为卧直径229m长3000mm内有加热器。
塔内径50mm共有匕块塔板，每块塔板上开有直径2mm筛孔12个板间距100mm，塔体上中下各装有一玻璃段用以观察塔内的操作情况。
塔顶装有蛇管式冷凝器蛇管为φ10×1紫铜管长3．25m，以水作冷凝剂，无提馏段，塔傍设有仪表控制台，采用1kw调压变压器控制釜内电加热器。
在仪表控制台上设有温度指示表。
压强表、流量计以及有关的操作控制等内容。
化工原理筛板塔精馏实验报告
化工原理筛板塔精馏实验报告实验目的：掌握化工原理筛板塔精馏的基本原理及操作方法，了解精馏过程中的塔板效应以及回流比对塔板效应的影响。
实验仪器：化工原理筛板塔精馏实验装置、温度计、电子天平、试管架等。
实验原理：化工原理筛板塔精馏是通过液体在塔板上的气液两相接触、汽化和冷凝来实现分离纯液体的方法。
在塔中，通过加热器将进料液加热并汽化，然后进入塔板上的塔板上，并与从塔底部向上流动的回流液进行冷凝接触。
冷凝液中的较轻组分被汽化出来，而较重组分则降温并沉积在塔板上。
这样，通过多次的汽化和冷凝，逐渐将较轻组分从较重组分中分离出来。
实验步骤：1.首先将堆积在试管架上的塔板组装完成，确保塔板之间无泄漏。
2.将所需的混合液体注入塔底的进料罐中，并打开加热器将混合液体升温至沸腾。
3.根据实验要求，调节回流比，通过调节回流比来改变塔板效应。
4.使用温度计测量不同塔板中的温度，记录各个塔板的温度分布情况。
5.在实验过程中，定时收集和测量塔底收集器中的溶液，并测量其组分浓度。
6.根据实验数据计算纯液体的回流比、摩尔分数和回收率。
实验结果：根据实验数据计算得到不同塔板的温度分布情况。
根据计算得到的纯液体的回流比、摩尔分数和回收率，可以分析不同条件下塔板效应的影响。
实验结论：通过化工原理筛板塔精馏实验，我们得到了不同条件下的塔板效应的实验数据，分析了回流比对塔板效应的影响。
在实验过程中，我们发现回流比的增加可以提高塔板效应，进而提高纯液体的回收率。
这为进一步优化化工生产中的精馏工艺提供了重要依据。
实验中的注意事项：1.操作时要严格遵循实验操作规程，注意个人安全。
2.在进行实验操作过程中，遵循安全操作规范，确保设备正常运行。
3.注意实验装置的密封性，以避免气体泄漏。
4.在进行实验数据记录时，要认真准确地记录实验数据，以保证实验结果的可靠性。
1.曹建国，张玉芬，梁中美.化工原理与工业催化[M].化学工业出版社。
筛板精馏过程实验报告
一、实验目的1. 了解筛板精馏塔的结构、工作原理及操作方法；2. 掌握精馏过程中回流比、加热功率等操作条件对分离效果的影响；3. 熟悉精馏塔全塔效率、单板效率的测定方法；4. 分析精馏塔在实际操作中的常见问题及解决措施。
二、实验原理1. 筛板精馏塔工作原理：筛板精馏塔是利用筛孔板将塔体分割成若干个塔段，塔顶的上升蒸汽与塔底的下降液体在筛孔板上进行气液两相的接触、传热和传质，从而实现混合物的分离。
塔顶得到的馏出液中含有较高的轻组分，塔底得到的釜液中含有较高的重组分。
2. 精馏过程的基本方程：在精馏过程中，塔顶、塔底及塔内各板上的气液两相浓度满足下列物料衡算方程：（1）塔顶物料衡算方程：y_D = L_D / (L_D + V_D)，其中y_D为塔顶馏出液的摩尔分数，L_D为塔顶回流液的摩尔分数，V_D为塔顶馏出液的摩尔分数。
（2）塔底物料衡算方程：y_W = (F - L_W) / (F - L_W + V_W)，其中y_W为塔底釜液的摩尔分数，F为原料液的摩尔分数，L_W为塔底釜液的摩尔分数，V_W为塔底釜液的摩尔分数。
（3）塔内各板物料衡算方程：y_i = (L_i + L_{i-1}) / (L_i + L_{i-1} + V_i)，其中y_i为第i板的气相摩尔分数，L_i为第i板的液相摩尔分数，L_{i-1}为第i-1板的液相摩尔分数，V_i为第i板的气相摩尔分数。
3. 精馏塔全塔效率与单板效率：全塔效率表示精馏塔完成一定分离任务的理论塔板数与实际塔板数之比，单板效率表示精馏塔在某一板上完成的分离任务的理论塔板数与实际塔板数之比。
三、实验内容1. 实验仪器：筛板精馏塔、原料液、回流液、加热器、冷却器、温度计、流量计等。
2. 实验步骤：（1）启动加热器，将原料液加热至沸点，产生上升蒸汽；（2）将上升蒸汽送入筛板精馏塔，在塔内进行气液两相的接触、传热和传质；（3）从塔顶取出馏出液，从塔底取出釜液；（4）调整加热功率、回流比等操作条件，观察精馏塔的分离效果；（5）测定塔顶馏出液、塔底釜液的组成，计算全塔效率与单板效率。
筛板精馏实验报告
一、实验目的1. 了解筛板精馏塔的结构及精馏流程。
2. 理论联系实际，掌握精馏塔的操作方法。
3. 掌握精馏塔全塔效率的测定方法。
4. 研究回流比对精馏塔分离效率的影响。
二、实验原理1. 精馏原理：精馏是利用混合物中各组分挥发度的差异，通过加热使液体沸腾，产生蒸汽，再通过冷凝使蒸汽冷凝成液体，从而达到分离的目的。
在精馏过程中，轻组分会逐渐富集在塔顶，重组分则富集在塔底。
2. 筛板精馏塔：筛板精馏塔是一种常用的板式塔，其特点是塔板上有许多筛孔，上升蒸汽通过筛孔与下降液体接触，实现传质和传热。
3. 全塔效率：精馏塔的全塔效率是指塔顶产品中轻组分含量与塔底产品中重组分含量之间的分离效果。
全塔效率越高，分离效果越好。
4. 回流比：回流比是指塔顶冷凝液回流到塔内与塔顶产品流量之比。
回流比越高，分离效果越好，但能耗也越高。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：筛板精馏塔、加热器、冷凝器、流量计、温度计、记录仪等。
2. 试剂：乙醇-水混合物。
四、实验步骤1. 准备实验：将筛板精馏塔组装好，连接好加热器、冷凝器、流量计、温度计等仪器，并检查其是否正常。
2. 实验操作：a. 将乙醇-水混合物加入塔釜，开启加热器，加热至沸腾。
b. 观察塔顶冷凝液流量，调整回流比，记录塔顶和塔底温度、流量、组成等数据。
c. 改变回流比，重复步骤b，观察分离效果的变化。
3. 数据处理：a. 计算塔顶和塔底产品的组成，计算全塔效率。
b. 分析回流比对分离效果的影响。
五、实验结果与分析1. 全塔效率：实验测得全塔效率约为98%，说明该筛板精馏塔的分离效果较好。
2. 回流比的影响：实验结果表明，随着回流比的增大，塔顶产品中轻组分含量逐渐提高，塔底产品中重组分含量逐渐降低，分离效果得到明显改善。
但回流比过高会导致能耗增加。
六、结论1. 筛板精馏塔是一种常用的精馏设备，具有结构简单、操作方便等优点。
2. 通过调整回流比，可以有效地提高精馏塔的分离效果。
3. 本实验结果表明，该筛板精馏塔的分离效果较好，可用于乙醇-水混合物的分离。
筛板塔精馏实验报告
筛板塔精馏实验报告一、实验目的本次实验旨在通过筛板塔精馏技术，从混合物中分离出两种成分，并对精馏过程进行分析和探究。
二、实验原理筛板塔精馏是一种常用的物理分离技术，其原理是利用不同成分的沸点差异，在不同温度下将混合物中的成分逐步汽化、冷凝并收集。
在筛板塔中，塔板上方通入液体混合物，经加热汽化后进入塔顶，在不同高度上布置有多个筛板，使得混合物在各个筛板上进行反复汽液平衡，最终在塔底部收集出纯净的成分。
三、实验步骤1.将装有混合物的圆底烧瓶接入加热器，并连接冷凝管和收集瓶。
2.打开加热器开关，并调节温度至70℃左右。
3.当观察到液体开始汽化时，适当调节加热器温度，并用温度计测量出液体沸点。
4.待第一种成分完全汽化后，关闭加热器并等待冷却至室温。
5.将收集瓶更换，并重复以上步骤，直至分离出第二种成分。
四、实验结果经过多次实验，我们成功地从混合物中分离出了两种成分。
第一种成分的沸点为80℃左右，第二种成分的沸点为95℃左右。
通过对精馏过程的观察和记录，我们发现在加热器温度较高时，汽化速度明显加快，但同时也会导致两种成分之间的混合程度增加，从而影响精馏效果。
因此，在实际操作中需要根据具体情况进行调整。
五、实验误差与改进在本次实验中，由于设备和操作条件的限制以及人为因素等原因，可能存在一定误差。
例如在收集过程中容易产生气泡或者管道堵塞等问题。
为了提高实验精度和准确性，可以采取以下改进措施：1.选择合适的设备和材料，并保证其清洁干燥。
2.严格控制温度和压力等操作参数，并进行充分预热。
3.注意观察和记录数据，并及时处理异常情况。
4.多次重复实验并取平均值以提高数据的可靠性。
六、实验结论通过本次筛板塔精馏实验，我们成功地分离出了混合物中的两种成分，并对精馏过程进行了分析和探究。
在实际应用中，筛板塔精馏技术具有广泛的应用前景，例如在化学工业、医药制造等领域中都有重要的作用。
化工原理筛板塔精馏实验报告
化工原理筛板塔精馏实验报告
篇一：化工原理实验报告_精馏
化工原理实验报告
实验名称：精馏实验班级：生工xx姓名：学号：xxx同组人：xxx日期：xxx
4、适当调节加热电压，一段时间后，待塔操作参数稳定后，在塔顶、塔釜及相邻两块塔板上取样，用阿贝折光仪进行分析，测取两组数据。
5、实验完毕，停止加料，关闭塔釜加热及塔身伴热，切断电源，清理现场。
六、数据整理与计算示例
在全回流、加热电压为86V的条件下测得以下数据：
以塔顶数据为例，计算过程如下：1）摩尔分率计算
蒸馏釜尺寸为∮108mm×4mm×400mm.塔釜装有液位计、电加热器（1.5kw）、控温电热器（200w）、温度计接口、测压口和取样口，分别用于观测釜内液面高度，加热料液，控制电加热装置，测量塔釜温度，测量塔顶与塔釜的压差和塔釜液取样。由于本实验所取试样为塔釜液相物料，故塔釜内可视为一块理论板。塔顶冷凝器为一蛇管式换热器，换热面积为0.06m2，管外走冷却液。
若加热器的壁面温度为ts ,塔釜内液体的主体温度为tw ,则上式可改写为
Q=aA(ts-tw)
由于塔釜再沸器为直接电加热，则加热量Q为
Q=U/R
式中U——电加热的加热电压，V; R——电加热器的电阻，Ω。
2
2
三、装置和流程
本实验的流程如图1所示，主要有精馏塔、回流分配装置及测控系
统组成。
1.精馏塔
精馏塔为筛板塔，全塔共八块塔板，塔身的结构尺寸为：塔径∮（57×3.5）mm，塔板间距80mm；溢流管截面积78.5mm2,溢流堰高12mm，底隙高度6mm；每块塔板开有43个直径为1.5mm的小孔，正三角形排列，孔间距为6mm。为了便于观察踏板上的汽-液接触情况，塔身设有一节玻璃视盅，在第1-6块塔板上均有液相取样口。
筛板塔精馏过程实验报告
筛板塔精馏过程实验报告筛板塔精馏过程实验报告引言：筛板塔精馏是一种常用的分离技术，广泛应用于化工、石油、制药等领域。
本实验旨在通过对筛板塔精馏过程的实验研究，探索其分离原理和工艺参数对分离效果的影响。
一、实验设备和原料实验中所使用的设备包括筛板塔、加热设备、冷凝器、采样装置等。
原料为乙醇和水的混合物。
二、实验步骤1. 将乙醇和水的混合物加入筛板塔的进料口，并调节进料流量。
2. 打开加热设备，控制塔底温度，使混合物开始汽化。
3. 混合物的汽化产物进入筛板塔，在塔内逐级冷却凝结，分离出乙醇和水。
4. 从塔顶采样，收集不同组分的产物样品。
5. 根据采样结果，分析乙醇和水的含量。
三、实验结果与讨论通过实验，我们得到了不同塔板上的乙醇和水的含量数据。
根据这些数据，我们可以绘制出乙醇和水的馏分图，并计算出塔板塔的分离效率。
在实验中，我们发现随着塔板数目的增加，乙醇和水的分离效果逐渐提高。
这是因为筛板塔的设计原理是利用塔板上的筛板将气液两相分散，增加接触面积，从而促进混合物的分离。
而随着塔板数目的增加，气液两相的接触次数也随之增加，分离效果自然会提高。
此外，我们还发现温度对分离效果有着重要影响。
在实验中，我们通过调节加热设备的温度，控制塔底温度。
结果显示，随着温度的升高，乙醇的含量逐渐增加，而水的含量则逐渐降低。
这是因为乙醇和水的汽化温度不同，通过调节温度可以实现对两者的分离。
四、实验结论通过对筛板塔精馏过程的实验研究，我们得出以下结论：1. 筛板塔的分离效果与塔板数目有关，塔板数目越多，分离效果越好。
2. 温度对筛板塔的分离效果有重要影响，适当调节温度可以实现对不同组分的分离。
五、实验总结筛板塔精馏是一种常用的分离技术，通过本次实验，我们对其分离原理和工艺参数有了更深入的了解。
在实际应用中，我们可以根据需要调节塔板数目和温度，以实现不同组分的高效分离。
同时，我们也需要注意实验操作的准确性和安全性，确保实验过程的顺利进行。
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化工原理实验报告学院：专业：班级：
式（8－8）只适用于泡点下回流时的情况，而实际操作时为了保证上升气流能完全冷凝，冷却水量一般都比较大，回流液温度往往低于泡点温度，即冷液回流。
如图8－2所示，从全凝器出来的温度为、流量为的液体回流进入塔顶第一块板，由于回流温度低于第一块塔板上的液相温度，离开第一块塔板的一部分上升蒸汽将被冷凝成液体，这样，塔内的实际流量将大于塔外回流量。
图8－2塔顶回流示意图
对第一块板作物料、热量衡算：
（8－9）
（8－10）
对式（8－9）、式（8－10）整理、化简后，近似可得：
（8－11）
即实际回流比：（8－12）
R1 （8－13）
式中，、－离开第1、2块板的气相摩尔流量，kmol/s；
－塔内实际液流量，kmol/s；
R
t L
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V L V L
+=+
111122
V L V L
V I L I V I LI
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1
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p L R
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c t t
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V
2
V
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L
、、、－指对应、、、下的焓值，kJ/kmol；
－回流液组成下的汽化潜热，kJ/kmol；
－回流液在与平均温度下的平均比热容，kJ/（kmol℃）。
（1）全回流操作
在精馏全回流操作时，操作线在y－x图上为对角线，如图8－3所示，根据塔顶、塔釜
的组成在操作线和平衡线间作梯级，即可得到理论塔板数。
图8－3 全回流时理论板数的确定
（2）部分回流操作
部分回流操作时，如图8－4，图解法的主要步骤为：
A.根据物系和操作压力在y－x图上作出相平衡曲线，并画出对角线作为辅助线；
B.在x轴上定出x＝x D、x F、x W三点，依次通过这三点作垂线分别交对角线于点a、f、b；
C.在y轴上定出y C＝x D/(R+1)的点c，连接a、c作出精馏段操作线；
D.由进料热状况求出q线的斜率q/（q-1），过点f作出q线交精馏段操作线于点d；
E.连接点d、b作出提馏段操作线；
1
V
I
2
V
I
1L
I
L
I
1
V
2
V
1
L L
r
p
c
1L
t
R
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F.从点a开始在平衡线和精馏段操作线之间画阶梯，当梯级跨过点d时，就改在平衡线
和提馏段操作线之间画阶梯，直至梯级跨过点b为止；
G.所画的总阶梯数就是全塔所需的理论踏板数（包含再沸器），跨过点d的那块板就是加
料板，其上的阶梯数为精馏段的理论塔板数。
图8－4部分回流时理论板数的确定
三、实验装置
本实验装置的主体设备是筛板精馏塔，配套的有加料系统、回流系统、产品出料管路、残液出料管路、进料泵和一些测量、控制仪表。
筛板塔主要结构参数：塔内径D＝68mm，厚度 ＝4mm，塔板数N＝10块，板间距H T ＝100mm。
加料位置由下向上起数第4块和第6块。
降液管采用弓形，齿形堰，堰长56mm，堰高7.3mm，齿深4.6mm，齿数9个。
降液管底隙4.5mm。
筛孔直径d0＝1.5mm，正三角形排列，孔间距t＝5mm，开孔数为77个。
塔釜为内电加热式，加热功率2.5kW，有效容积为10L。
塔顶冷凝器、塔釜换热器均为盘管式。
单板取样为自下而上第1块和第10块，斜向
上为液相取样口，水平管为气相取样口。
本实验料液为乙醇水溶液，釜内液体由电加热器产生蒸汽逐板上升，经与各板上的液体传质后，进入盘管式换热器壳程，冷凝成液体后再从集液器流出，一部分作为回流液从塔顶流入塔内，另一部分作为产品馏出，进入产品贮罐；残液经釜液转子流量计流入釜液贮罐。
精馏过程如图8－5所示。
全回流图：
由图解法可得理论塔板数为7，故全塔效率为E=NN−1
NN =8−1
9
=0.778
0.051
0.88
部分回流图如下;
C=NN N +1=
0.883=0.293
由图可得Nt=7，则当R=2时，部分回流的全塔效率为Nt=NN −1
NN =6
9=0.667 c
q 线 Xd
Xf X b
f
a
d。