化工原理实验精馏实验报告
化工原理实验—精馏

化工原理实验—精馏1. 概述精馏是一种常用的分离技术,广泛应用于化工工艺中。
它通过将混合液加热至蒸发,然后在冷凝器中冷却并凝结回液体,从而实现混合物中组分的分离。
本实验旨在通过精馏实验,掌握精馏原理、操作步骤和相关设备的使用方法。
2. 实验原理2.1 精馏原理精馏是基于液体混合物中各组分的不同沸点而进行的分离过程。
在加热的作用下,沸点较低的组分会先蒸发,经过冷凝器冷却后变为液体回流,而沸点较高的组分则会滞留在容器中。
通过收集冷凝后的液体,我们可以分离出混合物中的不同组分。
2.2 实验设备在精馏实验中,主要使用以下设备:•加热设备:电热板、油浴等;•冷凝器:通常采用水冷型冷凝器,通过循环冷却水实现液体冷凝;•分馏柱:用于增加接触面积,提高分离效果;•采样装置:用于采集样品,检测组分浓度等。
2.3 操作步骤精馏实验的基本步骤如下:1.准备实验设备:包括加热设备、冷凝器、分馏柱等;2.准备混合液:按照实验要求,将需要分离的混合液制备好;3.装配设备:将冷凝器安装在分馏柱上方,连接好相应的管道和热源;4.开始加热:逐渐加热混合液,将其中的沸点较低组分蒸发出来;5.冷却和回流:通过冷凝器使蒸发的组分冷却并凝结成液体,回流到容器中;6.收集液体:将回流液体收集,并记录途中温度和时间等相关数据;7.结束实验:实验完成后,及时关闭加热设备和冷凝器,整理实验装置。
3. 实验操作及数据记录3.1 实验设备准备首先,确保实验室环境安全,检查仪器设备是否齐全,并找到精馏实验所需的各种设备:•电热板:用来提供加热源;•分馏柱:用来增加接触面积,提高分离效果;•冷凝器:通常为水冷型冷凝器,确保冷却效果良好。
3.2 实验样品准备按照实验要求,取出需要分离的混合液样品。
注意记录样品的成分和浓度等信息。
3.3 装配设备将冷凝器安装在分馏柱上方,并连接好相应的管道和热源。
确保连接紧密,无泄漏。
3.4 开始实验1.打开电热板,设置适当的加热温度;2.将混合液置于分馏烧瓶中,放入加热设备中;3.监测温度变化:通过温度计等工具,记录样品温度的变化。
化工原理实验报告_连续进料精馏

筛板精馏塔塔板效率的测定一、实验目的了解精馏塔的构造,熟悉精馏工艺流程; 熟悉精馏塔操作方法;测定在全回流状况下的单板效率及部分回流状况下的全塔效率; 二、实验原理1.全回流状况下的单板效率对第n 板而言,按其相组成变化表示的单板效率(Murphree efficiency)为1*1++--=n n n n MV y y y y E (1) 全回流时R=∞,操作线与对角线重合。
因此有:y n+1=x n1-=n n x y于是式(1)可写成nn nn MV x y x x E --=-*1 (2) 这是,欲测定第n 块塔板的单板效率,只需测取该板(n 板)及其上一板(n-1板)的液相组成x n 和x n-1值。
由x n 值根据平衡曲线找出y n *,在代入(2)式即可求出该板的单板效率。
2.全塔效率E T全塔效率又称总板效率。
可表示为NN E TT =式中:T N :理论板数(不包括再沸器),通过作图法得到N :实际板数(不包括再沸器),共有15块 对于二元物系已知气液平衡数据,可根据馏出液组成x D ,料液组成x F ,釜残液组成x W ,回流比R ,进料温度t F 可求出理论板数。
三、实验装置实验装置为电加热筛板塔,主要技术参数如下所示 塔内径:Φ80mm实际塔板数:15块(不包括再沸器) 板间距:100mm 加料板位置: 孔径:Φ2mm 开孔率:6%再沸器加热功率:3kW塔顶冷凝器面积(双程列管式)0.4m2塔内物系:乙醇和水的混合物四、实验步骤1.检查整套装置管路系统及控制系统是否正常;2.向蒸馏釜中加入料液,维持液面在2/3处。
料液组成在15%(体积分率)左右;3.启动电源(或蒸汽)加热,打开冷却水(适当)。
4.调节加热电压至100V左右,使塔操作正常,全回流至塔顶、塔底温度基本不变,全塔稳定后取样(测单板效率)。
测定x n和x n-1值。
取样及分析方法:用锥形瓶分别接取一定量的塔顶回流液、塔釜残液,冷却到40℃以下。
精馏实验实验报告3篇

精馏实验实验报告3篇精馏实验实验报告1学院:化学工程学院姓名:学号:专业:化学工程与工艺班级:同组人员:课程名称:化工原理实验实验名称:精馏实验实验日期北京化工大学实验五精馏实验摘要:本实验通过测定稳定工作状态下塔顶、塔釜及任意两块塔板的液相折光度,得到该处液相浓度,根据数据绘出x-y图并用图解法求出理论塔板数,从而得到全回流时的全塔效率及单板效率。
通过实验,了解精馏塔工作原理。
关键词:精馏,图解法,理论板数,全塔效率,单板效率。
一、目的及任务①熟悉精馏的工艺流程,掌握精馏实验的操作方法。
②了解板式塔的结构,观察塔板上汽-液接触状况。
③测定全回流时的全塔效率及单塔效率。
④测定部分回流时的全塔效率。
⑤测定全塔的浓度(或温度)分布。
⑥测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。
二、基本原理在板式精馏塔中,由塔釜产生的蒸汽沿塔逐板上升与来自塔顶逐板下降的回流液,在塔板上实现多次接触,进行传热与传质,使混合液达到一定程度的分离。
回流是精馏操作得以实现的基础。
塔顶的回流量与采出量之比,称为回流比。
回流比是精馏操作的重要参数之一,其大小影响着精馏操作的分离效果和能耗。
回流比存在两种极限情况:最小回流比和全回流。
若塔在最小回流比下操作,要完成分离任务,则需要无穷多塔板的精馏塔。
当然,这不符合工业实际,所以最小回流比只是一个操作限度。
若操作处于全回流时,既无任何产品采出,也无原料加入,塔顶的冷凝液全部返回塔中,这在生产中午实际意义。
但是由于此时所需理论板数最少,又易于达到稳定,故常在工业装置的开停车、排除故障及科学研究时采用。
实际回流比常取最小回流比的1.2~2.0倍。
在精馏操作中,若回流系统出现故障,操作情况会急剧恶化,分离效果也将变坏。
板效率是体现塔板性能及操作状况的主要参数,有以下两种定义方法。
(1)总板效率EE=N/Ne式中E——总板效率;N——理论板数(不包括塔釜);Ne——实际板数。
(2)单板效率EmlEml=(xn-1-xn)/(xn-1-xn__)式中 Eml——以液相浓度表示的单板效率;xn ,xn-1——第n块板和第n-1块板的液相浓度;xn__——与第n块板气相浓度相平衡的液相浓度。
化工原理含实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 理解并掌握化工原理中的基本概念和原理。
2. 通过实验验证理论知识,提高实验技能。
3. 熟悉化工原理实验装置的操作方法,培养动手能力。
4. 学会运用实验数据进行分析,提高数据处理能力。
二、实验内容本次实验共分为三个部分:流体流动阻力实验、精馏实验和流化床干燥实验。
1. 流体流动阻力实验实验目的:测定流体在圆直等径管内流动时的摩擦系数与雷诺数Re的关系,将测得的~Re曲线与由经验公式描出的曲线比较;测定流体在不同流量流经全开闸阀时的局部阻力系数。
实验原理:流体在管道内流动时,由于摩擦作用,会产生阻力损失。
阻力损失的大小与流体的雷诺数Re、管道的粗糙度、管道直径等因素有关。
实验中通过测量不同流量下的压差,计算出摩擦系数和局部阻力系数。
实验步骤:1. 将水从高位水槽引入光滑管,调节流量,记录压差。
2. 将水从高位水槽引入粗糙管,调节流量,记录压差。
3. 改变流量,重复步骤1和2,得到一系列数据。
4. 根据数据计算摩擦系数和局部阻力系数。
实验结果与分析:通过实验数据绘制~Re曲线和局部阻力系数曲线,与理论公式进行比较,验证了流体流动阻力实验原理的正确性。
2. 精馏实验实验目的:1. 熟悉精馏的工艺流程,掌握精馏实验的操作方法。
2. 了解板式塔的结构,观察塔板上汽-液接触状况。
3. 测定全回流时的全塔效率及单板效率。
4. 测定部分回流时的全塔效率。
5. 测定全塔的浓度分布。
6. 测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。
实验原理:精馏是利用混合物中各组分沸点不同,通过加热使混合物汽化,然后冷凝分离各组分的方法。
精馏塔是精馏操作的核心设备,其结构对精馏效率有很大影响。
实验步骤:1. 将混合物加入精馏塔,开启加热器,调节回流比。
2. 记录塔顶、塔釜及各层塔板的液相和气相温度、压力、流量等数据。
3. 根据数据计算理论塔板数、全塔效率、单板效率等指标。
4. 绘制浓度分布曲线。
实验结果与分析:通过实验数据,计算出了理论塔板数、全塔效率、单板效率等指标,并与理论值进行了比较。
化工原理实验--精馏实验

实验数据:
(1)全回流 R=∞
乙醇、正丙醇的相对挥发度α为1.56,R=∞
∴相平衡方程:y=1.56x/(1+0.56x),操作线方程为y=x
由图解法求取理论塔板数如下:
由图可知:理论塔板数N T为5.6 全塔效率η=N T/N P=(5.6-1)/7=65.7%
乙醇、正丙醇的相对挥发度α为1.9,R=4,x D=0.800
∴相平衡方程:y=1.9x/(1+0.9x),精馏段操作线方程为y=0.8x+0.1599
进料温度t f=36℃,在X f=0.285下泡点温度90℃
乙醇在63℃下的比热Cp1=3.10(kJ/kg.℃),正丙醇在63℃下的比热Cp2=2.9(kJ/kg.℃)乙醇在90℃下的汽化潜热r1=815(kJ/kg),正丙醇在90℃下的汽化潜热r2=710(kJ/kg)混合液体比热C pm=46×0.285×3.10+60×(1-0.285)×2.9=165.06(kJ/kmol.℃)
混合液体汽化潜热r pm=46×0.285×815+60×(1-0.285)×710=41145(kJ/kmol)
q=(C pm×(t B-t F)+r m)/r m=(165.06×(90-36)+41145)/41145=1.22
q线斜率=q/(q-1)=5.62
由图解法求取理论塔板数如下:
由图可知:理论塔板数N T为6.5 全塔效率η=N T/N P=(6.5-1)/8=68.75%。
化工原理精馏实验报告

化工原理精馏实验报告精馏技术在化学工程中已经得到了广泛的应用,但是如何完善其理论基础却是一个相当棘手的问题。
本文介绍了精馏实验,简要概述了精馏实验的基本原理及其应用,同时尝试深入了解精馏实验的基本操作,研究精馏实验的结果,并探讨分析其理论原理。
精馏是一种分离工艺,它的用途有两个方面。
首先,精馏是一种冷冻分离技术,可以通过利用液相与固相的分子量差异,将混合物分离出来。
其次,精馏也可以被用于提取物质,将物质从混合物中分离出来,以获得更高纯度的产品。
精馏实验的基本原理是利用溶剂的沸点级将混合液分为多个部分,然后采用吸附的方式将其中的不同组分分离出来。
精馏实验的操作步骤有:放置混合液;配置精馏塔;控制温度;给料;收集分离结果并绘制精馏曲线;分析结果。
首先,将混合液放入精馏塔中,然后控制精馏塔的温度,在进行温度控制的过程中,给料应该按预先设定的速率进行,以控制压力,这样便可以收集分离后的结果,绘制精馏曲线,根据精馏曲线的分析,可以分析出所得到的产品的有效性,并了解其分离效果。
另外,在精馏实验中,还可以采用许多其它的手段,以检验精馏实验的结果,如容量分析、比表面积测定、溶解度测定、m角测定等,从而对精馏实验的结果进行评价。
总之,精馏实验是为了让我们更好地理解和利用化学工程中的精馏技术,了解精馏实验的原理和操作,充分利用实验结果,并以此进行研究。
通过以上介绍,我们可以发现,精馏实验在化学工程中具有重要意义,可以用来分离混合液,提取物质,评价实验结果,从而为精馏技术的改进提供有力的理论支撑。
然而,在实际进行精馏实验时,需要用户掌握基本原理、进行合理操作,避免发生意外和错误,有效地利用精馏塔,从而使实验结果更好地反映出实验所需的理论结果。
综上所述,精馏技术已经在化学工程领域得到广泛应用,但是如何提高精馏技术的理论基础仍然是一个复杂的问题。
因此,精馏实验就显得十分重要,它不仅能够给我们提供更多的知识,而且可以实践中新的了解,以更加全面地把握精馏技术的理论原理,进而更好地服务于化学工程的发展。
化工原理精馏实验报告

化工原理精馏实验报告实验目的,通过精馏实验,掌握精馏原理和操作技能,了解精馏在化工生产中的应用。
一、实验原理。
精馏是利用液体混合物中各组分的沸点差异,通过加热、蒸馏和冷凝等过程,将混合物中的不同组分分离的方法。
在精馏过程中,液体混合物首先被加热至其中沸点最低的组分的沸点,然后将其蒸发成气体,再通过冷凝器冷却成液体,最终得到不同组分的纯净物质。
二、实验仪器与试剂。
1. 精馏设备,包括蒸馏烧瓶、冷凝器、接收烧瓶等。
2. 试剂,乙醇-水混合物。
三、实验步骤。
1. 将乙醇-水混合物倒入蒸馏烧瓶中。
2. 加热蒸馏烧瓶,待混合物沸腾后,蒸气通过冷凝器冷却成液体。
3. 收集不同温度下的液体,记录温度和收集时间。
四、实验结果与分析。
经过精馏实验,我们成功地将乙醇-水混合物分离成不同组分。
在实验过程中,我们观察到随着温度的升高,液体收集瓶中的液体组分逐渐发生变化,初馏液中含有较高乙醇含量,尾馏液中含有较高水含量。
这符合精馏原理,也验证了实验的准确性。
五、实验总结。
通过本次实验,我们深入了解了精馏原理和操作技能,掌握了精馏在化工生产中的应用。
精馏作为一种重要的分离方法,在化工领域有着广泛的应用,可以有效地提取纯净物质,满足不同生产需求。
六、实验注意事项。
1. 在实验过程中,要注意控制加热温度,避免混合物过热。
2. 实验结束后,要及时清洗和保养实验仪器,确保下次实验的顺利进行。
七、参考文献。
1. 《化工原理与实践》,XXX,XXX出版社,XXXX年。
2. 《化工实验指导》,XXX,XXX出版社,XXXX年。
以上就是本次化工原理精馏实验的实验报告,希望能对大家有所帮助。
化工原理精馏塔实验报告

化工原理精馏塔实验报告嘿,大家好,今天咱们聊聊化工原理里的精馏塔实验,这个东西可不是一锅煮完就完事的简单玩意儿。
其实啊,精馏塔就像一个聪明的筛子,它能够把混合液体中的不同成分通过蒸发和冷凝的方式分开。
想象一下,一个小小的精馏塔就像是一个精灵,忙着把不同的气味和味道从一锅汤里挑出来,感觉是不是特别神奇?实验开始之前,咱们得先准备好一切。
首先是原料,这就像做饭之前要备齐食材,没材料可是搞不成大事的。
我们用的液体混合物是乙醇和水的混合液,两个好朋友,虽然平时在一起没啥问题,但在精馏塔里,它们就得分道扬镳了。
然后,是各种仪器,蒸汽发生器、冷凝器、分馏塔等等,听起来高大上,其实就像厨房里的锅碗瓢盆,缺一不可。
实验开始了,大家都兴奋得像小孩子似的,纷纷围上来,期待着看这场“化学秀”。
一开始,混合液体在锅炉里加热,随着温度逐渐升高,液体变成了气体,气泡冒得欢。
这里有个小秘密,乙醇的沸点比水低,所以它们先跑出来,偷偷溜了出去。
就像跑步时,快的那个人总是领先,慢的跟在后面,心里暗暗着急。
然后,蒸汽一路朝着冷凝器奔去,这里有个小曲折。
冷凝器就像一座冰山,蒸汽遇冷瞬间变成液体,哗啦一下又流回塔里。
这个过程重复进行,就像打怪升级,每次都能把乙醇和水分得更清楚。
我们能看到液体一层层上升,颜色逐渐变得清澈透亮,简直让人眼前一亮。
在这个过程中,咱们还得观察温度和压力的变化,这就像是给精灵做健康检查,看看它今天状态如何。
仪器上跳动的数字就像音乐的节拍,时而快,时而慢,真是让人紧张又期待。
这时候,实验室里充满了浓郁的酒精味,简直像是个小酒吧,大家都忍不住想喝一口。
不过,别急,咱们可不能这样糟蹋实验成果。
随着实验的深入,塔顶的液体越来越纯,乙醇的浓度逐渐提高,大家的脸上都挂着期待的笑容。
可以说,这个过程就像是在挑选珠宝,越往上走,越是闪亮。
而当最终产品流出来的时候,大家齐声欢呼,仿佛在庆祝一场胜利。
那一刻,所有的努力和等待都值得了。
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北京化工大学学生实验报告学院:化学工程学院姓名:王敬尧学号:2010016068专业:化学工程与工艺班级:化工1012班同组人员:雍维、雷雄飞课程名称:化工原理实验实验名称:精馏实验实验日期2013.5.15北京化工大学实验五精馏实验摘要:本实验通过测定稳定工作状态下塔顶、塔釜及任意两块塔板的液相折光度,得到该处液相浓度,根据数据绘出x-y图并用图解法求出理论塔板数,从而得到全回流时的全塔效率及单板效率。
通过实验,了解精馏塔工作原理。
关键词:精馏,图解法,理论板数,全塔效率,单板效率。
一、目的及任务①熟悉精馏的工艺流程,掌握精馏实验的操作方法。
②了解板式塔的结构,观察塔板上汽-液接触状况。
③测定全回流时的全塔效率及单塔效率。
④测定部分回流时的全塔效率。
⑤测定全塔的浓度(或温度)分布。
⑥测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。
二、基本原理在板式精馏塔中,由塔釜产生的蒸汽沿塔逐板上升与来自塔顶逐板下降的回流液,在塔板上实现多次接触,进行传热与传质,使混合液达到一定程度的分离。
回流是精馏操作得以实现的基础。
塔顶的回流量与采出量之比,称为回流比。
回流比是精馏操作的重要参数之一,其大小影响着精馏操作的分离效果和能耗。
回流比存在两种极限情况:最小回流比和全回流。
若塔在最小回流比下操作,要完成分离任务,则需要无穷多塔板的精馏塔。
当然,这不符合工业实际,所以最小回流比只是一个操作限度。
若操作处于全回流时,既无任何产品采出,也无原料加入,塔顶的冷凝液全部返回塔中,这在生产中午实际意义。
但是由于此时所需理论板数最少,又易于达到稳定,故常在工业装置的开停车、排除故障及科学研究时采用。
实际回流比常取最小回流比的1.2~2.0倍。
在精馏操作中,若回流系统出现故障,操作情况会急剧恶化,分离效果也将变坏。
板效率是体现塔板性能及操作状况的主要参数,有以下两种定义方法。
(1)总板效率EE=N/N e式中E——总板效率;N——理论板数(不包括塔釜);N e——实际板数。
(2)单板效率E mlE ml=(x n-1-x n)/(x n-1-x n*)式中E ml——以液相浓度表示的单板效率;x n,x n-1——第n块板和第n-1块板的液相浓度;x n*——与第n块板气相浓度相平衡的液相浓度。
总板效率与单板效率的数值通常由实验测定。
单板效率是评价塔板性能优劣的重要数据。
物系性质、板型及操作负荷是影响单板效率的重要因数。
当物系与板型确定后,可通过改变气液负荷达到最高板效率;对于不同的板型,可以保持相同的物系及操作条件下,测定其单板效率,以评价其性能的优劣。
总板效率反映全塔各塔板的平均分离效果,常用于板式塔设计中。
若改变塔釜再沸器中加热器的电压,塔内上升蒸汽量将会改变,同时,塔釜再沸器电加热器表面的温度将发生变化,其沸腾给热系数也将发生变化,从而可以得到沸腾给热系数与加热量的关系。
由牛顿冷却定律,可知Q=αA△t m式中Q——加热量,kw;α——沸腾给热系数,kw/(m2*K);A——传热面积,m2;△t m——加热器表面与主体温度之差,℃。
若加热器的壁面温度为t s ,塔釜内液体的主体温度为t w ,则上式可改写为Q=aA(t s-t w)由于塔釜再沸器为直接电加热,则加热量Q为Q=U2/R式中U——电加热的加热电压,V; R——电加热器的电阻,Ω。
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。
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。
1.塔顶冷凝器2.塔身3.视盅4.塔釜5.控温棒6.支座7.加热棒8.塔釜液冷却器9.转子流量计10.回流分配器11.原料液罐12.原料泵13.缓冲罐14.加料口15.液位计2.回流分配装置回流分配装置由回流分配器与控制器组成。
控制器由控制仪表和电磁线圈构成。
回流分配器由玻璃制成,它由一个入口管、两个出口管及引流棒组成。
两个出口管分别用于回流和采出。
引流棒为一根∮4mm的玻璃棒,内部装有铁芯,塔顶冷凝器中的冷凝液顺着引流棒流下,在控制器的控制下实现塔顶冷凝器的回流或采出操作。
即当控制器电路接通后,电磁圈将引流棒吸起,操作处于采出状态;当控制器电路断开时,电磁线圈不工作,引流棒自然下垂,操作处于回流状态。
此回流分配器可通过控制器实现手动控制,也可通过计算机实现自动控制。
3.测控系统在本实验中,利用人工智能仪表分别测定塔顶温度、塔釜温度、塔身伴热温度、塔釜加热温度、全塔压降、加热电压、进料温度及回流比等参数,该系统的引入,不仅使实验跟更为简便、快捷,又可实现计算机在线数据采集与控制。
4.物料浓度分析本实验所用的体系为乙醇-正丙醇,由于这两种物质的折射率存在差异,且其混合物的质量分数与折射率有良好的线性关系,故可通过阿贝折光仪分析料液的折射率,从而得到浓度。
这种测定方法的特点是方便快捷、操作简单,但精度稍低;若要实现高精度的测量,可利用气相色谱进行浓度分析。
混合料液的折射率与质量分数(以乙醇计)的关系如下。
ω=58.9149—42.5532nD式中ω——料液的质量分数;n——料液的折射率(以上数据为由实验测得)。
D四、操作要点①对照流程图,先熟悉精馏过程中的流程,并搞清仪表上的按钮与各仪表相对应的设备与测控点。
②全回流操作时,在原料贮罐中配置乙醇含量20%~25%(摩尔分数)左右的乙醇-正丙醇料液,启动进料泵,向塔中供料至塔釜液面达250~300mm 。
③启动塔釜加热及塔身伴热,观察塔釜、塔身t 、塔顶温度及塔板上的气液接触状况(观察视镜),发现塔板上有料液时,打开塔顶冷凝器的水控制阀。
④测定全回流情况下的单板效率及全塔效率,在一定的回流量下,全回流一段时间,待该塔操作参数稳定后,即可在塔顶、塔釜及相邻两块塔板上取样,用阿贝折光仪进行分析,测取数据(重复2~3次),并记录各操作参数。
⑤实验完毕后,停止加料,关闭塔釜加热及塔身伴热,待一段时间后(视镜内无料液时),切断塔顶冷凝器及釜液冷却器的供水,切断电源,清理现场。
五、报告要求①在直角坐标系中绘制x-y 图,用图解法求出理论板数。
②求出全塔效率和单板效率。
③结合精馏操作对实验结果进行分析。
六、数据处理(1)原始数据①塔顶:1D n =1.3664,2D n =1.3661;塔釜:1D n =1.3752,2D n =1.3752。
②第四块板:1D n =1.3703,2D n =1.3705;第五块板:1D n =1.3708,2D n =1.3709。
(2)数据处理①由附录查得101.325kPa 下乙醇-正丙醇 t-x-y 关系:表1:乙醇—正丙醇平衡数据(p=101.325kPa )乙醇沸点:78.38℃,丙醇沸点:97.16℃。
②原始数据处理:表2:原始数据处理数据计算以塔顶为例:3663.121.36611.3664221=+=+=D D D n n n5634.03663.153.4267.58=⨯-=42.5532-58.9149=D n ω6273.0605634.0-1465634.0465634.0-1=+=+=正丙醇乙醇乙醇ωωωωωωx③在直角坐标系中绘制x-y 图,用图解法求出理论板数。
参见乙醇-丙醇平衡数据作出乙醇-正丙醇平衡线,全回流条件下操作线方程为y=x,具体作图如下所示(塔顶组成,塔釜组成):图2:乙醇—正丙醇平衡线与操作线图④求出全塔效率和单板效率。
由图解法可知,理论塔板数为2.5块(包含塔釜),故全塔效率为%25.31%10085.2%100=⨯=⨯=总N N E第5块板的气相浓度为4515.045==x y ,查图2中乙醇和正丙醇相平衡图 ,则此时,2810.0*5=x则第5块板单板效率%55.11%1002810.04515.04314.04515.05,1=⨯--=m E七、误差分析及结果讨论1.误差分析:(1)实验过程误差:本次实验室,由于开始操作不当,调节的加热电压上升过快,导致塔釜内压力很大,塔底液量低于1/2,出现危险状况,且温度变化较大,很难保持在稳态,回流偏快,从而在记录数据时,很难得到稳态时的塔的浓度。
故后来为正常实验,防止发生危险,于是停止加热,一段时间后,发现有大量的液相组分从塔板流下,之后全部冷凝后重新调节加热,之后塔达到了稳定状态,并记录数据。
因此,本次实验所得数据,较为准确,是塔在稳态下的数据。
(2)数据处理误差:使用手绘作图法求取理论塔板数存在一定程度的误差,尤其是在求取2810.0*5=x 时,直接在图上寻找对应点,误差较大。
2.结果讨论:此次实验测得的全塔效率仅为31.25%,单板效率也仅有11.55%,效率极低。
为此查阅了一些文献,从文献中得知,雾沫夹带,泄露和板上液体的返混是导致板效率降低的主要因素。
这三者都会造成板间液相的返混,不利于分离。
而本次实验室中,采用全回流使回流比为无穷大,同时为了防止之前压力过高的危险状况,于是采用了较低的加热电压。
尽管保证了安全和塔板易保持稳态,但是导致了气相动力不足流率较小,气速相对于液相流量而言较小。
根据文献提供的板效率方程:其中可以看出板效率和循环比R和液体流量成反比,与气体流量成正比。
用此结论来分析本次试验条件,在流量一定的情况下,全回流循环比极大,气体流量较小,从而导致了板效率较低的实验结果。
八、思考题①什么是全回流?全回流操作有哪些特点,在生产中有什么实际意义?如何测定全回流条件下的气液负荷?答:1、冷凝后的液体全部回流至塔内,这称作全回流。
简单来说,就是塔顶蒸汽冷凝后全部又回到了塔中继续精馏。
2、D=0,实际生产是没有意义的,但一般生产之前精馏塔都要进行全回流操作,因为刚开始精馏时,塔顶的产品还不合格,而且让气液充分接触,使精馏塔尽快稳定、平衡。
3、要测定全回流条件下的气液负荷,利用公式2UQ q rR==⨯,其中塔釜的加热电压和电阻已知,查出相变焓,则可以求出汽化量q,则有在全回流下L=V=q。