乙醇水精馏塔实验
乙醇——水不同精馏分离操作过程塔效率的确定
乙醇——水不同精馏分离操作过程塔效率的确定李春鹏金丽军（沈阳化工学院，材料学院高分子材料0406，110142）摘要精馏是分离均相混合液的重要方法之一，化工生产中常用的精馏设备主要有填料塔和板式塔两大类，本文主要研究的是用板式塔中的筛板塔分离乙醇——水二元混合物，根据不同操作条件即精馏塔全回流和部分回流（R=3,R=5）条件下，确定理论塔板数，进而由公式ET =NT/NP*100％确定塔效率。
结论：加热电压为121V的全回流条件下塔效率为82.86％，加热电压为129V的全回流条件下塔效率为97.14％；R=3时，塔效率为98.14％，R=5时，塔效率为95.14％。
关键字：精馏乙醇——水塔效率回流比Ethanol——water distillation tower efficiency of the different operating processLichunpeng JinLijun(shenyang insitiute of chemical technology, polymer material 0406 of school of material science and engineering 110142 )AbstractDistillation is one of the important ways of the separation of the mixture，Chemical production equipment used in the main distillation towers is two kinds . This paper studies the plate tower is the sieve tower ethanol -- water mixtures . Under the distillation of the entire return and return (R = 3, R = 5) conditions .Identified a number of theoretical plates ,by E T=N T/N P*100％to determine the efficiency of tower , Conclusion: when heating voltage is 121 V under the conditions of total reflux, the tower efficiency is 82.86% ,when it is 129 V , the tower efficiency is 97.14%, when R=3 , the tower efficiency is 98.14%,and when R=5 , the tower efficiency is 95.14%Keywords ：Distillation Ethanol -- water tower efficiency Reflux Ratio一引言蒸馏是借助液体混合物中各组分的挥发性的不同而进行分离的化工单元操作，若将混合物加热到沸腾（只令其部分汽化），沸点低的组分（易挥发组分或轻组分）在气相中的浓度比在液相中的浓度要高，沸点高的组分（难挥发组分或重组分）在液相中浓度比在汽相中的高。
乙醇精馏
乙醇－水精馏实验一．实验内容1．研究不同浓度对操作条件和分离能力的影响对于一给定的精馏塔，冷液进料，由于前段工序的原因，使进料浓度发生了变化。
进料浓度的变化，直接影响着精馏操作。
请你根据实验室的设备和物料，完成下列实验任务。
（1）从理论上分析，对于已给定的精馏塔，当进料浓度发生变化时，若不改变操作条件，对塔顶和塔釜产品质量有何影响。
（2）探讨进料浓度变化对全塔效率的影响。
（3）根据实验室现有条件，拟定改变进料浓度的方法，制定出实验方案（包括实验操作条件、实验设备流程、实验操作方法和注意事项等）。
（4）根据实验结果，探讨在进料浓度发生变化时，若要保证塔顶和塔釜产品的质量，可采取哪些措施。
2．研究不同回流比对操作条件和分离能力的影响对于一给定的精馏塔，回流比是一个对产品质量和产量有重大影响而又便于调节的参数。
请你根据实验室提供的设备和物料，完成下列实验任务。
（1）从理论上分析，对于已给定的精馏塔，回流比的改变对精馏操作和分离能力的影响。
（2）探讨不同回流比对全塔效率和单板效率的影响，以及不同回流比时浓度曲线分布有何不同。
（3）确定其中一组操作条件下的最小回流比，并计算最小回流比与实际回流比的关系。
（4）根据实验室现有条件，拟定改变回流比的方法，制定出实验方案（包括实验操作条件、实验设备流程、实验操作方法和注意事项等）。
3．研究不同进料位置对操作条件和分离能力的影响最适宜进料板的位置是指在相同的理论板数和同样的操作条件下，具有最大分离能力的进料板位置或在同一操作条件下所需理论板数最少的进料板位置。
在化学工业中，多数精馏塔都设有两个以上的进料板，调节进料板的位置是以进料组分发生变化为依据的。
请你根据实验室提供的设备和物料，完成下列实验任务。
（1）从理论上分析，改变进料位置对精馏操作和分离能力的影响。
（2）探讨不同进料位置对全塔效率和单板效率的影响。
（3）不同进料位置的浓度曲线分布有何不同。
（4）在本实验的进料浓度下，你认为最佳进料位置应该在哪一块板上？（5）为完成上述任务，请你制定出实验方案，实验方案包括实验操作条件、实验设备流程、实验操作方法和注意事项等。
乙醇和水的精馏塔设计
乙醇和水的精馏塔设计精馏是一种分离液体混合物中组分的常用方法，可通过蒸馏分离甲醇和水的混合物。
对于乙醇和水的精馏塔设计，需要考虑一系列参数和流程，包括进料组成、操作压力、图形塔塔板、冷凝器设计、降低能量消耗等。
以下是一个基本的乙醇和水的精馏塔设计方案。
1.塔板设计在乙醇和水的精馏塔设计中，决定了塔板数的重要参数是所需的乙醇纯度。
一般来说，纯度要求越高，所需的塔板数就越多。
可使用的常用塔板设计方法有McCabe-Thiele方法和Ponchon-Savarit方法。
2.冷凝器设计冷凝器用于冷凝乙醇蒸汽，使其凝结成液体后下降到下部分的收集器中。
冷凝器设计需要考虑的重要参数包括进料温度、出料温度、乙醇和水的蒸汽压力和流量等。
一般来说，选择多管冷凝器比单管冷凝器更适合于高效的冷凝过程。
3.降低能量消耗乙醇和水的精馏过程中，能量消耗是一个重要的考虑因素。
为了降低能量消耗，可以引入热回收系统，如热交换器，将高温的废气中的热能回收使用。
此外，也可以考虑采用较低的操作压力，通过降低汽化温度来减少所需的加热能量。
4.控制塔板温度在乙醇和水的精馏塔设计中，控制各个塔板的温度非常重要，以确保塔板能够正常工作。
一种常见的温度控制方法是在塔板上设置温度传感器，并通过自动化控制系统调节冷凝器的冷却剂流量来控制塔板温度。
5.回流比的选择回流比是决定乙醇和水精馏塔效率的重要因素。
回流比的选择应根据塔板的数量、损失和乙醇纯度等因素来合理决定。
一般来说，较高的回流比可以提高纯度，但同时也会增加能源消耗。
6.热平衡以上是一个基本的乙醇和水的精馏塔设计方案。
根据实际情况和具体需求，还需要根据实际的进料组成、产量、纯度和环境要求等因素进行调整。
乙醇——水不同精馏分离操作过程塔效率的确定
乙醇——水不同精馏分离操作过程塔效率的确定李春鹏金丽军（沈阳化工学院，材料学院高分子材料0406，110142）摘要精馏是分离均相混合液的重要方法之一，化工生产中常用的精馏设备主要有填料塔和板式塔两大类，本文主要研究的是用板式塔中的筛板塔分离乙醇——水二元混合物，根据不同操作条件即精馏塔全回流和部分回流（R=3,R=5）条件下，确定理论塔板数，进而由公式ET =NT/NP*100％确定塔效率。
结论：加热电压为121V的全回流条件下塔效率为82.86％，加热电压为129V的全回流条件下塔效率为97.14％；R=3时，塔效率为98.14％，R=5时，塔效率为95.14％。
关键字：精馏乙醇——水塔效率回流比Ethanol——water distillation tower efficiency of the different operating processLichunpeng JinLijun(shenyang insitiute of chemical technology, polymer material 0406 of school of material science and engineering 110142 )AbstractDistillation is one of the important ways of the separation of the mixture，Chemical production equipment used in the main distillation towers is two kinds . This paper studies the plate tower is the sieve tower ethanol -- water mixtures . Under the distillation of the entire return and return (R = 3, R = 5) conditions .Identified a number of theoretical plates ,by E T=N T/N P*100％to determine the efficiency of tower , Conclusion: when heating voltage is 121 V under the conditions of total reflux, the tower efficiency is 82.86% ,when it is 129 V , the tower efficiency is 97.14%, when R=3 , the tower efficiency is 98.14%,and when R=5 , the tower efficiency is 95.14%Keywords ：Distillation Ethanol -- water tower efficiency Reflux Ratio一引言蒸馏是借助液体混合物中各组分的挥发性的不同而进行分离的化工单元操作，若将混合物加热到沸腾（只令其部分汽化），沸点低的组分（易挥发组分或轻组分）在气相中的浓度比在液相中的浓度要高，沸点高的组分（难挥发组分或重组分）在液相中浓度比在汽相中的高。
乙醇和水的分离实验报告
乙醇-水精馏实验报告实验名称：共沸精馏实验人员：同组人：实验地点：实验时间：班级/学号：指导教师：实验成绩：共沸精馏一、实验目的1. 通过实验加深对共沸精馏过程的理解2. 熟悉精馏设备的构造掌握精馏操作方法3. 能够对精馏过程做全塔物料衡算4. 学会使用气相色谱分析气、液两相组成。
二、实验原理精馏是利用不同组份在气-液两相间的分配，通过多次气液两相间的传质和传热来达到分离的目的。
对于不同的分离对象，精馏方法也会有所差异。
例如分离乙醇和水的二元物系。
由于乙醇和水可以形成共沸物而且常压下的共沸温度和乙醇的沸点温度极为相近。
所以采用普通精馏方法只能得到乙醇和水的混合物。
而无法得到无水乙醇。
为此，在乙醇-水系统中加入第三种物质，该物质被称为共沸剂。
共沸剂具有能和被分离系统中的一种或几种物质形成最低共沸物的特性。
在精馏过程中共沸剂将以共沸物的形式从塔顶蒸出，塔釜则得到无水乙醇。
这种方法就称作共沸精馏。
乙醇-水系统加入共沸剂苯以后可以形成四种共沸物。
现将它们在常压下的共沸温度、共沸组成列于表1。
为了便于比较再将乙醇、水、苯三种纯物质常压下的沸点列于表2。
从表1和表2列出沸点看除乙醇-水二元共沸物的共沸物与乙醇沸点相近之外其余三种共沸物的沸点与乙醇沸点均有10℃左右的温度差。
因此，可以设法使水和苯以共沸物的方式从塔顶分离出来，塔釜则得到无水乙醇。
整个精馏过程可以用图1来说明。
图中A、B、W分别为乙醇、苯和水的英文字头，ABZ,AWZ,BWZ代表三个二元共沸物，T表示三元共沸物。
图中的曲线为25℃下的乙醇、水、苯三元共沸物的溶解度曲线。
该曲线的下方为两相区上方为均相区。
图中标出的三元共沸组成点T是处在两相区内。
以T为中心连接三种纯物质A、B、W及三个二元共沸点组成点ABZ、AWZ、BWZ将该图分为六个小三角形。
如果原料液的组成点落在某个小三角形内。
当塔顶采用混相回流时精馏的最终结果只能得到这个小三角形三个顶点所代表的物质。
分离乙醇水的精馏塔设计
分离乙醇水的精馏塔设计简介在化学工业中，乙醇是一种常见的有机溶剂，广泛应用于药品、肥料和燃料等领域。
然而，乙醇在自然界中通常以水溶液的形式存在。
因此，在乙醇的生产过程中，需要对乙醇水溶液进行分离，以获得高纯度的乙醇。
精馏是一种常用的分离技术，通过利用混合液中组分的不同沸点，将其分离出来。
本文将介绍一种用于分离乙醇水的精馏塔设计方案。
原理精馏塔是精馏过程中的关键设备，它通过将混合液引入塔内，在塔内的驱动下，乙醇和水分别以不同的沸点汽化，然后经过凝结再回流到塔中，最终分离乙醇和水两种组分。
精馏塔的设计考虑了以下几个方面：1.塔内结构：塔内通常设有塔板或填料来增加表面积，从而增加传热和传质效率。
常见的填料包括泡沫塞、环形填料等。
2.塔底结构：塔底设有汽液分离器，用于将汽相和液相分离，并通过不同的出口引出。
3.冷凝器：冷凝器用于冷却出塔顶的汽相，并将其转化为液相，以便于回流到塔内。
4.塔顶结构：塔顶设有乙醇和水的分出口，分别将高纯度的乙醇和水引出。
设计方案在分离乙醇水的精馏塔设计中，应考虑以下几个关键因素：1. 乙醇和水的沸点差异乙醇和水的沸点差异较小，约为7-9℃。
因此，在设计中应选择合适的操作条件，使得乙醇和水能够有效分离。
一种常见的方式是增加塔板或填料层数，以增加传热和传质效率，从而提高分离效果。
2. 塔板或填料的选择塔板和填料是精馏塔中常用的结构。
塔板通常采用筛板或穿孔板，其目的是将混合液均匀分布到塔板上，并提供足够的接触面积。
而填料则是通过增加表面积来增加传质效率，常用的填料包括泡沫塞、环形填料等。
在乙醇水分离的精馏过程中，应选择适合的塔板或填料，以提高分离效率。
3. 回流比的选择回流比是指回流到精馏塔的液相与塔顶产品的比例。
回流比的选择直接影响到塔的分离效果。
一般来说，较高的回流比能够提高精馏塔的分离效率，但同时也增加了能耗。
因此，需要根据实际情况选择合适的回流比。
结论乙醇水的精馏塔设计是分离乙醇的重要工艺步骤。
精馏乙醇水实验报告
精馏乙醇水实验报告1. 实验目的本实验旨在通过精馏技术，制备高纯度的乙醇水溶液，并探究影响乙醇水精馏效果的因素。
2. 实验原理精馏是一种利用液体不同的沸点来分离混合物的方法。
在本实验中，通过加热乙醇水混合物，使其沸腾，然后利用乙醇和水的沸点差异，收集并分离出较纯的乙醇或水。
在精馏过程中，主要涉及以下原理：- 沸点：乙醇的沸点为78.3，水的沸点为100。
乙醇的沸点较低，可以基于沸点差异对乙醇和水进行分离。
- 液体汽化：液体在加热过程中分子会获得足够的能量，逃离液面，形成蒸汽。
较低沸点的乙醇比较容易汽化，较高沸点的水则较难汽化。
- 冷凝：蒸汽通过冷却后会形成液体。
在本实验中，通过冷却管将蒸汽重新转化为液体。
3. 实验步骤及操作3.1 实验前准备- 准备乙醇和蒸馏水，并测量其初始质量。
- 准备一个精馏装置，包括加热设备、冷却器、收集瓶等。
- 测量并记录大气压和室温，并计算修正后的沸点。
3.2 精馏操作1. 将乙醇和蒸馏水混合在精馏瓶中。
混合比例根据需要制备的浓度而定。
2. 将精馏瓶连接到加热设备上，并将冷却器倒置入瓶口。
3. 开始加热，注意逐渐升温，避免突然加热导致溢出。
4. 收集初馏液，即开始沸腾的乙醇。
根据实验需要，可将初馏液取样进行测量和分析。
5. 继续加热，收集实验需要的乙醇水溶液。
6. 当温度稳定在约95时，停止加热。
此时瓶中液体为较高纯度的水。
7. 记录乙醇和水的质量，并计算实验中蒸馏所得乙醇的纯度。
3.3 清洗操作1. 精馏装置停止加热后，断开连接并用蒸馏水冲洗瓶口、冷却器等。
2. 将瓶口覆盖以防止杂质进入，并妥善保存装置。
4. 实验结果根据实验步骤和操作记录，得到如下实验结果：- 初始乙醇质量：50g- 初始蒸馏水质量：50g- 最终乙醇质量：20g- 最终水质量：80g- 乙醇纯度：20 / (20 + 80) * 100% = 20%5. 实验讨论在本实验中，我们成功通过精馏技术制备了一定纯度的乙醇水溶液。
精馏塔的操作和全塔效率的测定实验
0.1532
39914
0.9339
0.8468
塔釜
39427
1.0000
1.0000
0
0.0000
0.0000
以塔顶为例,具体的计算步骤如下:
乙醇的质量百分数
水的质量百分数
乙醇的摩尔分数
水的摩尔分数
利用理论塔板绘制软件，得到理论塔板数为11（含塔釜），所以全塔效率为
（2）在部分回流连续精馏操作时，根据进料组成 和分离要求（ ≥93%， ≤3%）。初步估计操作回流比R的大小，根据进料流量（2～4L/h）估算D和W。
同理，D=0.2887，塔顶采出率D/F=0.0656
2.5在进料量5.0L/h，回流量 ,采出量 下，回流比 =5.5，同样计算方法的如下表格
回流比5.5
水
乙醇
峰面积
质量百分数
摩尔分数
峰面积
质量百分数
摩尔分数
塔顶
4849
0.0781
0.1780
43621
0.9219
0.8220
塔釜
60228
1.0000
2.1 在进料量4L/h，回流量 ,采出量 下，回流比 =1.9，同样计算方法的如下表格
回流比1.9
水
乙醇
峰面积
质量百分数
摩尔分数
峰面积
质量百分数
摩尔分数
塔顶
2692
0.0653
0.1515
29374
0.9347
0.8485
塔釜
31851
1.0000
1.0000
0.0000
0.0000
利用理论塔板绘制软件，得到理论塔板数为11（含塔釜），所以全塔效率为
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乙醇-水精馏塔实验
一、实验目的：
1.了解板式精馏塔的结构和操作。
2.学习精馏塔性能参数的测量方法，并掌握其影响因素。
二、实验内容:
1.测定精馏塔在全回流条件下,稳定操作后的全塔理论塔板数和总板效率。
2.测定精馏塔在部分回流条件下,稳定操作后的全塔理论塔板数和总板效率。
三、实验原理：
对于二元物系，如已知其汽液平衡数据，则根据精馏塔的原料液组成，进料热状况，操作回流比及塔顶馏出液组成，塔底釜液组成可以求出该塔的理论板数N T .按照式1可以得到总板效率E T ,其中N P 为实际塔板数。
E T %100⨯=
P
T
N N （1） 部分回流时，进料热状况参数的计算式为
m
m
F BP Pm r r t t C q +-=
)( （2）
式中： t F — 进料温度，℃ 。
t BP — 进料的泡点温度，℃ 。
Cpm — 进料液体在平均温度（t F + t P ）/2下的比热，kJ/（kmol ? ℃） r m — 进料液体在其组成和泡点温度下的汽化潜热，kJ/kmol
222111x M C x M C Cpm P P += kJ/（kmol ? ℃） （3） 222111x M r x M r r m += kJ/kmol （4） 式中： C P1， C P2 —分别为纯组份1和组份2在平均温度下的比热，kJ/（kg ? ℃）。
r 1,r 2 —分别为纯组份1和组份2在泡点温度下的汽化潜热，kJ/kg 。
M 1，M 2—分别为纯组份1和组份2的摩尔质量，kJ/kmol 。
x 1,x 2—分别为纯组份1和组份2在进料中的摩尔分率。
四、实验装置基本情况:
1．实验设备流程图（如图1所示）：
图1 精馏实验装置流程图
1-储料罐；2-进料泵；3-放料阀；4-加热器；5-直接进料阀； 6-间接进料阀；7-进料流量计；8-高位槽；9-玻璃观察段； 10-精馏塔；11-塔釜取样阀；12-釜液放空阀；13-塔顶冷凝器； 14-回流比流量计；15-塔顶取样阀；16-塔顶液回收罐； 17-放空阀；18-冷却水流量计；19-塔釜储料罐；20-塔釜冷凝器； 21-第8块板进料阀；22-第9块板进料阀；23-第10块板进料阀； 24-液位计；25-料液循环阀；26-釜残液出料阀;27-进料入口阀；28-指针压力表
2.实验设备主要技术参数：
精馏塔实验装置结构参数见表1：
表1 精馏塔结构参数
表2 乙醇─水 t-x-y 关系 (以乙醇摩尔分率表示，x-液相，y-气相 )
乙醇沸点: 78.3℃; 水沸点:100.0℃.
3．实验仪器及试剂：
（1）实验物系：乙醇─水（本试验也可用乙醇-正丙醇物系）；
（2）实验物系纯度要求: 化学纯或分析纯；
（3）实验物系平衡关系见表2；
（4）实验物系浓度要求: 15-25％(乙醇质量百分数)，浓度分析使用酒精计，酒精计为体积分数，通过查《酒精体积分数、质量分数、密度对照表》可得酒
精的质量分数W，通过质量分率求出摩尔分率(X
Ａ)，公式如下: 乙醇分子量Ｍ
Ａ
＝46; 水分子量Ｍ
B
＝18
B
A A
A
A
A
A M W M W M W X )]
(1[)()(-+=
3．实验设备面板图（如图2所示）：
图2 精馏设备仪表面板图
五、实验方法及步骤： 1.实验前检查准备工作：
配制一定浓度(质量浓度 20％左右)的乙醇─水混合液(总容量25升左右),倒入储料罐中。
打开进料入口阀27，其余阀门关闭，启动进料泵2，打开料液循环阀25，使料液混合均匀，混合均匀后将料液循环阀25打至半开，将直接进料阀全开，放空阀12全开，进行进料，一般在塔釜总高2/3处。
然后关闭进料阀门和进料泵。
2. 实验操作：
(1)全回流操作：
①打开塔顶冷凝器进水阀门,保证冷却水足量（160L/h即可）。
②记录室温。
接通总电源开关（220V）。
③调节加热电压约为150伏, 待塔板上建立液层后再适当加大电压至170V，使塔内维持正常操作。
④当各块塔板上鼓泡均匀后,保持加热釜电压不变, 在全回流情况下稳定
20分钟左右。
期间要随时观察塔内传质情况直至操作稳定。
然后分别在塔顶、塔釜取样口用100ml量筒同时取样，通过酒精计分析样品浓度。
(2)部分回流操作：
①打开间接进料阀门和进料泵，调节转子流量计, 以（L／h)的流量向塔内加料，打开进料加热开关，调节到合适的进料温度，用回流比流量计调节回流比为 R ＝3 ，馏出液收集在塔顶液回收罐中。
②塔釜产品经冷却后由溢流管流出,收集在容器内。
③待操作稳定后,观察塔板上传质状况,记下加热电压、塔顶温度，塔釜压力等有关数据,整个操作中维持进料流量计读数不变,分别在塔顶、塔釜和进料三处取样,用酒精计其浓度并记录下进塔原料液的温度。
(3)实验结束
①取好实验数据并检查无误后可停止实验，此时关闭进料阀门和加热开关，关闭回流比流量计阀门。
②停止加热后10分钟再关闭冷却水,一切复原。
③根据物系的 t-x-y 关系,确定部分回流条件下进料的泡点温度，并进行数据处理。
六、实验注意事项：
1.由于实验所用物系属易燃物品，所以实验中要特别注意安全,操作过程中避免洒落以免发生危险。
2.本实验设备加热功率由仪表自动调节，注意控制加热升温要缓慢，以免发生爆沸(过冷沸腾)使釜液从塔顶冲出。
若出现此现象应立即断电，重新操作。
升温和正常操作过程中釜的电功率不能过大。
3.开车时要先接通冷却水再向塔釜供热，停车时操作反之。
4.检测浓度使用酒精计，使用方法见说明书。
5.为便于对全回流和部分回流的实验结果(塔顶产品质量)进行比较, 应尽量使两组实验的加热电压及所用料液浓度相同或相近。
连续开出实验时, 应将前一次实验时留存在塔釜、塔顶、塔底产品接受器内的料液倒回原料液储罐中循环使用。
七、实验数据记录
表4 精馏实验原始数据
附录《酒精体积分数、质量分数、密度对照表》。