筛板精馏塔精馏实验报告标准范本

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筛板精馏过程实验报告

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

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。

最新筛板精馏塔实验报告

最新筛板精馏塔实验报告

最新筛板精馏塔实验报告实验目的:本实验旨在通过筛板精馏塔的操作,验证和理解精馏过程中的基本原理和操作参数对分离效果的影响。

通过实验数据的收集和分析,加深对筛板塔内流体动力学行为及传质性能的认识,为工业精馏过程的设计和优化提供实验依据。

实验装置与材料:1. 筛板精馏塔一套,包括塔体、塔板、进料口、回流比控制器、塔顶和塔底产品收集器等。

2. 实验室常规仪器,如温度计、压力计、流量计等。

3. 待分离的混合液,通常为乙醇-水溶液。

4. 实验室安全设备,如防护眼镜、手套等。

实验步骤:1. 实验前对精馏塔及其附属设备进行全面检查,确保无泄漏和堵塞现象。

2. 按照预定的进料组成和流量,将混合液泵入塔内,并调整适当的回流比。

3. 开始加热,控制塔底温度和压力在预设范围内,记录各个塔板的温度和压力数据。

4. 收集塔顶和塔底的产品样本,进行成分分析,以确定分离效果。

5. 改变操作参数(如回流比、进料流量等),重复步骤2至4,观察不同条件下的分离效果。

6. 实验结束后,关闭加热装置,让塔内温度自然降低,对设备进行清洗和保养。

实验结果与讨论:1. 通过实验数据,绘制出操作曲线,包括进料曲线、q线和操作线,并与理论曲线进行比较。

2. 分析不同回流比对分离效果的影响,讨论最佳操作条件下的塔板效率。

3. 对比不同操作参数下的塔顶和塔底产品纯度,评估精馏塔的分离性能。

4. 根据实验结果,讨论筛板设计对传质效率的影响,以及可能的改进措施。

结论:本次实验成功地模拟了筛板精馏塔的操作过程,通过对比不同操作条件下的分离效果,验证了精馏过程中的关键参数对分离效率的影响。

实验数据与理论分析相结合,为进一步优化精馏塔设计和操作提供了科学依据。

筛板精馏实验报告

筛板精馏实验报告

筛板精馏实验报告篇一:化工原理筛板塔精馏实验报告筛板塔精馏实验一.实验目的1.了解筛板精馏塔及其附属设备的基本结构,掌握精馏过程的基本操作方法。

2.学会判断系统达到稳定的方法,掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法。

3.学习测定精馏塔全塔效率和单板效率的实验方法,研究回流比对精馏塔分离效率的影响。

二.基本原理1.全塔效率ET全塔效率又称总板效率,是指达到指定分离效果所需理论板数与实际板数的比值:NT——完成一定分离任务所需的理论塔板数,包括蒸馏釜; NP——完成一定分离任务所需的实际塔板数,本装置NP=10。

2.图解法求理论塔板数NT以回流比R写成的精馏段操作线方程如下:yn+1——精馏段第n+1块塔板上升的蒸汽组成,摩尔分数; xn——精馏段第n块塔板下流的液体组成,摩尔分数;xD——塔顶溜出液的液体组成,摩尔分数; R——泡点回流下的回流比。

提馏段操作线方程如下:ym+1——提馏段第m+1块塔板上升的蒸汽组成,摩尔分数; xm——提馏段第m块塔板下流的液体组成,摩尔分数;xW-塔底釜液的液体组成,摩尔分数; L'-提馏段内下流的液体量,kmol/s;W-釜液流量,kmol/s。

加料线(q线)方程可表示为:其中,q——进料热状况参数;rF——进料液组成下的汽化潜热,kJ/kmol; tS——进料液的泡点温度,℃; tF——进料液温度,℃;cpF——进料液在平均温度 (tS ? tF ) /2 下的比热容,kJ/(kmol℃); xF——进料液组成,摩尔分数。

(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1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1 全回流时理论塔板数确定(2)部分回流操作部分回流操作时,如图2,图解法的主要步骤为:A.根据物系和操作压力画出相平衡曲线,并画出对角线作为辅助线;B.在对角线上定出a点(xD,xD)、f点(xF,xF)和b点(xW,xW);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,过点f作出斜率为q/(q-1)的q线交精馏段操作线于点d,连接点d、b作出提馏段操作线;E.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。

筛板塔精馏实验报告

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。

筛板塔精馏实验报告

筛板塔精馏实验报告

筛板塔精馏实验报告1. 背景筛板塔精馏是一种常用的分离和纯化混合物的方法。

它通过将混合物加热到汽化温度,利用不同组分的汽化温度差异,将混合物分离成不同组分,然后再重新凝结回液态,从而得到纯净的组分。

本实验旨在通过筛板塔精馏实验,研究和理解分离操作的原理和方法,分析实验结果,提出改进建议。

2. 实验设备和药品2.1 实验设备•精馏设备:筛板塔•加热设备:加热器•温度测量设备:温度计•收集设备:冷凝器、接收瓶2.2 实验药品和混合物•实验药品:乙醇-水溶液•混合物:乙醇-水混合物(质量比例为3:1)3. 实验步骤3.1 实验前准备•检查和清洁实验设备,确保设备的完好无损。

•准备实验药品和混合物,并根据需要选择合适的量。

•检查计量设备,并准确称量实验药品。

3.2 实验操作1.将乙醇-水混合物倒入筛板塔的加热器中。

2.打开加热设备,逐渐升温,使乙醇开始汽化。

3.观察加热器的温度变化,并记录下来。

4.冷凝器中的冷却水通过管道,使乙醇汽化后的蒸汽凝结成液体。

5.收集液体,在接收瓶中得到纯净的乙醇。

4. 数据分析与结果4.1 温度-时间曲线根据实验操作记录的温度数据,绘制出温度-时间曲线。

根据曲线的变化,可以观察到乙醇的沸点范围和汽化温度变化情况。

4.2 分离效果分析根据实验结果,分析乙醇和水的分离效果。

可以通过观察乙醇的收集情况,以及乙醇和水的质量比例变化情况,判断分离的效果和纯度。

5. 讨论和改进建议5.1 讨论讨论实验中的步骤和操作,分析可能的误差来源和影响因素。

根据实验结果,讨论分离效果,分析优缺点和局限性。

5.2 改进建议根据实验结果和讨论,提出改进的建议。

可以从实验操作、设备选择、温度控制等方面提出改进意见,以提高分离效果和实验的准确性。

6. 总结通过本实验,我们研究了筛板塔精馏实验的原理和方法,分析了实验结果,提出了改进建议。

实验结果表明筛板塔精馏在分离乙醇-水混合物中有一定效果,但仍存在一些局限性和改进空间。

筛板塔精馏综合实验报告(3篇)

筛板塔精馏综合实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 理解筛板塔的结构和工作原理,掌握其操作方法。

2. 学习精馏过程中气液两相的传质和传热过程,了解精馏塔的分离性能。

3. 通过实验,测定精馏塔的全塔效率、单板效率及回流比对分离效果的影响。

4. 掌握精馏塔的调试和操作技巧,为实际生产中的精馏操作提供理论依据。

二、实验原理精馏是一种利用混合物中各组分沸点差异进行分离的单元操作。

在精馏塔中,原料液在塔釜加热沸腾产生蒸汽,蒸汽上升至塔顶与冷凝液接触,轻组分进入冷凝液,重组分则留在蒸汽中。

冷凝液回流至塔釜,与原料液一起加热沸腾,从而实现混合物的分离。

筛板塔是一种常见的精馏设备,其主要结构包括塔体、塔板、塔釜、冷凝器、再沸器等。

塔板上的孔洞使蒸汽和液体在板上进行充分接触,实现传质和传热。

三、实验仪器与材料1. 筛板塔精馏装置2. 乙醇-水混合物3. 温度计4. 压力计5. 精密天平6. 折光仪7. 计算器四、实验步骤1. 按照实验装置图组装筛板塔,检查各连接部位是否牢固。

2. 将乙醇-水混合物加入塔釜,加热至沸腾。

3. 调整塔顶冷凝器温度,控制塔顶温度在设定范围内。

4. 调整塔底再沸器加热功率,控制塔底温度在设定范围内。

5. 记录塔顶和塔底温度、压力、流量等数据。

6. 使用折光仪测定塔顶冷凝液和塔底釜液的折光率,计算其组成。

7. 重复实验步骤,改变回流比和加热功率,观察分离效果的变化。

五、实验结果与分析1. 全塔效率实验测得全塔效率与理论塔板数的关系如下:E_T = (N_T / N_P) × 100%其中,N_T为理论塔板数,N_P为实际塔板数。

实验结果显示,全塔效率随着理论塔板数的增加而提高,但随着实际塔板数的增加,全塔效率提高幅度逐渐减小。

2. 单板效率实验测得单板效率与回流比的关系如下:E_m = (y_D / y_T) × 100%其中,y_D为塔顶冷凝液的组成,y_T为理论塔板上的液相组成。

实验结果显示,单板效率随着回流比的提高而提高,但提高幅度逐渐减小。

[精编]筛板精馏塔精馏实验报告范文

[精编]筛板精馏塔精馏实验报告范文

[精编]筛板精馏塔精馏实验报告范文实验目的:1.了解筛板塔和精馏塔的原理和特点。

2.掌握筛板塔的操作方法和操作技巧。

3.通过实验比较,掌握筛板塔和精馏塔在分离混合物时的差异。

实验原理:1.筛板塔:筛板塔主要是利用筛板和填料的作用,将混合物在筛板塔内进行分离。

在筛板塔内,混合物经过填料床层后,会被筛板强制分离,使相互作用较弱的组分逐渐升至塔顶部,而易受分子间作用力影响的组分则往下滴落。

通过筛板的作用,能够使混合物在筛板塔内得到较好的分离效果。

2.精馏塔:精馏塔主要是利用两个或两个以上直接相连的馏分器(粗馏分和细馏分器)进行精馏。

在精馏塔内,混合物首先进入粗馏分器,被加热并蒸发,然后向上进入细馏分器。

细馏分器中液体的沸点逐渐升高,较轻的组分逐渐升至塔顶,而沸点较高的组分则沉淀到塔底。

通过不同馏分器的组合和加热方式的控制,可以使混合物中各种组分得到有效的分离。

实验操作:1.筛板塔:将一定量的甲醇和水混合物,倒入筛板塔中。

打开加热器,并控制加热温度为80℃左右。

探头测量塔顶和塔底的温度差异,确定混合物在塔中的分离情况。

适时调整加热器温度,使混合物能够得到更好的分离。

根据混合物的分离效果,适量收集分离出来的甲醇和水混合物。

2.精馏塔:将一定量的甲苯和苯混合物,倒入精馏塔中。

启动加热器,控制加热温度为110℃左右,在粗馏分器中蒸发甲苯和苯混合物。

将粗馏分器中蒸发得到的甲苯和苯混合物,向上进入细馏分器。

探头测量塔顶和塔底的温度差异,确定混合物在塔中的分离情况。

适时调整加热器温度,使混合物能够得到更好的分离。

根据混合物的分离效果,适量收集分离出来的甲苯和苯混合物。

实验结果:1.筛板塔:在80℃的加热条件下,通过筛板的作用,可以将甲醇和水混合物有效分离。

通过调整加热器温度,能够得到更好的分离效果。

分离出来的甲醇和水混合物质量分数分别为85%和15%左右。

2.精馏塔:在110℃的加热条件下,通过两个直接相连的馏分器的作用,能够将甲苯和苯混合物进行有效分离。

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编号:QC/RE-KA7511筛板精馏塔精馏实验报告标准范本The new situation in operation, especially the emergency, makes the information open and transparent by reporting the details, and then forms a closer cooperative relationship.(工作汇报示范文本)编订:________________________审批:________________________工作单位:________________________筛板精馏塔精馏实验报告标准范本使用指南:本报告文件适合在为规范管理,让所有人员增强自身的执行力,避免自身发展与集体的工作规划相违背,按固定模式形成日常报告进行上交最终实现及时更新进度,快速掌握所需了解情况的效果。

文件可用word任意修改,可根据自己的情况编辑。

筛板精馏塔精馏实验6.1实验目的1.了解板式塔的结构及精馏流程2.理论联系实际,掌握精馏塔的操作3.掌握精馏塔全塔效率的测定方法。

6.2实验内容⑴采用乙醇~水系统测定精馏塔全塔效率、液泛点、漏液点⑵在规定时间内,完成D=500ml、同时达到xD≥93v%、xW≤3v%分离任务6.3实验原理塔釜加热,液体沸腾,在塔内产生上升蒸汽,上升蒸汽与沸腾液体有着不同的组成,这种不同组成来自轻重组份间有不同的挥发度,由此塔顶冷凝,只需要部分回流即可达到塔顶轻组份增浓和塔底重组份提浓的目的。

部分凝液作为轻组份较浓的塔顶产品,部分凝液作为回流,形成塔内下降液流,下降液流的浓度自塔顶而下逐步下降,至塔底浓度合格后,连续或间歇地自塔釜排出部分釜液作为重组份较浓的塔底产品。

在塔中部适当位置加入待分离料液,加料液中轻组份浓度与塔截面下降液流浓度最接近,该处即为加料的适当位置。

因此,加料液中轻组分浓度愈高,加料位置也愈高,加料位置将塔分成上下二个塔段,上段为精馏段,下段为提馏段。

在精馏段中上升蒸汽与回流之间进行物质传递,使上升蒸汽中轻组份不断增浓,至塔顶达到要求浓度。

在提馏段中,下降液流与上升蒸汽间的物质传递使下降液流中的轻组份转入汽相,重组份则转入液相,下降液流中重组份浓度不断增浓,至塔底达到要求浓度。

6.3.1评价精馏的指标—全塔效率η全回流下测全塔效率有二个目的。

一是在尽可能短的时间内在塔内各塔板,至上而下建立浓度分布,从而使未达平衡的不合格产品全部回入塔内直至塔顶塔底产品浓度合格,并维持若干时间后为部分回流提供质量保证。

二是由于全回流下的全塔效率和部分回流下的全塔效率相差不大,在工程处理时,可以用全回流下的全塔效率代替部分回流下的全塔效率,全回流时精馏段和提馏段操作线重合,气液两相间的传质具有的推动力,操作变量只有1个,即塔釜加热量,所测定的全塔效率比较准确地反映了该精馏塔的性能,对应的塔顶或塔底浓度即为该塔的极限浓度。

全塔效率的定义式如下:NT?1 (1)NNT:全回流下的理论板数;N:精馏塔实际板数。

6.3.2维持正常精馏的设备因素和操作因素精馏塔的结构应能提供所需的塔板数和塔板上足够的相间传递面积。

塔底加热(产生上升蒸汽)、塔顶冷凝(形成回流)是精馏操作的主要能量消耗;回流比愈大,塔顶冷凝量愈大,塔底加热量也必须愈大。

回流比愈大,相间物质传递的推动力也愈大。

6.3.2.1设备因素合理的塔板数和塔结构为正常精馏达到指定分离任务提供了质量保证,塔板数和塔板结构为汽液接触提供传质面积。

塔板数愈少,塔高愈矮,设备投资愈省。

塔板数多少和被分离的物系性质有关,轻重组份间挥发度愈大,塔板数愈少。

反之,塔板数愈多。

塔结构合理,操作弹性大,不易发生液沫夹带、漏液、溢流液泛。

反之,会使操作不易控制,塔顶塔底质量难以保证。

为有效地实现汽液两相之间的传质,为了使传质具有的推动力,设计良好的塔结构能使操作时的板式精馏塔(如图2所示)应同时具有以下两方面流动特征:⑴汽液两相总体逆流;⑵汽液两相在板上错流。

塔结构设计不合理和操作不当时会发生以下三种不正常现象:(i)严重的液沫夹带现象由于开孔率太小,而加热量过大,导致汽速过大,塔板上的一部分液体被上升汽流带至上层塔板,这种现象称为液沫夹带。

液沫夹带是一种与液体主流方向相反的流动,属返混现象,使板效率降低,严重时还会发生夹带液泛,破坏塔的正常操作(见图3所示)。

这种现象可通过P釜显示,由于:P釜=P顶+∑板压降(2)此时板压降急剧上升,表现P釜读数超出正常范围的上限。

(ii)严重的漏液现象由于开孔率太大,加上加热量太小,导致汽速过小,部分液体从塔板开孔处直接漏下,这种现象称为漏液。

漏液造成液体与气体在板上无法错流接触,传质推动力降低。

严重的漏液,将使塔板上不能积液而无法正常操作,上升的蒸汽直接从降液管里走,板压降几乎为0,见图4所示。

此时P釜≈P顶。

荷愈大,表现为操作压力P釜也愈大。

P釜过大,液沫夹带将发生,P釜过小,漏液将出现。

若液沫夹带量和漏液量各超过10%,被称为严重的不正常现象。

所以正常的精馏塔,操作压力P釜应有合适的范围即操作压力区间。

(iii)溢流液泛由于降液管通过能力的限制,当气液负荷增大,降液管通道截面积太小,或塔内某塔板的降液管有堵塞现象时降液管内清液层高度增加,当降液管液面升至堰板上缘时(见图5所示)的液体流量为其极限通过能力,若液体流量超过此极限值,常操作。

6.3.2.2操作因素⑴适宜回流比的确定回流比是精馏的核心因素。

在设计时,存在着一个最小回流比,低于该回流比即使塔板数再多,也达不到分离要求。

在精馏塔的设计时存在一个经济上合理的回流比,使设备费用和能耗得到兼顾。

在精馏塔操作时,存在一个回流比的允许操作范围。

处理量恒定时,若汽液负荷(回流比)超出塔的通量极,会发生一系列不正常的操作现象,同样会使塔顶产品不合格。

加热量过大,会发生严重的雾沫夹带和液泛;加热量过小,会发生漏液,液层过薄,塔板效率降低。

⑵物料平衡F=D+W (3)Fxf=DxD+WxW (4)(i)总物料的平衡:F=D+W若F>D+W,塔釜液位将会上升,从而发生淹塔;若F(ii) 轻组分的物料平衡:Fxf=DxD+WxW在回流比R一定的条件下,若Fxf>DxD+WxW,塔内轻组分大量累积,即表现为每块塔板上液体中的轻组分增加,塔顶能达到指定温度和浓度,此时塔内各板的温度所对应塔板的温度分布曲线如图6所示,但塔釜质量不合格,表明加料速度过大或塔釜加热量不够;若Fxf<DxD+WxW,塔内轻组分大量流失,此时各板上液体中的重组分增加,塔内温度分布曲线如图7所示,这时塔顶质量不合格,塔底质量合格。

表示塔顶采出率过大,应减小或停止出料,增加进料和塔釜出料。

6 Fxf>DxD+WxW时温度分布曲线图7 Fxf<DxD+WxW时温度分布曲线图6.3.2.3灵敏点温度T灵(1)灵敏板温度是指一个正常操作的精馏塔当受到某一外界因素的干扰(如R,xf,采出率等发生波动时),全塔各板的组成将发生变动,全塔的温度分布也将发生相应的变化,其中有一些板的温度对外界干扰因素的反映最灵敏,故称它们为灵敏板。

(2)按塔顶和塔釜温度进行操作控制的不可靠性不可靠性来源于二个原因:一是温度与组成虽然有一一对应关系,但温度变化较小,仪表难以准确显示,特别是高纯度分离时;另一是过程的迟后性,当温度达到指定温度后由于过程的惯性,温度在一定时间内还会继续变化,造成出料不合格。

(3)塔内温度剧变的区域塔内沿塔高温度的变化如图7所示。

显然,在塔的顶部和底部附近的塔段内温度变化较小,中部温度变化较大。

因此,在精馏段和提馏段适当的位置各设置一个测温点,在操作变动时,该点的温度会呈现较灵敏的反应,因而称为灵敏点温度。

(4)按灵敏点温度进行操作控制操作一段时间后能得知当灵敏点温度处于何值时塔顶产品和塔底产品能确保合格。

以后即按该灵敏点温度进行调节。

例如,当精馏段灵敏点温度上升达到规定值后即减小出料量,反之,则加大出料量。

因此能用测量温度的方法预示塔内组成尤其是塔顶馏出液组成的变化。

图6和图7是物料不平衡时,全塔温度分布的变化情况;图8是分离能力不够时,全塔温度分布的变化情况,此时塔顶和塔底的产品质量均不合格。

从比较图7和图8可以看出,采出率增加和回流比减小时,灵敏板的温度均上升,但前者温度上升是突跃式的,而后者则是缓慢式的,据此可判断产品不合格的原因,并作相应的调整。

6.4实验设计6.4.1实验方案设计⑴采用乙醇~水物系,全回流操作测全塔效率根据NT?1,在一定加热量下,全回流操作N稳定后塔顶塔底同时取样分析,得xD、xW,用作图法求理论板数。

⑵部分回流时回流比的估算操作回流比的估算有二种方法:(i) 通过如图所示,作一切线交纵坐标,截距为xD,即可求得Rmin,由R=(1.2~2)Rmin,Rmin?1xD初估操作回流比。

Rmin?1(ii) 根据现有塔设备操作摸索回流比,方法如下:(1)选择加料速度为4~6l/h,根据物料衡算塔顶出料流量及调至适当值,塔釜暂时不出料。

(2)将加热电压关小,观察塔节视镜内的气液接触状况,当开始出现漏液时,记录P 釜读数,此时P釜作为操作压力下限,对应的加热电压即为最小加热量,读取的回流比即为操作回流比下限。

(3)将加热电压开大,观察塔节视镜内的气液接触状况,当开始出现液泛时,记录P釜读数,此时P釜作为操作压力上限,对应的加热电压即为加热量,读取的回流比即为操作回流比上限。

(4)在漏液点和液泛点之间选择一合适的塔釜加热量。

⑶部分回流时,塔顶塔底质量同时合格D的估算根据轻组份物料衡算,得D的大小,应考虑全回流时塔底轻组分的含量。

6.4.2实验流程设计⑴需要1个带再沸器和冷凝器的筛板精馏塔。

⑵需要3个温度计,以测定T顶、T 灵、T釜。

⑶需要1个塔釜压力表,以确定操作压力P釜。

⑷需要1个加料泵,供连续精馏之用。

⑸需要3个流量计,以计量回流量、塔顶出料量、加料量。

将以上仪表和主要塔设备配上贮槽、阀门、管件等组建如下实验装置图。

6.6实验塔性能评定时的操作要点(1)分离能力——全回流操作在塔釜内置入10~30v%的乙醇水溶液,釜位近液位计2处,开启加热电源使电压为220 3V,打开塔顶冷凝器进水阀。

塔釜加热,塔顶冷凝,不加料,不出产品。

待塔内建立起稳定的浓度分布后,(回流流量计浮子浮起来达10min之久后),同时取样分析塔顶xD与塔釜xW。

由该二组成可作图得到该塔的理论板数并与实际板数相除得到全塔效率。

(2)的处理能力——液泛点全回流条件下,加大塔釜的加热量,塔内上升蒸汽量和下降液体量将随之增大,塔板上液层厚度和塔釜压力也相应增大,当塔釜压力急剧上升时即出现液泛现象,读取该时刻的回流量和加热电流量,即为该塔操作的上限——液泛点。

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