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

图1精馏原理图

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最大的推动力，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最佳性能，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：

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实验七  筛板精馏塔精馏实验

一、实验目的

1. 了解精馏装置的基本流程及筛板精馏塔的结构，熟悉精馏操作方法；

2. 测定全回流条件下总板效率(或单板效率)。

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，气液两相在塔板上接触以实现传质，以达到分离的目的。如果在每层塔板上，离开塔板的液体组成与蒸汽组成处于平衡状态，则该塔板称为理论板。然而在实际操作的塔中，由于接触时间有限，气液两相不可能达到平衡，即实际塔板达不到一块理论板的分离效果，因此精馏塔所需要的实际板数总比理论板数多。对二元物系，全回流时，根据塔顶、塔底气液组成可求出理论塔板数。理论塔板数与实际塔板数之比即为塔的总板效率E 。数学表达式为：

                                    （1） 

式中：—总板效率；

      —理论板层数；

      —实际板层数。

    理论板层数的求法可用图解法。本实验是使用乙醇—水二元物系在全回流条件下操作，只需测定塔顶馏出液组成和釜液组成又，即可用图解法求得，实际板层数为已知，所以利用式(1)可求得塔效率。

三、实验装置

    实验装置为一小型筛板塔，由塔体、供料系统、产品贮罐、和调节控制仪表柜等组成，如图1所示。塔径50mm，板上开有筛孔25与29两种，，板间距100mm。塔釜φ250×340×3mm，塔顶为一盘管式冷凝器。

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筛板塔精馏过程实验

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、实验原理

2.1 全塔效率 TE

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 于塔内所需理论塔板数，可由已知的双组分物系平衡关系，以及实验中测得的塔顶、塔釜出液的组成，回流比R和热状况q等，用图解法求得TN

2.2 图解法求理论塔板数 TN

图解法又称麦卡勃－蒂列（McCabe－Thiele）法，简称M－T法，其原理与逐板计算法 完全相同，只是将逐板计算过程在y－x图上直观地表示出来。

2.3 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，即可得到理论塔板部分回流操作 。部分回流操作时，图解法的主要步骤为：

(1）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；

(2）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；

(3）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；

(4)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；

(5)连接点d、b作出提馏段操作线；

(6)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；

(7) 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。

2.4 实验装置和流程

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。

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《生工原理及设备》实验报告

 开课实验室：生物工程学院生物多媒体实验室                        2006年 11 月6日

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                        化工原理实验报告

                                                                     年   月  日

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实 验 报 告 纸

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筛板塔精馏过程实验

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，了解精馏塔温度分布的规律，掌握用气相色谱仪测定液体组成的方法。

(3)   学习精馏塔全塔效率的测定方法。

二、          实验原理

1.        理论板概念

塔板是上升蒸气与下降液体进行传热和传质过程的场所。塔板上所发生的传递过程十分复杂，很难用简单的方法描述。

为了描述塔板上的传递过程，对塔板上的过程进行简化处理是必要的。故此，引入一个被称为“理论板”的理想化塔板模型。理论板是指塔板上各处的液相组成均匀一致，离开该板的气液两相互呈平衡。在理论板上气液两相皆充分混合，各自组成均匀，塔板上不存在传热、传质过程的阻力，也就不存在温度差和浓度差。这样，就可以暂时不去考虑塔板上十分复杂的传递过程。离开塔板的气、液两相达平衡的含义是指两相温度相等、组成相互平衡。

2.        全塔效率

精馏塔的设计首先需要求完成分离任务所需的理论板数，然后，通过类似塔实际测定，或是通过经验方法（包括计算机模拟）得到全塔效率的数值，再求出精馏塔需要的实际塔板数。因此，全塔效率的测定是精馏塔设计中具有实际意义的工作。

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，即

式中， 完成指定分离任务所需的理论塔板数（包括蒸馏釜）；

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