摘要：欲将复杂混合物提纯为单一组分，采用精馏技术是最常用的方法，也是化工过程最重要的单元操作。本文研究了精馏塔在全回流条件下，塔顶温度等参数随时间的变化情况：精馏塔在全回流和部分回流下理论塔板数和全塔效率；并主要对乙醇—水混合液精馏过程中的不同实验操作条件进行研究，得出不同回流比对操作条件和分离能力的影响。并由图解法确定出理论塔板数和最适宜的分离操作条件。

关键词：精馏  回流  进料  插入法  图解法 

前言: 精馏技术作为化工过程中重要的单元操作之一，是将复杂化合物提存为单一组分最常用的方法。精馏过程的实质就是迫使混合物的气、液两相在塔体中作逆向流动，利用混合液中各组分具有不同的挥发度，在相互接触的过程中，液相中的轻组分转入气相，而气相中的重组分则逐渐进入液相，从而实现液体混合物的分离。目前发展了膜分离法、吸附分离法和萃取法等分离技术，但其生产操作都产生大量废物，因此通常采用精馏法实现物质分离，而且从技术和经济上考虑，精馏法也是最有价值的。

在实际生产应用时，精馏操作首先需要解决的是精馏塔操作问题。本文就此研究了全回流和部分回流条件下理论塔板数和全塔效率，同时对不同回流比对操作条件和分离能力的影响，采用图解法求取全回流和不同回流比下部分回流理论塔板数。通过等板高度（HETP）的大小来评价填料塔的分离能力，并找出最优进料量及回流比，等板高度越小，填料层的传质分离效果越好。对解决化工生产实际问题有重要意义。

1.实验部分

1.1基本原理

填料塔属连续接触式传质设备，填料精馏塔与板式精馏塔的不同之处在于塔内气液相浓度前者呈连续变化，后者层逐级变化。等板高度（HETP）是衡量填料精馏塔分离效果的一个关键参数，等板高度越小，填料层的传质分离效果就越好。

1.等板高度（HETP）

HETP是指与一层理论塔板的传质作用相当的填料层高度。它的大小，不仅取决于填料的类型、材质与尺寸，而且受系统物性、操作条件及塔设备尺寸的影响。对于双组分体系，根据其物料关系x_n，通过实验测得塔顶组成x_D、塔釜组成x_W、进料组成x_F及进料热状况q、回流比R和填料层高度Z等有关参数，用图解法求得其理论板N_T后，即可用下式确定：

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填料塔精馏过程实验

一、实验目的

1．了解填料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．掌握保持其他条件不变下调节回流比的方法，研究回流比对精馏塔分离效率的影响。

4．掌握用图解法求取理论板数的方法，并计算等板高度（HETP）。

二、基本原理

填料塔属连续接触式传质设备，填料精馏塔与板式精馏塔的不同之处在于塔内气液相浓度前者呈连续变化，后者层逐级变化。等板高度（HETP）是衡量填料精馏塔分离效果的一个关键参数，等板高度越小，填料层的传质分离效果就越好。

1．等板高度（HETP）

HETP是指与一层理论塔板的传质作用相当的填料层高度。它的大小，不仅取决于填料的类型、材质与尺寸，而且受系统物性、操作条件及塔设备尺寸的影响。对于双组分体系，根据其物料关系，通过实验测得塔顶组成x_D、塔釜组成x_W、进料组成x_F及进料热状况q、回流比R和填料层高度Z等有关参数，用图解法求得其理论板N_T后，即可用下式确定：

                                 HETP＝Z/N_T                             （9－1）

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填料精馏塔实验

一、实验目的

1．  观察填料精馏塔精馏过程中气、液两相流动状况；

2．  掌握测定填料等板高度的方法；

3．  研究回流比对精馏操作的影响。

二、实验原理

    精馏塔是实现液体混合物分离操作的气液传质设备，精馏塔可分为板式塔和填料塔。板式塔为气液两相在塔内逐板逆流接触，而填料塔气液两相在塔内沿填料层高度连续微分逆流接触。填料是填料塔的主要构件，填料可分为散装填料和规整填料，散装填料如：拉西环、鲍尔环、阶梯环、弧鞍形填料、矩鞍形填料、θ网环等；规整填料有板波纹填料、金属丝网波纹填料等。

    由于填料塔内气液两相传质过程十分复杂，影响因素很多，包括填料特性、气液两相接触状况及两相的物性等。在完成一定分离任务条件下确定填料塔内的填料层高度时，往往需要直接的实验数据或选用填料种类、操作条件及分离体系相近的经验公式进行填料层高度的计算。

    确定填料层高度有两种方法：

1．  传质单元法

    填料层高度＝传质单元高度×传质单元数

                 （2—50）

或：                （2—51）

由于填料塔按其传质机理是气液两相的组成沿填料层呈连续变化，而不是阶梯式变化，用传质单元法计算填料层高度最为合适，广泛应用于吸收、解吸、萃取等填料塔的设计计算。

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化工基础实验报告

实验名称     填料塔精馏实验；板式塔精馏实验；联机精馏实验                                                        

班级              姓名             学号成绩            

实验时间                   同组成员           ______                

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北京化工大学

学生实验报告

        院（部）：        化学与化学工程                  

姓   名：      张道兴       学  号：  200811226  

专   业：   化学工程与工艺  班  级：  化工0808   

同组人员：            余斌、 张文芊              

课程名称：       化工原理实验                    

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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：          

学  号：   

专   业：   化学工程与工艺 

班  级：  化工1012班    

同组人员：            

课程名称：     化工原理实验                        

实验名称：     精馏实验                             

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