实 验 报 告
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实 验 原 始 记 录
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第二篇:连续精馏塔操作控制实验报告
西 南 石 油 大 学 实 验 报 告
一、 实验目的
1、 了解连续精馏塔的基本结构和工艺流程;
2、 掌握连续精馏塔的操作方法;
3、 了解板式精馏塔参数及数据采集的基本方法;
4、 了解简单控制系统的工作原理。
二、 基本原理
实验体系乙醇——水系统,按照一定浓度配置好的待精馏乙醇由进料泵计量后进入塔内(本实验由塔釜底部进料口倒入),釜内液体由电加热器加热汽化,经板完成传质传热过程,进入盘管式换热器壳程,与来自管程的冷凝水换热后,再从冷凝集液器流出,一部分回流到塔内,另一部分作为产品流出,进入产品罐,釜液于进料换热后进入釜液罐。
监控系统监测塔板温度、进料温度、回流温度,塔压降,塔釜液位。
塔釜温度控制:Pt100热电阻和温度变送器进行信号检测,智能调节仪对温度显示,并根据测试值与给定值的差值输出信号,控制移相调压器输出电压,改变加热器的发热量,进而进行温度的控制。
冷凝水流量控制:转子流量计作为传感器检测冷凝水流量,智能调节仪对温度显示,并根据测试值与给定值的差值输出信号,控制变频调节冷凝水泵的转速达到调节的目的。
三、 实验装置
三种装置的对比:
从左边数第一台装置,采用塔釜与塔体分离设计,专设一个釜液加热罐,减小了塔体的高度,方便在实验室安装操作。
从左边数第二台装置,该装置为典型的板式塔中的泡罩塔,塔顶冷凝器与塔体设计为一体,设备简洁,大方。
从左边数第三台装置,该装置为填料塔,填料为西拉环式,回流比调节装置,通过电磁铁吸附/排斥导流拨片来调节回流液体的流向。通过调节吸附/排斥的时间比来间接调节回流比。
四、 实验步骤
(一) 注意事项
1、 塔顶放空阀一定要打开;
2、 先用手动调节电压为100V给塔釜中料夜缓缓加热,30分钟后再进行塔釜温度手/自动控制,避免因剧烈升温造成热膨胀不均而破坏玻璃视蛊;
3、 料液要加到设定液位的2/3处方可打开加热管电源,否则塔釜液位过低会使电加热丝干烧致坏;
4、 实验前一地要将冷凝泵电源打开,否则酒精蒸汽会损坏进料泵。
(二) 实验操作
1、 实验前,打开冷凝泵电源开关,开启冷凝水,把冷凝水流量控制在250—300L/h,同时往大储水箱中开启适当流量的自来水,让大水箱不至于因换热而变热。
2、 全回流
a、 配置浓度16%—19%的料液,加至三分之二,
b、 检查各个阀门,取样阀、塔釜手动加料阀、进料阀、放料手阀均为关闭状态,塔顶排空阀门为打开状态,
c、 启动加热管电源(先低功率预热);
d、 塔釜液位控制:通过“塔釜液位控制仪器”+高温电磁阀进行塔釜液位控制,当液位大于设定值时,高温电磁阀打开,放夜,当液位小于设定值时,高温电磁阀关闭;
e、 设定仪表上精馏的相应参数;
f、 让实验装置处于全回流状态;
g、 待运行稳定后,取顶部馏出夜用色谱分析,分析浓度。
3、 浓度测定
a、 用移液器取200微升稀释液至干净的比色瓶中,用水稀释至5毫升刻线,再取蒸馏水至另一个干净的比色瓶的5毫升刻线处;
b、 分别加一毫升乙醇试剂,旋紧比色瓶盖子,上下摇动3次,沸水浴显色20分钟
c、 取出比色瓶用自来水冲洗两分钟,放至室温;
d、 取下比色瓶盖子,旋紧比色瓶定位器,擦净比色瓶外壁,将空白比色瓶放入比色槽中锁定;
e、 按“开/关”键,再按“调零”键,出现“0.00”;
f、 取出比色瓶,放入样品比色瓶,锁定后按“浓度”,得出结果。
五、 各个参数范围
冷水流量:250-300L/h;回流比:R=1-4;进料流量控制范围:4-8 L/h;塔釜液位控制值:280mm。
六、 实验现象
我组主要观察浮阀塔精馏,实验开始一段时间后,温度逐渐升高。塔中间透明段内气液流量逐渐升高。至最大值时(大概8分钟后),呈喷射状,传质传热剧烈。再经过大约5分钟,操作更加稳定,液体喷射程度降低。稳定后取夜、测定。
七、 实验结果
经过色谱分析测定,我组所测试液酒精浓度为30.0%
塔内压降约550mm水柱;塔釜温度92℃
八、 结果分析
我组测得浓度较低,主要是由于取夜过早,操作尚未稳定,塔顶馏出夜酒精浓度较低。
九、 实验心得
通过此次实验,我了解连续精馏塔的基本结构和工艺流程;掌握了连续精馏塔的操作方法;了解板式精馏塔参数及数据采集的基本方法;熟悉简单控制系统的工作原理。