筛板塔精馏操作及效率测定

1、一、试验目的和要求了解筛板精馏塔及其附属设备的根本构造，把握精馏过程的根本操作方法；学会推断系统到达稳定的方法，把握测定塔顶、塔釜溶液浓度的试验方法；学习测定筛板塔在全回流和局部回流时的全塔效率和单板效率；转变操作条件回流比、加热功率等操作条件对精馏分别效率的影响。二、试验内容和原理一全塔效率总塔板效率式中：完成肯定分别任务所需的理论塔板数，包括蒸馏釜；完成肯定分别任务所需的实际塔板数，本装置7 块。 xD和xW在操作线和平衡线间作梯级，即可得到理论板数。单板效率所以式中：离开第 n、n+1 块塔板的蒸汽组成，摩尔百分数；n、n-1 块塔板的液体组成，摩尔百分数；故在试验中可测得，依据汽液平衡

2、关系即可到，最终求得二yRx xDn1R1 nR1x塔顶产品的组成，摩尔百分数。xDL需进展校正。ml/min；L实际回流量，ml/min；t塔顶液相温度，；tDtR回流液温度，； CpDrrDDL R=L/DD 为产品流量计上的读数值。和 D 以及回流温D0 CpD、rDR，从而得到精馏段操作线方程。 其中，q进料热状况参数；进料液组成下的汽化潜热，kJ/kmol；进料液的泡点温度，；进料液温度，；进料液在平均温度下的比热容，kJ/kmo；进料液组成，摩尔分数。q，最终q 线方程。理论板数的求取D依据上述得到的精馏段操作线方程和 q 线方程，以及测量得到的塔顶组成x 、塔底组成DFxW x

3、x-y 图上作出精馏段操作线、q x-yF图解法即可得到理论板数N。NTT依据上述求得的理论板数 N ，由式1便可得到局部回流时的全塔效率 E T三、主要仪器设备1 所示。 150mm180mm1.5mm4.5mm，104 3 3KW 的螺旋管加热器。1 精馏塔装置流程图四、操作方法和试验步骤9 配好，则测定料液的组成；回流转子流量计阀门，先进展全回流操作；电压并保持恒定；待釜液开头沸腾，开大冷凝冷却水阀门到转子流量计读数最大值，并保持恒定；度根本不变时，操作即到达稳定。读取回流液量和温度；进展局部回流操作时。将回流比调至35，同时调整进料、产品、釜液等流量。当灵敏板温度稳定以及釜液液面恒定后

4、，即局部回流操作到达稳定。读取各转子流量计的流量和各温度计的温度，并测取产品、料液、釜液的样品；，再关闭冷凝冷却水了，并做好干净工作。留意事项：在操作过程中，釡液面千万不能低于釡液出口位置；肯定要待操作稳定后才能取样，且要同时进展。五、试验数据记录和处理试验数据：全回流局部回流加热电压/V200200产品转子流量计读数/(ml/min)018回流转子流量计读数/(ml/min)17095残液转子流量计读数/(ml/min)0140进料转子流量计读数/(ml/min)0210冷却转子流量计读数/(l/h)330330塔釜液温度/9495灵敏板温度/8284第一板气相温度/7980第一板液相温度/

5、8080回流液温度/6661进料液温度/1010进料液浓度X /(mol/mol) (%)07.4回流液浓度X /(mol/mol) (%)D79.575.5塔釜液浓度X /(mol/mol) (%)W0.882.2产品体积量/ml900产品浓度X /(mol/mol) (%)79.6FD”EMV(4)的测定1.ETFD”全回流时理论塔板数的图解摩尔百分比由上图得出全回流操作时所需的理论塔板数 N =6，试验装置的实际塔板数 N =7，因此TPTE N1100% 71.4%TTNP二E 的测定T”1、精馏段操作线方程： L 95 5.280D18c(t 3.3480-6R R01 pDDR)5

6、.281rD1013.9 5.52.wD75.546 88.73%75.54624.518tD c3.34kJ /kg，rpD1013.9kJ /kg.yn15.52x6.5216.520.755 0.847xn0.116. y c(t t )qxx F .q1q14.3188.2-1其中q 1 pFsF1rF2022.111.1675.tFs c 4.31kJ /kg.pFr2022.11kJ /kg.Fy 1.1675 x0.074 6.97x0.44179.0.16750.1675局部回流时理论塔板数的图解PN=7，因P此，TE N1100% 64.3%TTNP六、试验结果与分析79.6

7、%大于全回流时塔顶流出的产品浓度 79.5%，其可能缘由是在进展开机全回流时，塔釜内液体含乙醇浓度较低，因而即使进展全回流能产出的最高浓度产品亦会受其限制，受到影响，而7.4%，其浓度远大于塔釜内液体浓度，因而在进展局部回流时产出的塔顶液体乙醇浓度与一局部全回流产品进展混合后最终的产品浓度会大于全回流时塔顶产出物浓度。固然，这些试验测量数据存在着肯定的误差，其误差产生的缘由可能有以下几方面：本次试验中的进料、产品、残液及冷却液的流量均由转子流量计测得，而由于个算中进展过肯定的校正，但仍存在误差；查表结果存在肯定的误差；七、争辩、心得思考题：影响精馏操作稳定的因素是哪些？维持塔稳定操作应留意哪些

8、操作岗位？如何推断 塔的操作已到达稳定？的加热功率、塔釜液的流量等。为了维持塔的稳定操作，可以调整塔釜温度、回流比和塔顶塔釜产品的流量大小。当塔的操作已经稳定的时候，可以认为塔满足物料平衡和能量平衡，即塔内温度稳定，而且塔釜、接收器内液位维持稳定。在全回流条件下，转变加热功率对塔的分别效果有何影响？提高塔顶产品的浓度。塔顶冷回流对塔内回流液量有何影响？如何校正？时将会与上升的蒸汽发生传热并使之冷凝，因而实际L大于回流液量。通过测定过冷液体的0 可用转子流量计测定， 液组成下的汽化潜热。用转子流量计来测定乙醇水溶液流量，计算时应怎样校正？120的水或空气来进展的。当内部流体物性转变时，需要进展相

9、应校正。设被测流体的密度为 ，当流量计指示为qv时，实际流体的流量q” 为v”fvv其中 f ” 是水的密度。附录：1 matlabx=0.004,0.0117,0.0157,0.0196,0.0235,0.0274,0.0313,0.0352,0.04,0.055,0.08, .0.12,0.16,0.19,0.23,0.27,0.31,0.35,0.39,0.79,1.19,1.61,2.86,4.16,5.51.,6.86,8.92,11.00,13.77,16.77,20,24.25,29.80,34.16,40,44.27,48.92,54,.58.11,62.52,67.27,70

10、.63,74.15,75.99,77.88,79.82,81.83,83.87,85.97,.88.15,89.41; y=0.053,0.153,0.204,0.255,0.307,0.358,0.41,0.461,0.51,0.77,1.03,1.57, .1.98,2.48,2.9,3.33,3.725,4.12,4.2,8.76,12.75,16.34,23.96,29.92,34.51.,38.06,42.09,45.41,48.68,51.27,53.09,55.22,57.41,59.1,61.44,62.99,.64.7,66.92,68.76,70.63,73.61,75.8

11、2,78,79.62,80.42,81.83,83.26,84.91.,86.4,88.25,89.41;c=polyfit(x,y,8); yy=polyval(c,xx); plot(xx,yy);holdony1=x; 2 matlabx=0.004,0.0117,0.0157,0.0196,0.0235,0.0274,0.0313,0.0352,0.04,0.055,0.08, .0.12,0.16,0.19,0.23,0.27,0.31,0.35,0.39,0.79,1.19,1.61,2.86,4.16,5.51.,6.86,8.92,11.00,13.77,16.77,20,24

12、.25,29.80,34.16,40,44.27,48.92,54,.58.11,62.52,67.27,70.63,74.15,75.99,77.88,79.82,81.83,83.87,85.97,.88.15,89.41; y=0.053,0.153,0.204,0.255,0.307,0.358,0.41,0.461,0.51,0.77,1.03,1.57, .1.98,2.48,2.9,3.33,3.725,4.12,4.2,8.76,12.75,16.34,23.96,29.92,34.51.,38.06,42.09,45.41,48.68,51.27,53.09,55.22,57.41,59.1,61.44,62.99,.64.7,66.92,68.76,70.63,73.61,75.82,78,79.62,80.42,81.83,83.26,84.91.,86.4,88.25,89.41;n=0.01,100; n2=75.5,75.5;m2=0,75.5;n3=7.4,7.4;m3=0,7.4; xf=7.4,17; yf=1.1675*