化工原理综合性实验报告-手写部分

PAGEPAGE3琼州学院学生综合性实验报告实验课程名称：化工原理指导教师及职称：邵东旭讲师姓名：涂梦阳学号：10249040专业：食品科学与工程班级：10级开课学期2012至2013学年第2学期上课时间2013年6月5日至2013年6月12日教务处制

一、实验方案实验名称：精馏实验实验时间：2013-6-12小组合作：是○否●一、实验目的和原理：（一）实验目的①了解精馏的基本流程与操作方法。②掌握理论塔板数的计算方法。③掌握全塔效率的测定方法。（二）实验原理精馏是最常见的分离液体混合物的单元操作。在板式精馏塔中，混合液在塔板上传质、传热，气相逐板上升，液相逐板下降，层层接触，多次部分气化，部分冷凝，在塔顶得到较纯的轻组分，塔釜得到较纯的重组分，从而实现分离，实验物料是乙醇—水系统。二、仪器：JLT-57型筛板精馏装置三、实验步骤及注意事项（一）实验步骤1、配制20%左右的乙醇-水溶液注入釜中，液位达到70%左右；2、配制30%左右的乙醇-水溶液注入原料罐中，液位约70%左右；3、通电加热釜液；4、釜液达到96±2℃时，进行如下操作：①关加热；②排气10S左右；③开冷却水。5、全开回流流量计前阀，进行全回流操作约5~10min；6、慢开塔顶产品流量计前阀，控制回流比2~4（回流量3~5L/h，产品量1~2L/h)，开进料泵，控制进料量6~10L/h。7、稳定操作（顶温78~79℃）15~30min后，读取数据，并取样分析。（二）注意事项：1、加料板有两个，分别为第三块板和第五块板，只能选择其中任一块板进料，另一进料口则应处于关闭状态；2、排气时，由于温度过高，排气容易被蒸汽所伤，因此开关阀门切忌不要用手直接操作；3、在取接塔釜液体作分析检测时，也要注意管内液体温度过高，以免烫伤；4、在用酒精比重计测量不同组分的密度时，要注意根据试液的大概酒精度选取合适量程的比重计测量，避免量程不对，比重计沉底撞击破碎；5、由于塔顶产品、塔底产品温度都较高，因此使用酒精比重计测量密度其之前要先冷却至室温才测量，同时需要明确酒精比重计的测量得到的是以20℃温度下为标准的液体密度，因此测量之前要准确测量当下试液的温度，在根据标准相应转换成该温度下的实际密度。四、实验数据处理1、记录原始数据 进料温度回流温度溜出液温度进样流量F回流液流量L馏出液流量D32.5℃15℃16℃3.751.51.2样品的数据转换①根据酒精计测量换算表将实际温度下的样品酒精度转换成20℃标准温度的酒精度，再以此酒精度对照密度换算表将样品在20℃时的密度得出。②根据，将样品在20℃时的质量分数得到。分别为20℃时纯酒精的密度和纯水密度③再根据，将样品在在20℃时的摩尔分数得到。求理论塔板数，计算总板效率①根据回流流量L与塔顶产品流量D，得到回流比；②精馏段操作线方程；③根据，其中，,，从而求出进料状态参数q；④提馏段操作线方程；⑤乙醇-水相平衡关系；；⑥应用逐板计算法或者x-y图解法得到理论塔板数NT；⑦得到总板效率5、参考文献：[1]谭天恩窦梅周明华.化工原理（第三版）.北京：化学工业出版社，2006.76、指导老师对实验设计方案的意见：指导老师签名：年月日实验报告实验数据及结果实验数据：料液样品F塔顶样品W釜底样品D温度（℃）201516酒精度（°）55922220℃时样品的酒精度559323.70.9200040.81697070.9711120℃时样品的质量分数0.320.110.8420℃时样品的摩尔分数0.160.050.67①回流比进料温度为32.5℃F=3.75L=1.5D=1.2R=1.25②精馏段操作线方程代入数据解得：③根据，常压下乙醇-水溶液的t-x-y图由于q>1，故进料是过冷液体（温度低于泡点）④提馏段操作线方程，代入数据得：y=9.09x-1.45⑤乙醇-水相平衡关系；；⑥应用逐板计算法得到理论塔板数NT，得到理论塔板数NT=6；⑦得到总板效率=6/15=40%2、对实验现象、数据及观察结果的分析与讨论精馏实验理论塔板数的求取原理是交替地运用相平衡和物料衡算两关系，二元精馏可以运用逐板计算法和x-y图解法两种方法求解。逐板计算法结果准确，在计算过程中每使用一次平衡关系，表示需要一层理论板，而且还可以同时求得离开各层理论塔板的汽液组成，但是计算较为复杂。x-y图解法虽然准确性较差，但直观、简单。总板效率是完成一定分离任务所需的理论塔板数N与实际塔板数之比。总板效率是反映整座塔全部塔板的平均传质效果。由上述实验数据得知此精馏塔总板效率较低，混合物分离效果不高，不适合于纯度要求高的混合液分离。这主要与塔设备工作年限久远，原料液残留与多次回收利用不同组分的样液等因素相关，造成塔板传质效果大大下降。结论此精馏塔的全塔板效率ET