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1、筛板塔精馏过程试验一、 试验目的(1) 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。(2) 学会推断系统到达稳定的方法,了解精馏塔温度分布的规律,把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、 试验原理1. 理论板概念塔板是上升蒸气与下降液体进展传热和传质过程的场所。塔板上所发生的传递过程格外简单,很难用简洁的方法描述。为了描述塔板上的传递过程,对塔板上的过程进展简化处理是必要的。故此, 引入一个被称为“理论板”的抱负化塔板模型。理论板是指塔板上各处的液相组成均匀全都,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
2、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,就可以临时不去考虑塔板上格外简单的传递过程。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ET精馏塔的设计首先需要求完成分别任务所需的理论板数,然后,通过类似塔实际测定,或是通过阅历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,全塔效率实际意义的工作。的测定是精馏塔设计中具有全塔效率又称总板效率,是指到达指定分别效果所需理论板数与实际板数的比值,即式中,完成指定分别任务所需的理论塔板数(包括蒸馏釜);完成指定分别任务所需的实际塔板数。全塔效率与塔板构造、物性系数、操
3、作状况等因素有关。全回流下所需理论塔板数试验中测得的塔顶馏出液组成,可由的双组分物系的相平衡关系,以及、塔釜液的组成,用图解法求得。3. 图解法计算理论板数精馏在全回流操作时,操作线在图上为对角线,如下图。从塔顶作水平线交于平衡线,即使用了一次平衡关系。然后过平衡线上的交点作垂线交于对角线,也就是使用了一次操作关系。依此循环,直到在平衡线上读出的液相组成x小于塔釜的组成 。如图, 使用了5次平衡关系就是 5块理论塔板(包括塔釜,就有。三、 试验装置本试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、掌握仪表。见附图。试验在常压下进展。四、
4、 试验方法本试验为全回流下的精馏塔操作试验。特点是原料液一次参加塔釜,然后关闭进料及出料的阀门,回流管路的阀门全开。(1) 配制浓度%20%体积百分比的乙醇-水原料液,参加贮罐(图中未编号。翻开进料管路上的阀门,用进料泵将料液打入塔釜,至釜容积的 2/ 处(由塔釜液位计可观看)。加料由试验室的教师完成,同学只需检查液位。留意:料液肯定要加到液位计量程的/3 处方可翻开加热管电源,否则塔釜液位过低会使电加热丝露出干烧致坏。(2) 关闭塔身进料管路上的阀门,取原料液样品(此时为塔釜液)。样品用气相色谱仪分析,假设乙醇的摩尔分数 0033(相当于体积分数0%),则应要求教师补充乙醇。不补充的后果可能
5、是最终测不出xW 値。留意:取样前应先将取样口内积存(不能流淌局部的液体放至烧杯,倒入原料液贮罐的接液口。放液量不行过多,否则中途补料将使试验前功尽弃。(3) 启动电加热管电源,调整加热电压至适中为止,使塔釜温度缓慢上升;随即翻开塔顶冷凝器的冷却水,调整适宜冷凝量,并关闭塔顶出料管路,使整塔处于全回流状态。留意:因塔中部玻璃局部较为脆弱,假设加热过快玻璃极易碎裂,使整个精馏塔报废,故升温过程应尽可能缓慢。(4) 观测记录全塔温度分布及变化状况。全塔各塔板的温度在 10in 之内无变化,即可视为操作到达稳定。留意:试验室有两种精馏塔,温度显示屏中各塔板温度的显示位置是不一样的。建议:由于需要同时
6、记录各板的温度,有肯定难度。可以用手机拍摄温度显示屏,每 5 n 拍摄一次,三次各数据要求根本一样。此时塔顶约78,塔釜 100。(5) 当塔顶温度、回流量和塔釜温度稳定后,分别取塔顶样品和塔釜样品,用气相色谱分析组成。留意:此时塔釜取样口内积存的液体含根本是水,不回收,倒入下水道。塔顶液取样时放出管内积存液,倒入原料液贮罐回收。取样用注射器从所测定的塔板中缓缓抽出,取 1m左右注入事先洗净烘干的针剂瓶中, 并给该瓶盖标号以免出错,各个样品尽可能同时取样。五、 记录数据(1) 塔的构造及相关尺寸(塔径、塔板数等;留意:试验室有两种规格的精馏塔。(2) 原料液组成乙醇的摩尔分数,下同;(3) 全
7、塔温度分布数据表;(4) 全回流条件下回流流量、塔顶及塔釜组成及;六、 数据处理(1) 绘制全塔温度分布曲线。以塔板编号为横坐标,对应温度为纵坐标。(2) 按全回流用图解法计算理论板数。(3) 计算全塔效率。七、 思考题(1) 塔顶放空阀肯定要翻开,否则简洁因塔内压力过大导致危急。还有没有别的缘由?(2) 分析并争论试验过程中观看到的现象。提示:分析、争论不是写检讨。假设做错了,应当争论:现象是什么?哪一步出了问题?应当怎么订正?给你了什么启发? 等等;假照试验现象正常,则描述试验现象,并可以争论:假设把某个试验参数变大或变小,可能会发生什么问题?假设某个地方错误操作,可能发生何种现象?有没有挽回的可能?假设让你 改造这个装置,你会怎样做?等等。附:筛板塔精馏塔试验装置图1-塔釜排液口;2-电加热器;3塔釜;塔釜液位计;5-塔板;6温度计; 窥视节; 冷却水流量计;9盘管冷凝器;0塔顶平衡管;1-回流液流量计; 1塔顶出料流量计; 13-产品取样口;14进料管路;15塔釜平衡管;16盘管加热器; 7-塔釜出料流量计; 进料流量计;19 进料泵;0产品储槽;21-残液储槽; 22-料液取样口; 23冷却水进口;4惰性气体出口;25-冷却水出口
限制150内