板式塔精馏实验报告Word格式文档下载.docx
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ts——进料液的泡点温度，℃；
tF——进料液温度，℃；
cpF——进料液在平均温度（ts?
tF）/2下的比热容，kJ/（kmol℃）；
xF——进料液组成，摩尔分数。
（1）全回流操作
在精馏全回流操作时，操作线在y－x图上为对角线，如图1所示，根据塔顶、塔釜的组成在操作线和平衡线间作梯级，即可得到理论塔板数。
图1全回流时理论塔板数确定
（2）部分回流操作
部分回流操作时，如图2，图解法的主要步骤为：
A.根据物系和操作压力画出相平衡曲线，并画出对角线作为辅助线；
b.在对角线上定出a点（xD，xD）、f点（xF，xF）和b点（xw，xw）；
c.在y轴上定出yc＝xD/（R+1）的点c，连接a、c作出精馏段操作线；
D.由进料热状况求出q，过点f作出斜率为q/（q-1）的q线交精馏段操作线于点d，连接点d、b作出提馏段操作线；
e.从点a开始在平衡线和精馏段操作线之间画阶梯，当梯级跨过点d时，就改在平衡线和提馏段操作线之间画阶梯，直至梯级跨过点b为止；
g.所画的总阶梯数就是全塔所需的理论踏板数（包含再沸器），跨过点d的那块板就是加料板，其上的阶梯数为精馏段的理论塔板数。
图2部分回流时理论板数的确定
本实验料液为乙醇水溶液，釜内液体由电加热器产生蒸汽逐板上升，经与各板上的液体传质后，进入盘管式换热器壳程，冷凝成液体后再从集液器流出，一部分作为回流液从塔顶流入塔内，另一部分作为产品馏出，进入产品贮罐；
残液经釜液转子流量计流入釜液贮罐。
三．实验步骤
实验主要操作步骤如下：
1．全回流
（1）在贮罐中配制浓度21%（体积百分比）的料液，以泵混合均匀。
打开进料管路上的阀门，由进料泵将料液打入塔釜，观察塔釜液位计高度，进料至釜容积的2/3处。
（2）关闭塔身进料管路上的阀门，启动电加热管电源，逐步增加加热电压，使塔釜温度缓慢上升。
（3）打开塔顶冷凝器的冷却水，调节合适冷凝量，并关闭塔顶出料管路，使整塔处于全回流状态。
（4）当塔顶温度、回流量和塔釜温度稳定后，分别取适量塔顶液（浓度xD）和塔釜液（浓度xw），待其冷却至室温后，以密度计测量其体积百分比。
2．部分回流
（1）在储料罐中配制一定浓度为21%的乙醇水溶液。
（2）待塔全回流操作稳定时，打开进料阀，调节进料量至适当的流量。
（3）控制塔顶回流和出料两转子流量计，调节回流比R为3。
（4）打开塔釜残液流量计，调节至适当流量。
（5）当塔顶、塔内温度读数以及流量都稳定后，即如全回流第4步取样测定体积百分比。
四．实验结果
1.实验记录数据如表1：
表1实验数据
2．全回流操作
全回流图见图
3
图3全回流示意图
图中阶梯数为12，即全回流理论
塔板数nT=12-1=11。
而实际塔板数np=16。
故全塔效率3.部分回流
回流比R=3时，部分回流图见图
4
图4部分回流图
图中阶梯数为13，即部分回流理论塔板数nT=13-1=12。
故全塔效率
。
篇二：
板式精馏塔实验报告
板式精馏塔实验报告
学院：
广州大学生命科学学院
班级：
生物工程121班分组：
第一组姓名：
其他组员：
学号：
指导老师：
尚小琴吴俊荣
实验时间20XX.11.15
摘要：
此次实验是对筛板精馏塔的性能进行全面的测试，实验主要对乙醇正丙醇精馏过程中的研究不同条件下改变参量时的实验结果，根据实验数据计算得出塔釜浓度、回流比、进料位置等与全塔效率的关系，确定该筛板精塔的最优实验操作条件。
关键词：
精馏；
回流比；
全塔效率；
塔釜浓度Abstract:
Thesieveplatedistillationcolumnperformancecomprehensivetesting,mainlyonethanolisopropylalcoholdistillationprocessinthedifferentexperimentalconditionswerediscussed,thereactorconcentration,refluxratio,feedlocationandtheentiretowerTherelationshipbetweentheefficiencyofsieveplatetower,determinetheoptimalexperimentalconditionsoffine.Keywords:
Distillation;
refluxratio;
thetowerefficiency
引言：
精馏是利用混合液中两种液体的沸点差异来分离两种液体的过程。
精馏装置有精馏塔、原料预热器、再沸器、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。
热量自塔釜输入，物料在塔内经多次部分气化与部分冷凝进行精馏分离，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。
精馏过程的节能措施一直是人们普遍关注的问题。
精馏操作是化工生产中应用非常广泛的一种单元操作，也是化工原理课程的重要章节。
分析运行中的精馏塔，当某一操作条件改变时的分离效果变化，属于精馏的操作型问题。
本研究从塔釜浓度、回流比、进料位置、全回流和部分回流等操作因素对数字型筛板精馏塔进行全面考察，得出一系列可靠直观的结果，加深对精馏操作中一些工程概念的理解，对工业生产有一定的指导意义通过本实验我们得出了大量的实验数据，由计算机绘图找出最优一组实验参数,在这组参数下进行提纯将会节约大量能源，同时为今后开出的设计型、综合型、研究型的实验项目，为学生的创新性科研项目具有重要的教改意义。
[3][1][4][2]
1.实验部分
1.1实验目的
1.学会对精馏过程多实验方案进行设计，并通过实验验证设计方案，得出实验结论，以掌握实验研究的方法。
2.掌握单板效率和全塔效率的测定方法。
3.了解板式精馏塔结构及塔内的传质传热状况，掌握板式塔内温度，浓度及分布规律。
4.了解实验条件与板式精馏塔分离效率的关系，确定影响分离效率的因素，并掌握其影响效率。
1.2实验内容
1.研究在全回流条件下，开车过程中塔顶温度等参数随时间的变化情况及规律。
2.测定精馏塔在全回流条件下稳定操作时塔内温度和浓度沿塔高的分布，研究其分布情况及规律。
3.测定精馏塔在全回流时全塔理论塔板数、总板效率。
4.测定精馏塔在某一回流比时全塔理论塔板数、总板效率。
5.测定在部分回流时总板效率随回流比的变化情况。
6.测定在部分回流时总板效率随进料位置的变化情况。
1.3实验材料与装置
物系：
乙醇---正丙醇
（1）纯度：
分析纯或化学纯
（2）料液浓度：
15—25%（乙醇的质量百分数）
（3）浓度测量：
阿贝折射仪
1.4实验步骤
1.4.1实验前准备：
（1）将阿贝折光仪配套的超级恒温水浴调节运行所需温度（30℃），记录温度，检查取样用的注射器和擦镜头纸是否准备好
（2）用阿贝折光仪测出原料液的折射率；
（3）检查旋塞开关是否处于关闭，电表示数是否都为零。
（4）将原料装入原料槽中，打开进料阀，让液料（乙醇-正丙醇）从原料槽用泵输送，
经过进入塔釜内，根据磁翻转液面计，当液面到达塔釜的2/3后，关闭进料阀门和流量计阀门。
1.4.2全回流下操作
实验①.研究在全回流条件下，开车过程中塔顶温度等参数随时间的变化情况及规律。
1.打开塔顶冷凝器的冷却水，冷却水量要足够大（约8L/h）
2.记下室温值，接上电源闸（220V），按下装置上电源总开关。
3.调节加热电压为75V左右，待塔板上建立液层时，缓慢加大电压至100V，使塔内维持正常操作
4.确认塔顶出料阀门和各取样处于关闭状态，使全塔处于全回流状态
5.从操作稳定加热时起每隔3min记录一次塔顶温度、回流液温度和塔釜温度，待示数稍稳定后可隔较长时间读数。
至电表示数稳定为止。
数据记录于表1中。
实验②：
测定精馏塔在全回流条件下稳定操作时塔内温度和浓度沿塔高的分布，研究其分
布情况及规律。
方法：
在实验①基础上，当稳定操作时，记录每块板上塔内的温度
实验③：
测定精馏塔在全回流时全塔理论塔板数、总板效率。
在实验①基础上，等各塔板上鼓泡均匀后，保持加热釜电压不变，在全回流情况下稳
定20min左右，期间仔细观察全塔传质情况，带情况稳定后分别在塔顶、塔釜和原料液取样口用注射器同时取样，用阿贝折射仪分析样品浓度。
1.4.3部分回流下操作
实验④：
测定精馏塔在回流比为4，塔层为8时全塔理论塔板数、总板效率。
1.打开塔釜冷却水阀门，冷却水流量以保证釜镏液温度接近常温为准；
2.将物料入量分别以以1.5，1.8,2.4（L/h）的流量加入塔内，
用回流比控制调节器调节回流比R=4
3.馏出液收集在塔顶容量管中，塔釜产品经冷却后由溢流管流出，收集在容器内。
4.等操作稳定后，观察板上传质状况，记下加热电压、电流、塔顶温度等有关数据，
整个操作中维持进料流量计读数不变，用注射器取下塔顶、塔釜和进料三处样品，用折光
仪分析，并记录进原料液的温度（室温）。
实验⑤测定在部分回流时总板效率随回流比的变化情况。
在实验步骤④基础上，（物料入量都为2.0L/h）调节回流比R为2和3和4，
重复④实验步骤
2.实验数据记录及处理
篇三：
板式塔精馏实验
化工基础实验报告
实验名称板式塔精馏实验班级姓名学号成绩
实验时间同组成员______
一、实验目的
1.观察板式塔气、液两相流动状态。
2.测定回流比对精馏操作的影响。
3.测定板式塔总板效率与空塔气速的关系4.观察新型斜孔多溢流塔板的结构与工况5.了解精馏流程安排及操作
二、基本原理
板式塔是使用量大，运用范围广的重要气、液传质设备，评价塔板好坏一般根据处理量、板效率、阻力降、弹性和结构等因素。
目前出现的多种塔板中鼓泡式塔板（以筛板塔、浮阀塔为代表）和喷射式塔板（以舌形、斜孔、网孔为代表）在工业上使用较多，板式塔作为气、液传质设备，既可用于吸收，也可用于精馏。
用得多的是精馏操作。
在精馏装置中，塔板是汽、液两相接触的场所，气相从塔底进入，回流从塔顶进入，气、液两相逆流接触在塔板上进行相际传质。
使液相中易挥发组分进入汽相、汽相中难挥发组分转入液相。
精馏塔所以能使液体混合物得到较完全的分离，关键在于回流的运用。
从塔顶回流入塔的液体量与塔顶产品量之比称为回流比，它是精馏操作的一个重要控制参数，回流比数值的大小影响着精馏操作的分离效果与能耗。
回流比可分为全回流，最小回流比和实际操作时采用的适宜回流比。
全回流是一种极限情况，它不加料也不出产品。
塔顶冷凝量全部从塔顶回到塔内，这在生产上没有意义。
但是这种操作容易达到稳定，故在装置开工和科学研究中常常采用。
全回流时由于回流比为无穷大，当分离要求相同时比其它回流比所需理论板要少，故称全回流时所需理论板为最少理论板数。
通常计算最少理论板用芬斯克方程。
对于一定的分离要求，减少回流比，所需的理论板数增加，当减到某一回流比时，需要无穷多个理论板才能达到分离要求，这一回流比称为最小回流比Rm。
最小回流比是操作另一极限，因为实际上不可能安装无限多块板的精馏塔，因此亦就不能选择Rm来操作。
实际选用的回流比R应为Rm的一个倍数，这个倍数根据经
验取为1.2～2。
当体系的分离要求、进料组成和状态确定后，可以根据平衡线的形状由作图求出最小回流比。
在精馏塔正常操作时，如果回流装置出现毛病，中断了回流，此时操作情况会发生明显变化。
塔顶易挥发物组成下降，塔釜易挥发物组成随之上升，分离情况变坏。
板效率是反映塔板及操作好坏的重要指标，影响板效率的因素很多，当板型、体系决定以后，塔板上的气、液流量是板效率的主要影响因素，当塔的上升蒸气量不够，塔板上建立不了液层；
若上升气速太大，又会产生严重夹带甚至于液泛，这时塔的分离效果大大下降。
表示板效率的方法常用的有两种：
（1）总板效率e
式中：
e——总板效率；
n——理论板数；
ne——实际板数。
（2）单板效率emv（气相默弗里效率）
yn、yn+1——第n块和第（n+1）块气相组成；
yn*——与第n块板下降液体相平衡的气相组成。
总板效率的数值在设计中应用得很广泛，它常由实验测定。
单板效率是评价塔板好坏的重要数据，针对不同板型，在实验时保持相同的体系和操作条件，对比它们的单板效率就可以确定其优劣，因此在科研中常常运用。
三、实验装置
本实验装置由精馏塔、塔板、冷凝器、再沸器、温度计、转子流量计、u形压差计等组成。
主要设备规格如下：
（1）精馏塔：
筒体为硬质玻璃，内径102mm，高1m，内装有9块塔板，板间距为
100mm。
筒体外表镀有导电薄膜，通电后既可以保温又保持透明度，以便观察气、液流动现象。
（2）塔顶温度计和塔釜温度计（可选电阻或玻璃管温度计）。
（3）u形压差计，长600mm。
（4）转子流量计规格：
LZb-6（测液体流量）用以测定塔顶产量和回流量。
（5）电加热棒共分五组：
每组功率分别为4,4,3,2,1kw。
加热时可以开启一组或多组，以调节上升蒸汽量。
四、操作步骤及注意事项
（1）熟悉实验装置及流程，弄清各部件的作用及加热电路。
（2）打开塔顶冷却水阀门。
接通电源开关。
接通电热棒开关，接通组数愈多，功率
愈大。
（3）调节加热功率至需要值，待回流温度及回流流量稳定后，自塔顶取样口取出少
量样品。
取样时注意先放出管道内的滞流量，以确保取样组成正确。
（4）同时从塔釜中取少量样品（方法同上）。
（5）用气相色谱仪分析样品的组成。
（6）从小到大改变加热功率，重复取样，测出4-5组不同气速下的板效率。
（7）实验结束，关闭电加热开关。
待塔釜温度降至80℃以下，停塔顶冷却水。
五、实验数据
六、数据处理
1．空塔气速
分析：
公式空塔气速的计算公式u?
塔内上升蒸汽的体积流量Vs.
由于实验中采取全回流的方式，回流液质量流量与蒸气质量流量相同。
4Vs
?
D
2
，其中D表示塔内径，D=102mm，下面求
实验中转子流量计已将实际溶液的流量转换为20℃时水的体积流量，由公式
Vs2
Vs1
1）
将读数转换为实际回流液的流量。
其中：
f取转子密度，近似为铁质，取密度7900kg/m3，?
1取20oc水的密度998kg/m3，?
2
取回流温度下混合液体的密度。
查数据表：
乙醇水溶液的密度kg/m3
以加热功率为2kw时的一组数据为例进行计算。
由上表数据可得，温度为26.4℃，乙醇质量分数为81.57%时，回流溶液密度为
2?
833.99kg/m3.
将Vs1=5.8L/h，?
f=7900kg/m3，?
1=998kg/m3，代入公式
可以得到实际回流液的体积流量Vs2=6.42L/h。
由于实验中采取全回流的方式，回流液质量流量与蒸气质量流量相同，等于0.00149kg/s。
将回流液流量转换为同条件下的蒸气流量，温度以塔顶、塔釜平均温度计，气压以一个大气压计，利用公式
mm
（乙醇＋水）RTm乙醇m水VnRT
u?
?
＝
ApApA
其中A?
d2
8.17?
10?
3m2
计算得空塔气速u=0.1488m/s。
按照以上方法，可以计算得出其他组数据的空塔气速。
2.总板效率
首先按照以下公式将实验测得塔顶、塔釜组成转换为摩尔分数：
x1?
ω1
m11?
2m1m2
利用书后附录常压下乙醇-水的气液平衡数据，得到气液平衡曲线。
由于采用全回流操
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