乙醇水精馏塔实验.docx

1、乙醇水精馏塔实验乙醇-水精馏塔实验一、实验目的：1.了解板式精馏塔的结构和操作。2.学习精馏塔性能参数的测量方法，并掌握其影响因素。二、实验内容:1.测定精馏塔在全回流条件下,稳定操作后的全塔理论塔板数和总板效率。2.测定精馏塔在局部回流条件下,稳定操作后的全塔理论塔板数和总板效率。三、实验原理： 对于二元物系，如其汽液平衡数据，如此根据精馏塔的原料液组成，进料热状况，操作回流比与塔顶馏出液组成，塔底釜液组成可以求出该塔的理论板数NT.按照式1可以得到总板效率ET,其中NP为实际塔板数。ET 1局部回流时，进料热状况参数的计算式为 2式中： tF 进料温度， 。 tBP 进料的泡点温度， 。C

2、pm 进料液体在平均温度tF+ tP/2下的比热，kJ/kmol rm 进料液体在其组成和泡点温度下的汽化潜热，kJ/kmol kJ/kmol 3 kJ/kmol 4式中： CP1， CP2 分别为纯组份1和组份2在平均温度下的比热，kJ/kg。 r1,r2分别为纯组份1和组份2在泡点温度下的汽化潜热，kJ/kg。M1，M2分别为纯组份1和组份2的摩尔质量，kJ/kmol。x1,x2分别为纯组份1和组份2在进料中的摩尔分率。四、实验装置根本情况:1实验设备流程图如图1所示：图1 精馏实验装置流程图1-储料罐；2-进料泵；3-放料阀；4-加热器；5-直接进料阀； 6-间接进料阀；7-进料流量计；

3、8-高位槽；9-玻璃观察段； 10-精馏塔；11-塔釜取样阀；12-釜液放空阀；13-塔顶冷凝器； 14-回流比流量计；15-塔顶取样阀；16-塔顶液回收罐； 17-放空阀；18-冷却水流量计；19-塔釜储料罐；20-塔釜冷凝器； 21-第8块板进料阀；22-第9块板进料阀；23-第10块板进料阀； 24-液位计；25-料液循环阀；26-釜残液出料阀;27-进料入口阀；28-指针压力表2.实验设备主要技术参数：精馏塔实验装置结构参数见表1： 表1 精馏塔结构参数名称直径mm高 度mm板间距mm板 数(块)板型、孔径mm材 质塔体7610010011不锈钢塔釜2202400不锈钢塔顶冷凝器896

4、00不锈钢塔釜冷凝器57300不锈钢表2 乙醇水 t-x-y 关系 (以乙醇摩尔分率表示，x-液相，y-气相 )摩尔分数x摩尔分数yt/0.000 0.000 1000.050 0.310 0.100 0.430 0.200 0.520 0.300 0.575 0.400 0.614 0.500 0.657 0.600 0.698 0.700 0.755 0.800 0.820 0.894 0.894 0.950 0.942 1.000 1.000 .3实验仪器与试剂：1实验物系：乙醇水本试验也可用乙醇-正丙醇物系；2实验物系纯度要求: 化学纯或分析纯； 3实验物系平衡关系见表2；4 实验物系

5、浓度要求: 15-25(乙醇质量百分数)，浓度分析使用酒精计，酒精计为体积分数， 通过查酒精体积分数、质量分数、密度对照表可得酒精的质量分数W，通过质量分率求出摩尔分率(X)，公式如下: 乙醇分子量46; 水分子量B183实验设备面板图如图2所示：图2 精馏设备仪外表板图五、实验方法与步骤： 1.实验前检查准备工作： 配制一定浓度(质量浓度 20左右)的乙醇水混合液(总容量25升左右),倒入储料罐中。打开进料入口阀27，其余阀门关闭，启动进料泵2，打开料液循环阀25，使料液混合均匀，混合均匀后将料液循环阀25打至半开，将直接进料阀全开，放空阀12全开，进展进料，一般在塔釜总高2/3处。然后关闭

6、进料阀门和进料泵。2. 实验操作：(1)全回流操作： 打开塔顶冷凝器进水阀门,保证冷却水足量160L/h即可。 记录室温。接通总电源开关220V。 调节加热电压约为150伏, 待塔板上建立液层后再适当加大电压至170V，使塔内维持正常操作。 当各块塔板上鼓泡均匀后,保持加热釜电压不变, 在全回流情况下稳定20分钟左右。期间要随时观察塔内传质情况直至操作稳定。然后分别在塔顶、塔釜取样口用100ml量筒同时取样，通过酒精计分析样品浓度。(2)局部回流操作：打开间接进料阀门和进料泵，调节转子流量计, 以3.0-4.0Lh)的流量向塔内加料，打开进料加热开关，调节到适宜的进料温度，用回流比流量计调节回

7、流比为 R3 ，馏出液收集在塔顶液回收罐中。塔釜产品经冷却后由溢流管流出,收集在容器内。待操作稳定后,观察塔板上传质状况,记下加热电压、塔顶温度，塔釜压力等有关数据,整个操作中维持进料流量计读数不变,分别在塔顶、塔釜和进料三处取样,用酒精计其浓度并记录下进塔原料液的温度。 (3)实验完毕取好实验数据并检查无误后可停止实验，此时关闭进料阀门和加热开关，关闭回流比流量计阀门。 停止加热后10分钟再关闭冷却水,一切复原。根据物系的 t-x-y 关系,确定局部回流条件下进料的泡点温度，并进展数据处理。六、实验须知事项：1.由于实验所用物系属易燃物品，所以实验中要特别注意安全,操作过程中防止洒落以免发生

8、危险。2.本实验设备加热功率由仪表自动调节，注意控制加热升温要缓慢，以免发生爆沸(过冷沸腾)使釜液从塔顶冲出。假如出现此现象应立即断电，重新操作。升温和正常操作过程中釜的电功率不能过大。3.开车时要先接通冷却水再向塔釜供热，停车时操作反之。4.检测浓度使用酒精计，使用方法见说明书 。5.为便于对全回流和局部回流的实验结果(塔顶产品质量)进展比拟, 应尽量使两组实验的加热电压与所用料液浓度一样或相近。连续开出实验时, 应将前一次实验时留存在塔釜、塔顶、塔底产品承受器内的料液倒回原料液储罐中循环使用。七、实验数据记录表4 精馏实验原始数据实际塔板数：11 实验物系：乙醇-水全回流：R = ，塔釜压力 = kPa局部回流：R =3 进料量：4 l/h进料温度：60塔顶组成塔釜组成塔顶组成塔釜组成进料组成体积分数附录 酒精体积分数、质量分数、密度对照表体积分数质量分数体积分数质量分数体积分数质量分数0067341683526936370374713857239673407744187542976431077441178451279461380471481501582511683521784531885541986552087562188572289582390592491602592612693622794632895642996653097663198329933100100