化工原理实验精馏实验报告.docx

北京化工大学

学生实验报告

学院：化学工程学院

姓名:王敬尧

学号:2０1００160６８

专业:化学工程与工艺

班级：化工１０１2班

同组人员：雍维、雷雄飞

课程名称:化工原理实验

实验名称:精馏实验

实验日期201３、5、1５

北京化工大学

实验五精馏实验

摘要：本实验通过测定稳定工作状态下塔顶、塔釜及任意两块塔板得液相折光度，得到该处液相浓度,根据数据绘出x－y图并用图解法求出理论塔板数,从而得到全回流时得全塔效率及单板效率。通过实验,了解精馏塔工作原理。

关键词:精馏,图解法，理论板数，全塔效率,单板效率。

一、目得及任务

①熟悉精馏得工艺流程，掌握精馏实验得操作方法。

②了解板式塔得结构,观察塔板上汽-液接触状况。

③测定全回流时得全塔效率及单塔效率。

④测定部分回流时得全塔效率。

⑤测定全塔得浓度(或温度)分布。

⑥测定塔釜再沸器得沸腾给热系数。

二、基本原理

在板式精馏塔中,由塔釜产生得蒸汽沿塔逐板上升与来自塔顶逐板下降得回流液，在塔板上实现多次接触,进行传热与传质,使混合液达到一定程度得分离。

回流就就是精馏操作得以实现得基础。塔顶得回流量与采出量之比,称为回流比。回流比就就是精馏操作得重要参数之一，其大小影响着精馏操作得分离效果和能耗。

回流比存在两种极限情况:最小回流比和全回流。若塔在最小回流比下操作,要完成分离任务，则需要无穷多塔板得精馏塔。当然,这不符合工业实际，所以最小回流比只就就是一个操作限度。若操作处于全回流时,既无任何产品采出，也无原料加入,塔顶得冷凝液全部返回塔中，这在生产中午实际意义。但就就是由于此时所需理论板数最少,又易于达到稳定，故常在工业装置得开停车、排除故障及科学研究时采用。

实际回流比常取最小回流比得1、2~２、０倍。在精馏操作中,若回流系统出现故障,操作情况会急剧恶化，分离效果也将变坏。

板效率就就是体现塔板性能及操作状况得主要参数,有以下两种定义方法。

总板效率E

E＝N/Ne

式中E——总板效率;N——理论板数（不包括塔釜)；

Ne——实际板数。

（2）单板效率Eｍl

Eｍｌ=(ｘｎ-１-xn)/(xn-1-xn＊)

式中Emｌ——以液相浓度表示得单板效率;

xn,xn-１——第ｎ块板和第n-1块板得液相浓度;

xn*——与第ｎ块板气相浓度相平衡得液相浓度。

总板效率与单板效率得数值通常由实验测定。单板效率就就是评价塔板性能优劣得重要数据。物系性质、板型及操作负荷就就是影响单板效率得重要因数。当物系与板型确定后,可通过改变气液负荷达到最高板效率;对于不同得板型,可以保持相同得物系及操作条件下，测定其单板效率，以评价其性能得优劣。总板效率反映全塔各塔板得平均分离效果,常用于板式塔设计中。

若改变塔釜再沸器中加热器得电压,塔内上升蒸汽量将会改变,同时,塔釜再沸器电加热器表面得温度将发生变化,其沸腾给热系数也将发生变化，从而可以得到沸腾给热系数与加热量得关系。由牛顿冷却定律,可知

Ｑ=αA△tm

式中Q——加热量,kw;

α——沸腾给热系数,kw/（ｍ2＊K);

A——传热面积，m2;

△tm——加热器表面与主体温度之差,℃。

若加热器得壁面温度为ts,塔釜内液体得主体温度为tw,则上式可改写为

Ｑ=aA(ts-tw)

由于塔釜再沸器为直接电加热，则加热量Q为

Q＝U2／R

式中U——电加热得加热电压,V;R——电加热器得电阻,Ω。

三、装置和流程

本实验得流程如图1所示,主要有精馏塔、回流分配装置及测控系统组成。

１、精馏塔

精馏塔为筛板塔，全塔共八块塔板,塔身得结构尺寸为:塔径∮(57×３、5)mm,塔板间距８0mm;溢流管截面积78、５mｍ2,溢流堰高12mｍ,底隙高度6mｍ;每块塔板开有４3个直径为1、5ｍm得小孔,正三角形排列,孔间距为6mm。为了便于观察踏板上得汽-液接触情况,塔身设有一节玻璃视盅,在第１－６块塔板上均有液相取样口。

蒸馏釜尺寸为∮１08ｍm×４