填料精馏塔等板高度的测定

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1、填料精馏塔等板高度的测定实验报告院（系）生物与化学工程系年级2011级专业化学工程与工艺姓名吕志超学号1140902030课程名称专业实验实验日期2013年3月13日实验地点3L216指导老师胡建明一、实验目的与要求1、熟悉全回流及部分回流精馏操作，比较不同气液相流量及回流比对填料塔分离性能的影响。2、测定全回流及部分回流操作下的理论平衡级数，并计算填料等板高度。3、了解传质单元高度的影响因素。二、实验原理在全回流下测定填料精馏塔的理论板数，只能评价不同结构的精馏塔及填料性能，不能反映实际操作条

2、件下的分离性能。全回流下，要达到一定分离要求，所需理论板数虽为最少（对一定柱高而言，达到的分离能力为最大），但无产品馏出，无实用价值。随着塔顶回流比的减小，塔顶产物量增加，但达到一定分离效果，所需理论板数增加，即塔的分离能力下降。回流比减少到某一最小值时，需要的理论板数为无穷大，实际上不能达到特定的分离要求。本实验采用全回流及部分回流操作，通过测定塔底与塔顶的浓度，计算或绘图得出所需的理论塔板数，并由此计算填料的等板高度。若从塔顶冷凝液中取出一定量的产品D（称为馏出液），回流量为L，且令（1）R

3、为回流比。部分回流比下，精馏塔理论板数NT的计算，可用计算机用CAD作图求得。塔的填料高度Z与理论板数NT之比为填料的等板高度，即：在工业生产上，最佳回流比的确定，要综合考虑设备费与操作费消耗，取其经济效果最佳时的回流比。三、实验装置流程与试剂1、试剂50%的乙醇水溶液2、实验装置（如下图所示）1-塔顶全凝器2-塔头3-测温铜电阻4-玻璃内套管5-玻璃外套管6-上段测温铜电阻7-精馏塔8-下段测温铜电阻9-取样口10-塔釜11-电加热包12-分相器13-三通旋塞14-出液口15-上段电加热16-

4、下段电加热17-测温铜电阻18-玻璃套管四、实验方法步骤1、本实验采用50%左右的乙醇水溶液作为试验液，将配制好的500ml试验液加入蒸馏烧瓶内，并加入一定量沸石，以防爆沸。2、启动加热电源，将釜内试液加热至沸。（开始加热用电压大致控制在满量程的70%）。3、料液沸腾后，打开冷却水，开始全回流，适当补充塔釜料液至满刻度。4、全回流30分钟以上，待操作状态完全稳定后，开始取塔顶、塔底样，用折光率仪进行分析。5、调节回流比，在部分回流下操作，稳定一段时间后（20分钟），测定馏出液及塔底组成。6、改变

5、回流比，在选定的回流比下，稳定操作20分钟后，再次取样分析。实验注意事项：（1）为了保持回流温度恒定，一定要随时注意保持冷却水量不变。（2）为了维持蒸发量恒定，一定要严密控制电热套的电压，适当而缓慢增加。（3）注意调节好恒定回流比。回流比的调节采用两个流量计的阀门调节。五、实验数据记录与处理1、将实验设备及试验液的基本参数参考下列表格进行记录（1）试液及设备基本参数柱内径D（mm）填料层高度Z（mm）试验液用量V（ml）全回流压差ΔPO（mmH2O)251150400502、将操作条件与全回流和

6、部分回流时测得的各项实验数据，参考下表进行记录。实验序号回流量ml/min塔顶采出量ml/min塔顶温度℃塔釜温度℃压强降mmH2O塔顶釜液折光率组成折光率组成1全回流077.587.4501.364375.891.353537.62219.01.6078.590.61501.365183.751.346022.51312.42.2683.197.41401.365587.091.33899.833、根据实验数据，计算不同回流下理论板数和实际回流液量，蒸汽空塔速度，理论塔板数及等板高度。①.由乙

7、醇与折光率曲线图，求得不同回流情况下塔顶和塔釜液的组成，并填入上表。乙醇折光率——组成曲线②.将不同回流比时的质量组成分数转化为摩尔分数并填入下表：123塔顶（摩尔分数）55.1966.8572.53塔釜（摩尔分数）19.0910.214.09③.图解法求理论版层数：I.全回流时：由图知：NT=1.28则：HOG=0.898mII.回流比R1=11.8（19.0ml/min）时：由图知：NT=2.65则：HOG=0.434mIII.回流比R1=5.49（12.4ml/min）时：由图知：NT=4

8、.35则：HOG=0.264m3、将不同回流比条件下的等板高度标绘成曲线，并讨论之。通过excel作出不同回流比条件下的等板高度标曲线如下图示：