乙醇-水精馏塔实验.doc

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1、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.测定精馏塔在部分回流条件下,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，如已知其汽液平衡数据，则根据精馏塔的原料液组成，进料热状况，操作回流比及塔顶馏出液组成，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）部分回流时，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

2、度，℃。Cpm—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/kmolkJ/（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、实验装置基本情况:131．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

3、料阀；4-加热器；5-直接进料阀；6-间接进料阀；7-进料流量计；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13名称直径（mm）高度（mm）板间距（mm）板数(块)

4、板型、孔径（mm）材质塔体Φ76×3.510010011筛板2.0不锈钢塔釜Φ220×2400不锈钢塔顶冷凝器Φ89×3.5600不锈钢塔釜冷凝器Φ57×3.5300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/℃0.0000.0001000.0500.31090.60.1000.43086.40.2000.52083.20.3000.57581.70.4000.61480.70.5000.65779.90.6000.69879.10.7000.75578.70.8000.82078.40.8940.89478.15

5、0.9500.94278.31.0001.00078.3乙醇沸点:78.3℃;水沸点:100.0℃.3．实验仪器及试剂：（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(XＡ)，公式如下:乙醇分子量ＭＡ＝46;水分子量ＭB＝18133．实验设备面板图（如图2所示）：图2精馏设备仪表面板图五、实验方法及步骤：1

6、.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，进行进料，一般在塔釜总高2/3处。然后关闭进料阀门和进料泵。2.实验操作：　13(1)全回流操作：①打开塔顶冷凝器进水阀门,保证冷却水足量（160L/h即可）。②记录室温。接通总电源开关（220V）。③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。④当各块塔板上鼓泡均

7、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)部分回流操作：①打开间接进料阀门和进料泵，调节转子流量计,以3.0-4.0（L／h)的流量向塔内加料，打开进料加热开关，调节到合适的进料温度，用回流比流量计调节回流比为R＝3，馏出液收集在塔顶液回收罐中。②塔釜产品经冷却后由溢流管流出,收集在容器内。③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、