化工原理实验报告_塔板效率

一、实验目的

1 了解精馏塔的构造 熟悉精馏工艺流程 2 掌握精镏塔操作方法

3 测定部分回流状况下的全塔效率 二、实验原理

1 全回流状况下单板效率

对第n板而言，按气相组成变化表示的单板效率为

EMVynyn1ynyn1* （a）

式中 yn1—— 由第n+1块板上升至第n块板的气相组成

yn—— 由第n块板上升至第n-1块板的气相组成

*yn——与离开第n块板的液相xn成平衡的气相组成

全回流时R=∞ ，操作线与对角线重合。因此有：yn1xn

ynxn1

（a）式可写成 EMVxn1xnynxn* （b）

这时，欲测定第n块塔板的单板效率，只要测取该板（n板）及其上一板（n-1板）的液相组成xn和xn1值。由xn值根据平衡曲线找出yn，再代入（b）式即可求出该板的单板效率。

2 全塔效率ET

全塔板效率又称总板效率。可表示为 ET式中：ET——全塔效率

*NT NNT——理论板数（不包括蒸馏釜）

N——实际板数（不包括蒸馏釜）

1

对于二元物系已知气液平衡数据，可根据馏出液组成xD，料液组成xF，残液组成xW，回流比R，进料温度tF可求得理论板数NT。

三、实验装置流程 1. 流程图

1-塔釜2-塔釜温度传感器3-塔体4-进料加热器5-进料温度传感器6-塔板7-回流液温度传感器8-塔顶温度传感器9-冷凝器10-馏出液分配器11-料液贮槽12-料液泵13-倒罐泵14-产品贮槽15-釜液泵图1, 精馏实验装置流程图

2. 主要技术数据

塔内径：80mm

实际塔板数；15块（不包括蒸馏釜 ） 板间距：100mm 加料板位置： 孔径：2mm 开孔率：6%

再沸器加热功率： 3Kw

塔顶冷凝器面积（双程列管式）㎡

其中5#，6#，7#，8#塔为自动数据采集和控制 3#，4#采用蒸汽加热 四 实验步骤

1. 检查整套装置管路系统及控制系统是否正常

2. 向蒸馏釜中加入料液，维持液面在2/3处。 料液组成在15%（体积分率）左右

3.

启动电源（或蒸汽）加热，打开冷却水（适当）。全回流至塔顶塔底温度

2

基本不变。全塔稳定后取样（测单板效率）

4. 打开进料泵进料量逐步升至5～10L/R调节回流比至设定值（R=2左右），调节塔底热负荷。保持塔操作正常，开塔底出料。 保持蒸馏釜液位恒定，全塔稳定操作一定时间后取样（全塔效率）

5. 停车，关进料泵及阀门 ，全回流，关电源。关闭有关阀门，切断总电源。 注意事项

1. 注意蒸馏釜液位处在正常位置 2. 调节加热电压不宜忽大忽小 五 实验报告

1. 根据所测样品数据计算全回流下单板效率 2. 图解法计算理论板数及全塔效率

数据处理：

表1. 实验测定结果

塔顶浓度XD

查进料状态下泡点温度：tF=87℃ 查数据：

进料浓度XF

进料温度℃

XW

塔底浓度

比

2 回流

rH2O2258KJ/KgrC2H5OH846KJ/Kg

MH2O18MC2H5OH46

平均温度t43.68765.3℃下， 2 CPH2O4.19KJ/Kg℃ CPcH5OH3.2kJ/kg℃ 计算平均汽化潜热和比热：

rm2258*(10.108)*18846*2%*4637032.77KJ/Kg

CP4.178*(10.108)*183.2*0.108*4682.97KJ/Kg

所以：qrmCPtrm37032.7782.97*(8743.6)1.09 为冷液体进料。

37032.77q1.0912 q11.091q线方程中斜率为 XD=

3

XF= 进料线：q/(q-1)=12 XW=

精馏线截矩：XD/(R+1)=

作出精馏段和提馏段。而后从XD开始做梯级 NT=4 （不包括再沸器） 实际板数 N=15（不包括再沸器）

所以， 全塔效率 η=NT/N*100%= 4 /15*100%= %

1.00.81

2

3

0.

Y 0.40.20.00.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0X 图2. 图解法区确定理论板数示意图

六 思考题

1.

怎样判定全塔操作已达稳定

塔顶、塔底温度不再变化时，可以确定全塔基本稳定。

2.

精馏塔一般的操作中，若塔顶产品不达要求，应怎样调整操作

增加塔釜加热量，增大回流比，或加入浓度较高的料液来达到预期的浓度。

3.

本装置可否在部分回流时，测取单板效率

可以，但单板效率较低。

4

5