精馏实验报告

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篇一：精馏实验报告

　　采用乙醇—水溶液的精馏实验研究

　　学校：漳州师范学院

　　系别：化学与环境科学系

　　班级：

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　　学号：

　　采用乙醇—水溶液的精馏实验研究

　　摘要：本文介绍了精馏实验的基本原理以及填料精馏塔的基本结构，研究了精馏塔在全回流条件下，塔顶温度等参数随时间的变化情况，测定了全回流和部分回流条件下的理论板数，分析了不同回流比对操作条件和分离能力的影响。

　　关键词：精馏；全回流；部分回流；等板高度；理论塔板数

　　1.引言

　　欲将复杂混合物提纯为单一组分，采用精馏技术是最常用的方法。尽管现在已发展了柱色谱法、吸附分离法、膜分离法、萃取法和结晶法等分离技术，但只有在分离一些特殊物资或通过精馏法不易达到的目的时才采用。从技术和经济上考虑，精馏法也是最有价值的方法。在实验室进行化工开发过程时，精馏技术的主要作用有：(1)进行精馏理论和设备方面的研究。(2)确定物质分离的工艺流程和工艺条件。(3)制备高纯物质，提供产品或中间产品的纯样，供分析评价使用。

　　(4)分析工业塔的故障。(5)在食品工业、香料工业的生产中，通过精馏方法可以保留或除去某些微量杂质。

　　2.精馏实验部分

　　2.1实验目的

　　(1)了解填料精馏塔的基本结构，熟悉精馏的工艺流程。

　　(2)掌握精馏过程的基本操作及调节方法。

　　(3)掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法。

　　(4)掌握精馏塔性能参数的测定方法，并掌握其影响因素。

　　(5)掌握用图解法求取理论板数的方法。

　　(6)通过如何寻找连续精馏分离适宜的操作条件，培养分析解决化工生产中实际问题的能力、组织能力、实验能力和创新能力。

　　2.2实验原理

　　精馏塔一般分为两大类：填料塔和板式塔。实验室精密分馏多采用填料塔。填料塔属连续接触式传质设备，塔内气液相浓度呈连续变化。常以等板高度(HETP)来表示精馏设备的分离能力，等板高度越小，填料层的传质分离效果就越好。

　　(1)等板高度(HETP)

　　HETP是指与一层理论塔板的传质作用相当的填料层高度。它的大小，不仅取决于填料的类型、材质与尺寸，而且受系统物性、操作条件及塔设备尺寸的影

　　响。对于双组分体系，根据其物料关系xn，通过实验测得塔顶组成xD、塔釜组成xW、进料组成xF及进料热状况q、回流比R和填料层高度Z等有关参数，用图解法求得其理论板NT后，即可用下式确定：HETP=Z/NT

　　(2)图解法求理论塔板数NT

　　精馏段的操作线方程为：yn+1= Rxn+xD R?1R?1

　　上式中, yn+1---精馏段第n+1块塔板伤身的蒸汽组成,摩尔分数；

　　xn---精馏段第n块塔板下流的液体组成,摩尔分数；

　　xD---塔顶馏出液的液体组成,摩尔分数；

　　R---泡点回流下的回流比；

　　L'提馏段的操作线方程为：ym+1=xm-Wxw L'?WL'-W

　　上式中, ym+1---提镏段第m+1块塔板上升的蒸汽组成,摩尔分数；

　　xm---提镏段第m块塔板下流的液体组成,摩尔分数；

　　xW---塔釜的液体组成，摩尔分数；

　　L′--提镏段内下流的液体量,kmol/s；

　　W----釜液流量, kmol/s；

　　cpF(ts?tF)qxF加料线(q线)方程为：y=x-，其中q=1+ q?1q?1rF

　　上式中，q---进料热状况参数；

　　rF---进料液组成下的汽化潜热,kJ/kmol；

　　ts---进料液的泡点温度, ℃；

　　tF---进料温度,℃；

　　---进料液组成,摩尔分数；

　　L回流比R为：R= DFcxpF---进料液在平均温度(tS-tF)/2的比热容,kJ/(kmol.℃)；

　　上式中, L---回流流量,kmol/s;

　　D---馏出流量,kmol/s

　　① 全回流操作

　　在精馏全回流操作时，操作线在y-x图上为对角线，如下图1所示，根据塔顶、塔釜的组成在操作线和平衡线间作梯级，即可得到理论塔板数。

　　全回流时理论板数的确定 图2.部分回流时理论板数的确定

　　② 部分回流操作

　　部分回流操作时，如上图2，图解法的主要步骤为：

　　A.根据物系和操作压力在y-x图上作出相平衡曲线，并画出对角线作为辅助线；

　　B.在x轴上定出x=xD、xF、xW三点，依次通过这三点作垂线分别交对角线于点a、f、b；

　　C.在y轴上定出yC= xD /(R+1)的点c，连接a、c作出精馏段操作线； D.由进料热状况求出q线的斜率q/(q-1)，过点f作出q线交精馏段操作线于点d；

　　E.连接点d、b作出提馏段操作线；

　　F.从点a开始在平衡线和精馏段操作线之间画阶梯，当梯级跨过点d时，就改在平衡线和提馏段操作线之间画阶梯，直至梯级跨过点b为止；

　　G.所画的总阶梯数就是全塔所需的理论踏板数(包含再沸器)，跨过点d的那块板就是加料板，其上的阶梯数为精馏段的理论塔板数。

　　2.3实验装置流程示意图

　　1-塔釜排液口；2-电加热管；3-塔釜；4-塔釜液位计；5-θ填料；6-窥视节；7-冷却水流量计；8-盘管冷凝器；9-塔顶平衡管；10-回流液流量计；11-塔顶出料流量计；12-产品取样口；13-进料管路；14-塔釜平衡管；15-旁管换热器；16-塔釜出料流量计；17-进料流量计；18-进料泵；19-产品、残液储槽；20-料槽液位计；21-料液取样口。

　　2.4实验操作步骤

　　2.4.1全回流槽操作

　　(1)配料：在料液桶中配制浓度20%(酒精的质量百分比)的料液。取料液少许分析浓度，达到要求后把料液装入原料罐中。

　　(2)打开仪器控制箱电源、仪表开关，仪表开始自检，完毕，按功能键调整显示界面到所需工作界面。

篇二：精馏实验报告完成版

　　化工基础实验精馏实验报告

　　摘要：欲将复杂混合物提纯为单一组分，采用精馏技术是最常用的方法，也是化工过程最重要的单元操作。本文研究了精馏塔在全回流条件下，塔顶温度等参数随时间的变化情况：精馏塔在全回流和部分回流下理论塔板数和全塔效率；并主要对乙醇—水混合液精馏过程中的不同实验操作条件进行研究，得出不同回流比对操作条件和分离能力的影响。并由图解法确定出理论塔板数和最适宜的分离操作条件。