化工讲义C4筛板塔精馏实验.doc

【化工课件】(一)实验目的1(了解板式精馏塔的结构和操作。2(学****精馏塔总板效率的测量方法。(二)实验原理1(精馏过程的原理将双组分溶液加热,使其部分气化,则气相中的易挥发组分的浓度高于原物系的浓度(即在气相中提浓)。对于沸点相近的双组分溶液,可以将液相再次部分气化,气相部分液化。在板式塔内进行多级的上述过程,易挥发组分在气相中不断提浓,并在塔顶馏出;难挥发组分在液相中不断提浓,并在塔底采出,从而使两组分得到纯化。精馏的必要条件是建立气液两相的逆流接触(上升蒸气和回流液)。2(板式塔的塔板效率单板效率(1)y,ynn,1E,,y,ynn,1yy式中:,——分别为第n块板和第(n+1)块板上升的平均气相组成(摩尔分数);nn,1,——与第n块流下的液相成平衡的平均气相组成(摩尔分数)。yn塔板效率表征塔板上气液接触传质和提浓的充分程度,即接***衡的程度。在分离体系组分一定,塔板结构做定的条件下,它将取决于气液两相流动状况,实验中要注意控制加热速度。(2)总板效率实际操作时,各板效率是不相同的,总板效率实际上代表全塔中各单板效率的平均值,NN为简便,常以达到同样分离效果所需的理论板数与实际塔板数的比值定义总板效率TP或称全塔效率NTE,TNP3(理论板数的图解求法x对于二元物系(乙醇—正丙醇),由已知气—液平衡数据,作—相图,根据精馏塔y的原料液组成、进料热状况、操作回流比及塔顶馏出液组成和塔底釜液组成,画出操作线。N(参见有关教科书),在两者间画阶梯,求得该塔的理论板数。T(1)在全回流条件下(R??)xx在此条件下,—图上的对角线即为操作线。根据实验测出的塔顶、塔釜的浓度yDxN和,在两者间做阶梯,求理论板数。WT(2)在部分回流条件下进料热状况参数的计算q1进料为冷液时,的计算式如下:qC(t,t),rPMBPFmq,rmx式中:t——冷液进料的温度,?;t——进料的泡点温度,?,由进料组成,查物FFBP-1x系的t——图确定;C——进料液体在平均温度(t+t),2下的热容,kJ•kmolyPMFBP-1-1r•?;——进料液体在和泡点温度下的汽化潜热,kJ•kmol:m-1-1C,CMx,CMx,kJ•kmol??PMP!11P222-1r,rMx,rMx,kJ•kmolm111222-1C式中:C、——分别为组分1和组分2在平均温度(t+t),2下的比热,kJ•kg??p2P1FBP-1,请查附录液体比热共线图;r、r——分别为组分1和组分2在进料的泡点温度下的气21-1化潜热,kJ•kg,请查附录液体气化热共线图;M、M——分别为组分1和组分2的12-1摩尔质量,kg•kmol;x、x——分别为组分1和组分2在进料中的摩尔分数。12(三)实验装置实验装置如图所示:-1小型透明膜精馏塔实验装置示意图1塔底溢流管2塔底冷却器3塔釜取样管4塔釜5塔体6塔顶产品接受器7回流比控制调节器8控制回流比的线圈9控制回流比的铁芯10塔顶冷凝器11塔顶温度2计12热电保温接线柱13高位瓶14进料转子流量计15塔釜加热接柱16塔底排液旋塞(四)(1)调整与阿贝折光仪配套的超级恒温水浴的温度,使阿贝折光仪样品室的温度30?。(2)检查玻璃设备表面均应干净无尘,流程上各个旋塞阀门均应处于关闭状态,电压表、电流表指示均应为零。(3)配制一定浓度(质量分数20,左右)的乙醇—正丙醇混合液(总量4000ml左右),倒入高位瓶内。(4)打开进料转子流量计的阀门,向精馏釜内加料至液面在塔底冷却器出口与塑料管相接处,而后关闭流量计阀门。(1)向塔顶冷凝器通入冷却水。(2)记下室温值,接上电源闸,按下装置上总电压开关。(3)缓慢加热~升温电压至30伏,待塔板上建立液层时,可适当加大电压至60V,而后转入正常操作(加热电压为80—110V,—),当塔板上有液层出现时,接通塔体保温电源,保温电压以壁面刚好不出现凝液为宜。(保温电压小于100V,—)。(4)等各块塔板上鼓泡均匀后,保持加热釜电压不变,在全回流情况下稳定20分钟左右。期间仔细观察全塔传质情况,在塔顶、塔釜用注射器同时取样,用阿贝折射仪测量样品浓度(温度—折光指数—质量分数关系及回归式见附录),分别取样两次,到分析结果合理为止。(1)在全回流操作的基础上,向塔底冷却器通入冷却水。-1(2)•h,打开回流比控制器调至回流比4,同时接收塔顶、塔底馏出液。(3)待塔内操作正常且塔顶温度稳定不变10分钟,表明实验塔内操作正常且达到稳定后,记录实验数据,并分别测出塔顶、塔底和进料样品的浓度,并记录进料冷液温度(室温)。4(结束实验(1