《化工原理篩板塔精餾實(shí)驗(yàn)報(bào)告》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《化工原理篩板塔精餾實(shí)驗(yàn)報(bào)告（20頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、化工原理篩板塔精餾實(shí)驗(yàn)報(bào)告 篇一：化工原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告_精餾 化工原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：精餾實(shí)驗(yàn) 班級(jí)：生工xx 姓名：學(xué)號(hào)：xxx 同組人：xxx 日期：xxx 精餾實(shí)驗(yàn) 一、摘要及關(guān)鍵詞 摘要：精餾是實(shí)現(xiàn)液相混合物液液分離的重要方法，而精餾塔是化工生產(chǎn)中進(jìn)行分離過(guò)程的主要單元，板式精餾塔為其主要形式。本實(shí)驗(yàn)在常溫、常壓下用工程模擬的方法模擬精餾塔在全回流的狀態(tài)下的操作情況，從而計(jì)算總板效率和單板效率，并分析影響單板效率的主要因素，最終得以提高塔板效率。 關(guān)鍵詞：精餾，板式塔，理論板數(shù)，總板效率，單板效率 二、目的及任務(wù) 1、熟悉精餾的工藝流

2、程，掌握精餾實(shí)驗(yàn)的操作方法。 2、了解板式塔的結(jié)構(gòu)，觀(guān)察塔板上汽-液接觸狀況。 3、測(cè)定全回流時(shí)的全塔效率及單板效率。 三、基本理論及原理 在板式精餾塔中，由塔釜產(chǎn)生的蒸汽沿塔板逐板上升與來(lái)自塔頂逐板下降的回流液，在塔板上實(shí)現(xiàn)多次接觸，進(jìn)行傳熱與傳質(zhì)，使混合液達(dá)到一定程度的分離。 回流是精餾操作得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。塔頂?shù)幕亓饕号c采出量之比，稱(chēng)為回流比?；亓鞅仁蔷s操作的重要參數(shù)之一，其大小影響著精餾操作的分離效果和能耗。 回流比存在兩種極限情況：最小回流比和全回流。若塔在最小回流比下操作，要完成分離任務(wù)，則需要有無(wú)窮多塊塔板的精餾塔。當(dāng)然，這不符合工業(yè)實(shí)際，所以最小回流比只

3、是一個(gè)操作限度。若操作處于全回流時(shí)，既無(wú)任何產(chǎn)品采出，也無(wú)任何原料加入，塔頂?shù)睦淠喝糠祷厮校@在生產(chǎn)中無(wú)實(shí)驗(yàn)意義。但是，由于此時(shí)所需理論板數(shù)最少，又易于達(dá)到穩(wěn)定，故常在工業(yè)裝置中的開(kāi)停車(chē)、排除故障及科學(xué)研究時(shí)采用。 實(shí)際回流比常取最小回流比的1.2~2.0倍。在精餾塔操作中，若回流系統(tǒng)出現(xiàn)故障，操作情況會(huì)急劇惡化，分離效果也將變壞。 板效率是體現(xiàn)塔板性能及操作狀況的主要參數(shù)，有以下兩種定義方法。 (1)總板效率E E? N Ne 式中 E——總板效率； N——理論板數(shù)（不包括塔釜）； Ne——實(shí)際板數(shù)。 （2）單板效率Eml Eml,n?

4、 xn?1?xn * xn?1?xn 式中 Eml,n——以液相濃度表示的單板效率； Xn，Xn-1——第n塊板和第（n-1）塊板的液相濃度； Xn*——與第n塊板氣相濃度相平衡的液相濃度； 總板效率與單板效率的數(shù)值常由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。單板效率是評(píng)價(jià)塔板性能優(yōu)劣的重要數(shù)據(jù)。物系性質(zhì)、板型及操作負(fù)荷是影響單板效率的重要因數(shù)。當(dāng)物系與板型確定后，可通過(guò)改變汽液符合達(dá)到最高的板效率；對(duì)于不同的板型，可以在保持相同的物系及操作條件下，測(cè)定其單板效率，以評(píng)價(jià)其性能優(yōu)劣?？偘逍史从橙魉宓钠骄蛛x效果，常用于板式塔中。 四、實(shí)驗(yàn)流程及儀表 本實(shí)驗(yàn)的流程如下

5、圖所示，主要有精餾塔、回流分配裝置及測(cè)控系統(tǒng)組成。 1．精餾塔 精餾塔為篩板塔，全塔共八塊塔板，塔身的結(jié)構(gòu)尺寸為：塔徑∮（573.5）mm，塔板間距80mm；溢流管截面積78.5mm2,溢流堰高12mm，底隙高度6mm；每塊塔板開(kāi)有43個(gè)直徑為1.5mm的小孔，正三角形排列，孔間距為6mm。為了便于觀(guān)察踏板上的汽-液接觸情況，塔身設(shè)有一節(jié)玻璃視盅，在第1-6塊塔板上均有液相取樣口。 蒸餾釜尺寸為∮108mm4mm400mm.塔釜裝有液位計(jì)、電加熱器（1.5kw）、控溫電熱器（200w）、溫度計(jì)接口、測(cè)壓口和取樣口，分別用于觀(guān)測(cè)釜內(nèi)液面高度，加熱料液，控制電加熱裝置，測(cè)量塔釜溫度，測(cè)

6、量塔頂與塔釜的壓差和塔釜液取樣。由于本實(shí)驗(yàn)所取試樣為塔釜液相物料，故塔釜內(nèi)可視為一塊理論板。塔頂冷凝器為一蛇管式換熱器，換熱面積為0.06m2，管外走蒸汽，管內(nèi)走冷卻水。 圖1精餾裝置和流程示意圖 1—塔頂冷凝器；2—回流比分配器；3—塔身；4—轉(zhuǎn)子流量計(jì)；5—視盅；6—塔釜； 7—塔釜加熱器；8—控溫加熱器；9—支座；10—冷卻器；11—原料液罐；12—緩沖罐； 13—進(jìn)料泵；14—塔頂放氣閥 2．回流分配裝置 回流分配裝置由回流分配器與控制器組成?？刂破饔煽刂苾x表和電磁線(xiàn)圈構(gòu)成?；亓鞣峙淦饔刹Ａе瞥桑梢粋€(gè)入口管、兩個(gè)出口管及引流棒組成。兩個(gè)出口管分別用于

7、回流和采出。引流棒為一根∮4mm的玻璃棒，內(nèi)部裝有鐵芯，塔頂冷凝器中的冷凝液順著引流棒流下，在控制器的控制下實(shí)現(xiàn)塔頂冷凝器的回流或采出操作。即當(dāng)控制器電路接通后，電磁圈將引流棒吸起，操作處于采出狀態(tài)；當(dāng)控制器電路斷開(kāi)時(shí)，電磁線(xiàn)圈不工作，引流棒自然下垂，操作處于回流狀態(tài)。此回流分配器可通過(guò)控制器實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制，也可通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。 3．測(cè)控系統(tǒng) 在本實(shí)驗(yàn)中，利用人工智能儀表分別測(cè)定塔頂溫度、塔釜溫度、塔身伴熱溫度、塔釜加熱溫度、全塔壓降、加熱電壓、進(jìn)料溫度及回流比等參數(shù)，該系統(tǒng)的引入，不僅使實(shí)驗(yàn)跟更為簡(jiǎn)便、快捷，又可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)在線(xiàn)數(shù)據(jù)采集與控制。 4．物料濃度分析 本實(shí)驗(yàn)所用

8、的體系為乙醇-正丙醇，由于這兩種物質(zhì)的折射率存在差異，且其混合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與折射率有良好的線(xiàn)性關(guān)系，故可通過(guò)阿貝折光儀分析料液的折射率，從而得到濃度。這種測(cè)定方法的特點(diǎn)是方便快捷、操作簡(jiǎn)單，但精度稍低；若要實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)量，可利用氣相色譜進(jìn)行濃度分析。 混合料液的折射率與質(zhì)量分?jǐn)?shù)（以乙醇計(jì)）的關(guān)系如下。 40℃時(shí) m=58.2068-42.1941nD（1.3560 nD 1.3795） 式中 m——料液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)； nD——料液的折射率。 五、操作要點(diǎn) 全回流時(shí)精餾操作實(shí)驗(yàn)測(cè)定： 1、對(duì)照流程圖，熟悉精餾過(guò)程的流程，搞清儀表柜上按鈕與各儀表對(duì)應(yīng)的設(shè)備與

9、測(cè)控點(diǎn)。 2、啟動(dòng)進(jìn)料泵，向塔中供以乙醇—正丙醇料液，至塔釜高度的3/ 4左右。 3、啟動(dòng)塔釜加熱及塔身伴熱，塔頂冷凝器冷卻水控制閥處于開(kāi)啟狀態(tài)。 4、適當(dāng)調(diào)節(jié)加熱電壓，一段時(shí)間后，待塔操作參數(shù)穩(wěn)定后，在塔頂、塔釜及相鄰兩塊塔板上取樣，用阿貝折光儀進(jìn)行分析，測(cè)取兩組數(shù)據(jù)。 5、實(shí)驗(yàn)完畢，停止加料，關(guān)閉塔釜加熱及塔身伴熱，切斷電源，清理現(xiàn)場(chǎng)。 六、數(shù)據(jù)整理與計(jì)算示例 在全回流、加熱電壓為86V的條件下測(cè)得以下數(shù)據(jù)： 以塔頂數(shù)據(jù)為例，計(jì)算過(guò)程如下： 1）摩爾分率計(jì)算 塔頂平均折光率nD=（nD1 + nD2 + nD3 ）/3=(1.3619＋1.3618+1.36

10、18 )/3＝1.36183 塔頂料液質(zhì)量分?jǐn)?shù)m=58.2068-42.1941nD=58.2068-42.19411.36183=0.745468 乙醇摩爾質(zhì)量M＝46.07kg∕kmol丙醇摩爾質(zhì)量M＝60.1 kg∕kmol輕組分乙醇的摩爾分率xw ＝(m∕46.07) ∕[m∕46.07＋(1－m) ∕60.1 ] ＝(0.745468∕46.07) ∕[0.745468∕46.07＋(1－0.745468) ∕60.1 ] ＝0.792561 2）板效率計(jì)算 在直角坐標(biāo)系中繪制x—y圖，用圖解法求出理論板數(shù)： 篇二：化工原理實(shí)驗(yàn)精餾實(shí)驗(yàn) 北 京 化 工

11、 大 學(xué) 學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告 學(xué)院：化學(xué)工程學(xué)院 姓名：王敬堯 學(xué) 號(hào)：016068 專(zhuān)業(yè)：化學(xué)工程與工藝 班 級(jí)： 化工1012班 同組人員： 雍維、雷雄飛課程名稱(chēng)： 化工原理實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)： 精餾實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)日期.5.15 北 京 化 工 大 學(xué) 實(shí)驗(yàn)五 精餾實(shí)驗(yàn) 摘要：本實(shí)驗(yàn)通過(guò)測(cè)定穩(wěn)定工作狀態(tài)下塔頂、塔釜及任意兩塊塔板的液相折光度，得到該處液相濃度，根據(jù)數(shù)據(jù)繪出x-y圖并用圖解法求出理論塔板數(shù)，從而得到全回流時(shí)的全塔效率及單板效率。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解精餾塔工作原理。 關(guān)鍵詞：精餾，圖解法，理論板數(shù)，全塔效率，單板效率。 一

12、、目的及任務(wù) ①熟悉精餾的工藝流程，掌握精餾實(shí)驗(yàn)的操作方法。 ②了解板式塔的結(jié)構(gòu)，觀(guān)察塔板上汽-液接觸狀況。 ③測(cè)定全回流時(shí)的全塔效率及單塔效率。 ④測(cè)定部分回流時(shí)的全塔效率。 ⑤測(cè)定全塔的濃度（或溫度）分布。 ⑥測(cè)定塔釜再沸器的沸騰給熱系數(shù)。 二、基本原理 在板式精餾塔中，由塔釜產(chǎn)生的蒸汽沿塔逐板上升與來(lái)自塔頂逐板下降的回流液，在塔板上實(shí)現(xiàn)多次接觸，進(jìn)行傳熱與傳質(zhì)，使混合液達(dá)到一定程度的分離。 回流是精餾操作得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。塔頂?shù)幕亓髁颗c采出量之比，稱(chēng)為回流比。回流比是精餾操作的重要參數(shù)之一，其大小影響著精餾操作的分離效果和能耗。

13、 回流比存在兩種極限情況：最小回流比和全回流。若塔在最小回流比下操作，要完成分離任務(wù)，則需要無(wú)窮多塔板的精餾塔。當(dāng)然，這不符合工業(yè)實(shí)際，所以最小回流比只是一個(gè)操作限度。若操作處于全回流時(shí)，既無(wú)任何產(chǎn)品采出，也無(wú)原料加入，塔頂?shù)睦淠喝糠祷厮?，這在生產(chǎn)中午實(shí)際意義。但是由于此時(shí)所需理論板數(shù)最少，又易于達(dá)到穩(wěn)定，故常在工業(yè)裝置的開(kāi)停車(chē)、排除故障及科學(xué)研究時(shí)采用。 實(shí)際回流比常取最小回流比的1.2～2.0倍。在精餾操作中，若回流系統(tǒng)出現(xiàn)故障，操作情況會(huì)急劇惡化，分離效果也將變壞。 1 板效率是體現(xiàn)塔板性能及操作狀況的主要參數(shù)，有以下兩種定義方法。 （1） 總板效率E

14、 E=N/Ne 式中E——總板效率；N——理論板數(shù)（不包括塔釜）； Ne——實(shí)際板數(shù)。 (2)單板效率Eml Eml=(xn-1-xn)/(xn-1-xn*) 式中 Eml——以液相濃度表示的單板效率； xn ，xn-1——第n塊板和第n-1塊板的液相濃度； xn*——與第n塊板氣相濃度相平衡的液相濃度。 總板效率與單板效率的數(shù)值通常由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。單板效率是評(píng)價(jià)塔板性能優(yōu)劣的重要數(shù)據(jù)。物系性質(zhì)、板型及操作負(fù)荷是影響單板效率的重要因數(shù)。當(dāng)物系與板型確定后，可通過(guò)改變氣液負(fù)荷達(dá)到最高板效率；對(duì)于不同的板型，可以保持相同的物系及操作條件下，測(cè)定其單板效

15、率，以評(píng)價(jià)其性能的優(yōu)劣?？偘逍史从橙魉宓钠骄蛛x效果，常用于板式塔設(shè)計(jì)中。 若改變塔釜再沸器中加熱器的電壓，塔內(nèi)上升蒸汽量將會(huì)改變，同時(shí)，塔釜再沸器電加熱器表面的溫度將發(fā)生變化，其沸騰給熱系數(shù)也將發(fā)生變化，從而可以得到沸騰給熱系數(shù)與加熱量的關(guān)系。由牛頓冷卻定律，可知 Q=αA△tm 式中 Q——加熱量，kw; α——沸騰給熱系數(shù)，kw/(m2*K); A——傳熱面積，m2; △tm——加熱器表面與主體溫度之差，℃。 若加熱器的壁面溫度為ts ,塔釜內(nèi)液體的主體溫度為tw ,則上式可改寫(xiě)為 Q=aA(ts-tw) 由于塔釜再沸器為直接

16、電加熱，則加熱量Q為 Q=U/R 式中 U——電加熱的加熱電壓，V; R——電加熱器的電阻，Ω。 2 2 三、裝置和流程 本實(shí)驗(yàn)的流程如圖1所示，主要有精餾塔、回流分配裝置及測(cè)控系 統(tǒng)組成。 1.精餾塔 精餾塔為篩板塔，全塔共八塊塔板，塔身的結(jié)構(gòu)尺寸為：塔徑∮（573.5）mm，塔板間距80mm；溢流管截面積78.5mm2,溢流堰高12mm，底隙高度6mm；每塊塔板開(kāi)有43個(gè)直徑為1.5mm的小孔，正三角形排列，孔間距為6mm。為了便于觀(guān)察踏板上的汽-液接觸情況，塔身設(shè)有一節(jié)玻璃視盅，在第1-6塊塔板上均有液相取樣口。 蒸餾釜尺寸為

17、∮108mm4mm400mm.塔釜裝有液位計(jì)、電加熱器（1.5kw）、控溫電熱器（200w）、溫度計(jì)接口、測(cè)壓口和取樣口，分別用于觀(guān)測(cè)釜內(nèi)液面高度，加熱料液，控制電加熱裝置，測(cè)量塔釜溫度，測(cè)量塔頂與塔釜的壓差和塔釜液取樣。由于本實(shí)驗(yàn)所取試樣為塔釜液相物料，故塔釜內(nèi)可視為一塊理論板。塔頂冷凝器為一蛇管式換熱器，換熱面積為0.06m2，管外走冷卻液。 圖1 精餾裝置和流程示意圖 1．塔頂冷凝器 2．塔身3．視盅4．塔釜 5．控溫棒 6．支座 7．加熱棒 8．塔釜液冷卻器 9．轉(zhuǎn)子流量計(jì) 10．回流分配器 11．原料液罐 12．原料泵 13．緩沖罐 14．加料口

18、15．液位計(jì) 3 2.回流分配裝置 回流分配裝置由回流分配器與控制器組成。控制器由控制儀表和電磁線(xiàn)圈構(gòu)成?；亓鞣峙淦饔刹Ａе瞥桑梢粋€(gè)入口管、兩個(gè)出口管及引流棒組成。兩個(gè)出口管分別用于回流和采出。引流棒為一根∮4mm的玻璃棒，內(nèi)部裝有鐵芯，塔頂冷凝器中的冷凝液順著引流棒流下，在控制器的控制下實(shí)現(xiàn)塔頂冷凝器的回流或采出操作。即當(dāng)控制器電路接通后，電磁圈將引流棒吸起，操作處于采出狀態(tài)；當(dāng)控制器電路斷開(kāi)時(shí)，電磁線(xiàn)圈不工作，引流棒自然下垂，操作處于回流狀態(tài)。此回流分配器可通過(guò)控制器實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制，也可通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。 3.測(cè)控系統(tǒng) 在本實(shí)驗(yàn)中，利用人工智能儀表分

19、別測(cè)定塔頂溫度、塔釜溫度、塔身伴熱溫度、塔釜加熱溫度、全塔壓降、加熱電壓、進(jìn)料溫度及回流比等參數(shù)，該系統(tǒng)的引入，不僅使實(shí)驗(yàn)跟更為簡(jiǎn)便、快捷，又可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)在線(xiàn)數(shù)據(jù)采集與控制。 4．物料濃度分析 本實(shí)驗(yàn)所用的體系為乙醇-正丙醇，由于這兩種物質(zhì)的折射率存在差異，且其混合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與折射率有良好的線(xiàn)性關(guān)系，故可通過(guò)阿貝折光儀分析料液的折射率，從而得到濃度。這種測(cè)定方法的特點(diǎn)是方便快捷、操作簡(jiǎn)單，但精度稍低；若要實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)量，可利用氣相色譜進(jìn)行濃度分析。 混合料液的折射率與質(zhì)量分?jǐn)?shù)（以乙醇計(jì)）的關(guān)系如下。 ?=58.9149—42.5532nD 式中 ?——料液的

20、質(zhì)量分?jǐn)?shù)； nD——料液的折射率（以上數(shù)據(jù)為由實(shí)驗(yàn)測(cè)得）。 四、操作要點(diǎn) ①對(duì)照流程圖，先熟悉精餾過(guò)程中的流程，并搞清儀表上的按鈕與各儀表相對(duì)應(yīng)的設(shè)備與測(cè)控點(diǎn)。 ②全回流操作時(shí)，在原料貯罐中配置乙醇含量20%～25%（摩爾分?jǐn)?shù)）左右的乙醇-正丙醇料液，啟動(dòng)進(jìn)料泵，向塔中供料至塔釜液面達(dá)250～300mm。 ③啟動(dòng)塔釜加熱及塔身伴熱，觀(guān)察塔釜、塔身t、塔頂溫度及塔板上的氣液 4 篇三：精餾實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 化工原理實(shí)驗(yàn)精餾實(shí)驗(yàn) 化學(xué)工程學(xué)院 化實(shí)1101 石曉林 011102 同組人：馬增鑫 王景元 黃銳 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：__化工大學(xué) 化工原理

21、實(shí)驗(yàn)室 實(shí)驗(yàn)日期：年4月28日 一、目的及任務(wù) ①熟悉精餾的工藝流程，掌握精餾實(shí)驗(yàn)的操作方法。 ②了解板式塔的結(jié)構(gòu)，觀(guān)察踏板上氣-液接觸狀況。 ③了解全回流時(shí)的全塔效率以及單板效率。 ④測(cè)定部分回流時(shí)的全塔效率。 ⑤測(cè)定全塔的濃度（或溫度）分布。 ⑥測(cè)定塔釜再沸器的沸騰給熱系數(shù)。 二、基本原理 在板式精餾塔中，有塔釜產(chǎn)生的蒸汽沿著塔逐板上升與來(lái)自塔頂逐板下降的回流液，在塔板上實(shí)現(xiàn)多次接觸，進(jìn)行傳質(zhì)與傳熱，使混合液達(dá)到一定程度的分離。 回流是精餾操作得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。塔頂?shù)幕亓髁颗c采出量之比，稱(chēng)作回流比?；亓鞅仁蔷s操作的重要參數(shù)之一，

22、其大小影響著精餾操作的的分離效果和能耗。 回流比存在兩種界限之狀況：最小回流比和全回流。若塔在最下回流比操作，要完成分離任務(wù)，則須有無(wú)窮多塊塔板的精餾塔。當(dāng)然，這不符合工業(yè)實(shí)際，所以最小回流比只是一個(gè)操作限度。若操作處于全回流時(shí)，既無(wú)產(chǎn)品采出，也無(wú)原料加入，塔頂?shù)睦淠喝糠祷厮?，這在生產(chǎn)中無(wú)實(shí)驗(yàn)意義。但是此時(shí)所需理論塔板數(shù)最少，有易于達(dá)到穩(wěn)定，故在工業(yè)裝置的開(kāi)停車(chē)、排除故障和科學(xué)研究時(shí)采用。 實(shí)際回流比常取最小回流比的1.2-2.0倍。在精餾操作中，若回流系統(tǒng)發(fā)生故障，操作情況會(huì)急劇惡化，分離效果也將變壞。 板效率是體現(xiàn)塔板性能及操作狀況的主要參數(shù)，有以下兩種定義方法。

23、 ⑴總板效率E E?N Ne 式中 E—總板效率； N—理論板數(shù)（不包括塔釜）； Ne—實(shí)際板數(shù)。 ⑵單板效率Eml Eml?xn?1?xn *xn?1?xn 式中 Eml————以液相濃度表示的單板效率； xn,xn-1————第n塊板和（n-1）塊板的液相濃度； xn*——與第n塊板氣相濃度相平衡的液相濃度。 總板效率與單板效率的數(shù)值通常由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。單板效率是評(píng)價(jià)塔板性能優(yōu)劣的重要數(shù)據(jù)。物系性質(zhì)、版型及操作負(fù)荷是影響單板效率的重要因數(shù)。當(dāng)物系與板型確定后，可通過(guò)改變氣液負(fù)荷達(dá)到最高的板效率；對(duì)于不同的板型可以再保持相同的物系

24、及操作條件下，確定其單板效率，以評(píng)價(jià)其性能的優(yōu)劣。總板效率反映全塔各塔板的平均分離效果，常用于板式塔設(shè)計(jì)中。 若改變塔釜再沸器中的加熱器的電壓，塔內(nèi)上升蒸汽量將會(huì)發(fā)變化，同時(shí)， 塔釜再沸器加熱器表面的溫度將會(huì)發(fā)生變化，其沸騰給熱系數(shù)也將發(fā)生變化，從而可以得到沸騰給熱系數(shù)與加熱量的關(guān)系。由牛頓冷卻定律，可知 Q??A?tm 式中 Q——加熱量，kW； ?——沸騰給熱系數(shù)，kW/(m2K)； A——傳熱面積，m2； ?tm——加熱器表面與溫度主體溫度之差，℃。 若加熱器的壁溫為ts，塔釜內(nèi)液體的主體溫度為tw，則上式可以改寫(xiě)為 Q??A(ts?t

25、w) 由塔釜再沸器為直接加熱器，則其加熱量Q為 U2 Q?（5） R 式中 U—電加熱器加熱電壓，V； R—電加熱器的電阻，?。 三、裝置及流程 本實(shí)驗(yàn)的流程如圖1所示，主要由精餾塔、回流分配裝置及測(cè)控系統(tǒng)組成。 圖1、精餾塔祖裝置和流程示意 1、塔頂冷凝器；2、回流比分配器；3、塔身；4、轉(zhuǎn)子流量計(jì)；5、視盅； 6、塔釜；7、塔釜加熱器；8、控溫加熱器；9、支座；10、冷卻器； 11、原料液罐；12、緩沖罐；13、進(jìn)料泵；14、塔頂放氣閥； 1、精餾塔 精餾塔為篩板塔，共有8塊塔板，塔身的結(jié)構(gòu)尺寸為：塔內(nèi)徑為φ（57X3.

26、5)mm， 2塔板間距為80mm，溢流管截面積為78.5mm，溢流堰高為12mm，底隙高度為6mm， 每塊塔板上開(kāi)有43個(gè)直徑為1.5mm的小孔，正三角形排列，孔間距為6mm。為了便于觀(guān)察塔板上的氣液接觸狀況，在塔身設(shè)有一節(jié)玻璃視盅。在各板上均有液相取樣口。 蒸餾釜的尺寸φ1084400mm。裝有液面計(jì)、電加熱棒（1500W）、控溫電熱棒（200W）、溫度計(jì)接口、測(cè)壓口和取樣口，分別用于觀(guān)測(cè)釜內(nèi)液面高度、控制電加熱量、測(cè)量釜溫、測(cè)量塔板壓降和塔釜液相取樣。塔頂冷凝器為一蛇管式換熱器，換熱面積為0.06m2，管外走蒸汽，管內(nèi)走冷卻水。 2、回流分配裝置 回流分配裝

27、置由回流分配器與控制器組成?？刂破饔煽刂苾x表和電磁線(xiàn)圈構(gòu)成?；亓鞣峙淦饔刹Ａе瞥?，它由一個(gè)入口管、兩個(gè)出口管及引流棒組成。兩個(gè)出口管分別用于回流和采出。引流棒為一根?4mm的玻璃棒，內(nèi)部裝有鐵芯，塔 頂冷凝器中的冷凝液順著引流棒流下，在控制器的控制下實(shí)現(xiàn)塔頂冷凝器的回流或采出操作。即當(dāng)控制器電路接通后，電磁線(xiàn)圈將引流棒吸起，操作處于采出狀態(tài)。當(dāng)控制器電路斷路時(shí)，電磁線(xiàn)圈不工作，引流棒自然下垂，操作處于回流狀態(tài)。此回流分配器既可通過(guò)控制器實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制，也可通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。 3、測(cè)控系統(tǒng) 在本實(shí)驗(yàn)中，利用人工智能儀表分別測(cè)定塔定溫度、塔釜溫度、塔身伴熱溫度、塔釜加熱溫度、

28、全塔壓降、加熱電壓、進(jìn)料溫度及回流比等參數(shù)，該系統(tǒng)的引入，不僅使實(shí)驗(yàn)更為簡(jiǎn)便、快捷，又可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)在線(xiàn)數(shù)據(jù)采集與控制。 4、物料濃度分布 本實(shí)驗(yàn)所用的體系為乙醇-正丙醇，由于這兩種物質(zhì)的折射率存在差異，且其混合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與折射率有良好的線(xiàn)性關(guān)系，故可通過(guò)阿貝折光儀（使用方法詳見(jiàn)第六章）分析料液的折射率，從而得到濃度。這種測(cè)定方法的特點(diǎn)是方便快捷、操作簡(jiǎn)單，但精度稍低；若要實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)量，可利用氣相色譜進(jìn)行濃度分析。 混合料也的折射率與質(zhì)量分?jǐn)?shù)（以乙醇計(jì)）的關(guān)系如下。 25℃ m=58.214—42.017nD 30℃ m=58.405—42.194nD

29、 40℃ m=58.542—42.373nD 式中 m——料液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)； nD——料液的折射率（以上數(shù)據(jù)為由實(shí)驗(yàn)測(cè)得）。 五、實(shí)驗(yàn)操作 ①對(duì)照流程圖，先熟悉精餾過(guò)程的流程，并搞清儀表柜上按鈕與個(gè)儀表相對(duì)應(yīng)的設(shè)備與控制點(diǎn)。 ②全回流操作時(shí)，在原料貯罐中配置乙醇含量20%-25%（摩爾分?jǐn)?shù)）左右的乙醇—正丙醇料液，啟動(dòng)進(jìn)料泵，向塔中供料至塔釜液面達(dá)到3/4左右位置。 ③啟動(dòng)塔釜加熱與塔身伴熱，觀(guān)察塔釜、塔身、塔頂溫度及塔板上的氣液接觸 狀況（觀(guān)察視鏡），發(fā)現(xiàn)塔板上有料液時(shí)，打開(kāi)塔頂冷凝器的冷卻水控制閥。 ④測(cè)定全回流狀態(tài)下的全塔效率以及單板效

30、率，在一定回流量下，全回流一段時(shí)間，待該塔操作參數(shù)穩(wěn)定后，即可在塔頂、塔釜及相鄰兩塊板上取樣，我們選擇了第5、6塊板，后用阿貝折光儀進(jìn)行分析，測(cè)取2-3組數(shù)據(jù)，并且記錄操作參數(shù)。 ⑤待全回流操作穩(wěn)定后，根據(jù)進(jìn)料板上的濃度，調(diào)整進(jìn)料液的濃度，開(kāi)啟進(jìn)料泵，設(shè)定進(jìn)料量及回流比為2，測(cè)定部分回流條件下的全塔效率，進(jìn)料量設(shè)定為30mL/mim，塔釜液面通過(guò)調(diào)整釜液排出量維持恒定。切記在排釜液前，一定要打開(kāi)釜液冷卻器的冷卻水控制閥。待塔操作穩(wěn)定后，在塔頂、塔釜取樣，分析測(cè)取數(shù)據(jù)。 ⑥實(shí)驗(yàn)完畢，停止加料，關(guān)閉塔釜加熱以及塔身伴熱，待一段時(shí)間后（視鏡內(nèi)無(wú)料液時(shí)），切斷塔頂冷凝器及釜液冷卻器的供水，切斷電源，清理現(xiàn)場(chǎng)。 六、原始數(shù)據(jù) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求測(cè)得實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)如表1 七、數(shù)據(jù)處理 1、乙醇-丙醇平衡數(shù)據(jù) 首先查得乙醇-丙醇的平衡數(shù)據(jù)如表2 根據(jù)平衡數(shù)據(jù)得到乙醇-丙醇平衡圖像和關(guān)聯(lián)式 y??20.09x6?59.6x5?65.24x4?33.47x3?8.957x2?2.5599x 以及平衡數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)圖如圖2 《》