化工原理实验报告四板效率

实验四、精馏塔的操作与塔板效率的测定

一、实验目的

了解精馏塔的构造，熟悉精馏工艺流程； 熟悉精馏塔操作方法；

测定筛板精馏塔在全回流情况下的全塔效率； 二、实验原理

实验装置为电加热筛板塔，操作方式为全回流：塔顶蒸汽冷凝后全部回到塔内，即回流比无限大，此时操作线方程为yx

NTN全塔效率为E， NT：理论板数，N：实际板数，15块

测取数据：塔顶浓度xD，塔釜浓度xW 塔内物系：20%（V/V）的乙醇和水混合物 三、实验步骤：

实验开始时，釜内液位高度约2/3。 调节加热电压至100V左右，使塔操作正常.

观察塔顶温度与塔底温度基本不变，用锥形瓶分别接取一定量的塔顶回流液、塔釜残液，冷却到40℃以下。

将冷却液倒入量筒中，用酒精计测取其比重，读数为体积分率，同时测量溶液温度。 查表，将体积分率换算成20℃时的体积分率。

查酒精在20℃时的体积分率与摩尔分率的关系曲线，得出酒精的摩尔分率。 注意事项： 1． 2．

注意蒸馏釜液位处在正常位置； 调节加热电压不宜忽大忽小。

五、实验数据

实验在全回流条件下测定数据为 2号实验装置：

塔顶温度：77.5℃ 塔底温度：91.3℃ 加热电压：101..2V 冷却水流量：95L/h

塔顶乙醇体积分率 塔底乙醇体积分率 溶液温度 转化为＿＿℃时 29 20℃时 94.5 摩尔分率 0.81 理论板数 全塔效率 等板高度 xD 28.5 22.0 xW 0.08 6-1=5 33.3

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1号实验装置：

塔顶温度：77.5℃ 塔底温度：91.8℃ 加热电压：102.4V 冷却水流量：78L/h

塔顶乙醇体积分率 塔底乙醇体积分率 溶液温度 转化为＿＿℃时 29 20℃时 96.1 摩尔分率 0.87 理论板数 全塔效率 等板高度 xD 28.5 19.0 xW 0.066 12-1=11 73.3

六、数据处理与讨论

根据以上测定数据，用图解法求出2号实验装置全塔的理论板数为6-1=5。

1.00.90.80.70.6y0.50.40.30.20.10.00.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0x附图1. 图解法求2号实验装置理论板层数

计算全塔效率

E=5/15=33.3%

1号实验装置全塔的理论板数为12-1=11。

2

1.00.90.80.70.6y0.50.40.30.20.10.00.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0x附图1. 图解法求1号实验装置理论板层数

计算全塔效率

E=11/15=73.3%

讨论：2号实验装置与1号实验装置的全塔效率相差很大，从操作条件看，只有冷却水流量不同，其它基本相同。推测冷却水量太大会将塔顶冷凝液冷却至较低温度，回到塔内后会消耗大量向上的蒸汽，从而降低塔效率。

建议：增设回流液温度测量仪表，通过控制冷凝水流量来将该温度限制在泡点附近。

七、思考题

1． 怎样判定全塔操作已达稳定？

塔顶、塔底温度不再随时间改变，基本就可以判定全塔操作已达稳定。

2． 精馏塔操作中，若塔顶产品不达要求，一般应怎样调整操作？

视情况而定，如果是连续进料采出，应加大回流比；如果是全回流，可调整塔顶冷凝器的冷却水流量，或向塔釜中添加乙醇。 3． 本装置可否在部分回流时，测取单板效率？ 可以。

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