筛板精馏塔

筛板精馏塔
筛板精馏塔

筛板塔精馏过程实验

一.实验目的

1.了解筛板精馏塔及其附属设备的基本结构,掌握精馏过程的基本操作方法。2.学会判断系统达到稳定的方法,掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法。3.学习测定精馏塔全塔效率和单板效率的实验方法,研究回流比对精馏塔分离效率的影响。

二.基本原理

1.全塔效率E T

全塔效率又称总板效率,是指达到指定分离效果所需理论板数与实际板数的比

值,即

式中,N T完成一定分离任务所需的理论塔板数,包括蒸馏釜;

N P成一定分离任务所需的实际塔板数,本装置N P=10。

2.单板效率E M

按气相组成变化表示的单板效率为

按液相组成变化表示的单板效率为

3.图解法求理论塔板数N T

精馏段的操作线方程为:

提馏段的操作线方程为:

加料线(q 线)方程可表示为:

回流比R 的确定:

(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,如图所示,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。

(2)部分回流操作

部分回流操作时,如图,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 =x D 、x F 、x W 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y C =x D /(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。

三. 实验装置和流程

本实验装置的主体设备是筛板精馏塔,配套的有加料系统、回流系统、产品出料管路、残液出料管路、进料泵和一些测量、控制仪表。

筛板塔主要结构参数:塔内径D=68mm,厚度δ=4mm,塔板数N=10块,板间距HT=100mm。加料位置由下向上起数第4块和第6块。降液管采用弓形,齿形堰,堰长56mm,堰高7.3mm,齿深4.6mm,齿数9个。降液管底隙4.5mm。筛孔直径d0=1.5mm,正三角形排列,孔间距t=5mm,开孔数为77个。塔釜为内电加热式,加热功率2.5kW,有效容积为10L。塔顶冷凝器、塔釜换热器均为盘管式。单板取样为自下而上第1块和第10块,斜向上为液相取样口,水平管为气相取样口。

本实验料液为乙醇水溶液,釜内液体由电加热器产生蒸汽逐板上升,经与各板上的液体传质后,进入盘管式换热器壳程,冷凝成液体后再从集液器流出,一部分作为回流液从塔顶流入塔内,另一部分作为产品馏出,进入产品贮罐;残液经釜液转子流量计流入釜液贮罐。精馏过程如图所示。

1-冷凝水进口;2-冷凝水出口;3-塔釜;4-塔节;5-塔顶放空阀;6-冷凝水流量计;7-玻璃视镜;8-塔顶冷凝器;9-全回流流量计;10-部分回流流量计;11-塔顶出料取样口;12-进料阀;13-换热器;14-残液流量计;15-产品罐;16-残液罐;17-原料罐;18-进料泵;19-计量泵

四.实验步骤与注意事项

1.全回流

(1)配制浓度10%~20%(体积百分比)的料液加入贮罐中,打开进料管路上的阀门,由进料泵将料液打入塔釜,观察塔釜液位计高度,进料至釜容积的2/3处。

(2)关闭塔身进料管路上的阀门,启动电加热管电源,逐步增加加热电压,使塔釜温度缓慢上升(因塔中部玻璃部分较为脆弱,若加热过快玻璃极易碎裂,使整个精馏塔报废,故升温过程应尽可能缓慢)。

(3)打开塔顶冷凝器的冷却水,调节合适冷凝量,并关闭塔顶出料管路,使整塔处于全回流状态。

(4) 当塔顶温度、回流量和塔釜温度稳定后,分别取塔顶浓度X D 和塔釜浓度

X W ,送色谱分析仪分析。 2. 部分回流

(1)在储料罐中配制一定浓度的乙醇水溶液(约10~20%)。

(2)待塔全回流操作稳定时,打开进料阀,调节进料量至适当的流量。 (3)控制塔顶回流和出料两转子流量计,调节回流比R (R=1~4)。 (4)打开塔釜残液流量计,调节至适当流量。

(4)当塔顶、塔内温度读数以及流量都稳定后即可取样。 3.取样与分析

进料、塔顶、塔釜从各相应的取样阀放出。 五.实验报告

1.将塔顶、塔底温度和组成,以及各流量计读数等原始数据列表。 表一:塔板和温度表

表二:全回流和部分回流时相关数据

2.按全回流和部分回流分别用图解法计算理论板数。

釜顶a a =m α=1.96

其中α顶=P 乙醇/P 水1=101.3/42.97 α釜=P 乙醇/P 水2=101.3/62.294 平横曲线方程:y=

x a ax )1(1-+=x

x

96.0196.1+

(1)全回流

N T =7, N P =10

=7/10*100%=70%

(2)部分回流

N T =3,N P =10

=3/10*100%=30%

六.实验结果分析

6.1此次试验中,塔顶放空阀一定要打开,否则容易因塔内压力过大导致危险。料液一定要加到设定液位2/3处方可打开加热管电源,否则塔釜液位过低会使电加热丝露出干烧致坏。

6.2实验中塔板温度有明显偏差,是由于所测定的温度不是气相温度,而是气液混合的温度。

6.3径流开始初从中间段的观察管中可以看到下降液体与上升气体相互作用在塔中十分不稳定,与下降液被气流冲回上塔,待稳定后气液稳定不会发生气流冲回下降液到上层板。上层板液滴能平稳滴下。

6.4由于进料液体积分数为30%,换算成摩尔分数为x F =0.117,所以画出q 线和提留段操作线十分靠近。

6.5由试验数据得出平横曲线方程:y=

x a ax )1(1-+=x

x

96.0196.1+,精馏段操作线:

1

1 1+++=

+R x

x R R y D n n =0.75x+0.198,q 线:11---=

q x x q q y F =1.2857x-0.0334,最后做出的综合图比较符合标准。

6.6试验得出全回流的全塔效率为70%,部分回流的全塔效率为30%,效率较低,原因有:①机器本身存在误差。②人为操作的误差不可避免。

P

T

N N E =0P

T N N E =0

筛板精馏塔实验报告

筛板精馏塔实验报告 学院:化学化工学院 姓名: 学号: 指导老师: 实验时间:2016年6月3日

摘要本文对筛板精馏塔的性能进行测试,主要对乙醇正丙醇的精馏过程中的不同实验条件进行探讨;得出了进料流量、回流比与全塔效率的关系,确定了该筛板精馏塔的最佳操作条件。 关键词精馏;回流比;全回流;部分回流;全塔效率 Abstract the performance of the test sieve distillation column, mainly ethanol, n-propanol in the distillation process in different experimental conditions were discussed; obtained feed rate, reflux ratio with the whole tower efficiency is determined that the screen optimum operating conditions plate rectification column. Key words Distillation;Reflux ratio;Total reflux;partial reflux;The tower efficiency 前言精馏过程的节能措施一直是人们普遍关注的问题。精馏操作是化工生产中应用非常广泛的一种单元操作,也是化工原理课程的重要章节。分析运行中的精馏塔,当某一操作条件改变时的分离效果变化,属于精馏的操作型问题。这类问题取材于工程实践,是培养工程观念、提高学生解决实际问题能力的好方法,但同时也成为学习的难点。在工业生产中,充分掌握操作条件各类因素的影响,对提高产品的质量稳定生产,提高效益有重要的意义。本研究从进料流量、回流比、全回流和部分回流等操作因素对数字型筛板精馏塔进行全面考察得出一系列可靠直观的结果,加深对精馏操作中一些工程概念的理解,对工业生产有一定的指导意义。通过本实验,我们得出了大量的实验数据,由计算机绘图找出最优一组实验参数,在这组参数下进行提纯将会节约大量能源,同时为今后开出的设计型、综合型、研究型的实验项目,为学生的创新性科研项目具有重要的教改意义。 1.实验部分 1.1实验目的 1.1.1了解板式精馏塔的结构及精馏流程。

甲醇水筛板精馏塔课程设计

化学与化学工程学院 《化工原理》专业课程设计 设计题目常压甲醇-水筛板精馏塔设计 姓名:潘永春 班级:化工101 学号: 2010054052

指导教师:朱宪 荣 课程设计时间2013、6、8——2013、6、20 化工原理课程设计任务书 专业:化学与化学工程学院:化工101 姓名:潘永春 学号 20100054052 指导教师朱宪荣 设计日期: 2013 年6月8日至 2013年6月20日 一、设计题目:甲醇-水精馏塔的设计 二、设计任务及操作条件: 1、设计任务 生产能力(进料) 413.34Kmol/hr 操作周期 8000小时/年 进料组成甲醇0.4634 水0.5366(质量分率下同) 进料密度 233.9Kg/m3 平均分子量 22.65 塔顶产品组成 >99% 塔底产品组成 <0.04% 2、操作条件 操作压力 1.45bar (表压) 进料热状态汽液混合物液相分率98% 冷却水 20℃ 直接蒸汽加热低压水蒸气 塔顶为全凝器,中间汽液混合物进料,连续精馏。 3、设备形式筛板式或浮阀塔

4、厂址齐齐哈尔地区 三、图纸要求 1、计算说明书(含草稿) 2、精馏塔装配图(1号图,含草稿) 一.前言5 1.精馏与塔设备简介 5 2.体系介绍 5 3.筛板塔的特点 6 4.设计要求: 6 二、设计说明书7 三.设计计算书8 1.设计参数的确定8 1.1进料热状态8 1.2加热方式8 1.3回流比(R)的选择8 1.4 塔顶冷凝水的选择 8 2.流程简介及流程图 8 2.1流程简介8 3.理论塔板数的计算与实际板数的确定9 3.1理论板数计算9 3.1.1物料衡算9 3.1.2 q线方程9 3.1.3平衡线方程10 3.1.4 Rmin和R的确定10 3.1.5精馏段操作线方程的确定10 3.1.6精馏段和提馏段气液流量的确定10 3.1.7提馏段操作线方程的确定10 3.1.8逐板计算10 3.1.9图解法求解理论板数如下图: 12 3.2实际板层数的确定12 4精馏塔工艺条件计算12 4.1操作压强的选择12 4.2操作温度的计算13

化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计

化工原理课程设计 题目:乙醇水精馏筛板塔设计 设计时间:2010、12、20-2011、1、6

化工原理课程设计任务书(化工1) 一、设计题目板式精馏塔的设计 二、设计任务:乙醇-水二元混合液连续操作常压筛板精馏塔的设计 三、工艺条件 生产负荷(按每年7200小时计算):6、7、8、9、10、11、12万吨/年 进料热状况:自选 回流比:自选 加热蒸汽:低压蒸汽 单板压降:≤0.7Kpa 工艺参数 组成浓度(乙醇mol%) 塔顶78 加料板28 塔底0.04 四、设计内容 1.确定精馏装置流程,绘出流程示意图。 2.工艺参数的确定 基础数据的查取及估算,工艺过程的物料衡算及热量衡算,理论塔板数,塔板效率,实际塔板数等。 3.主要设备的工艺尺寸计算 板间距,塔径,塔高,溢流装置,塔盘布置等。 4.流体力学计算 流体力学验算,操作负荷性能图及操作弹性。 5.主要附属设备设计计算及选型 塔顶全凝器设计计算:热负荷,载热体用量,选型及流体力学计算。 料液泵设计计算:流程计算及选型。 管径计算。 五、设计结果总汇 六、主要符号说明 七、参考文献 八、图纸要求 1、工艺流程图一张(A2 图纸) 2、主要设备工艺条件图(A2图纸) 目录 前言 (4)

1概述 (5) 1.1 设计目的 (5) 1.2 塔设备简介 (6) 2设计说明书 (7) 2.1 流程简介 (7) 2.2 工艺参数选择 (8) 3 工艺计算 (9) 3.1物料衡算 (9) 3.2理论塔板数的计算 (10) 3.2.1 查找各体系的汽液相平衡数据 (10) 如表3-1 (10) 3.2.2 q线方程 (9) 3.2.3 平衡线 (11) 3.2.4 回流比 (12) 3.2.5 操作线方程 (12) 3.2.6 理论板数的计算 (12) 3.3 实际塔板数的计算 (13) 3.3.1全塔效率ET (13) 3.3.2 实际板数NE (14) 4塔的结构计算 (15) 4.1混合组分的平均物性参数的计算 (15) 4.1.1平均分子量的计算 (15) 4.1.2 平均密度的计算 (16) 4.2塔高的计算 (17) 4.3塔径的计算 (17) 4.3.1 初步计算塔径 (17) 4.3.2 塔径的圆整 (18) 4.4塔板结构参数的确定 (19) 4.4.1溢流装置的设计 (19) 4.4.2塔盘布置(如图4-4) (20) 4.4.3 筛孔数及排列并计算开孔率 (21) 4.4.4 筛口气速和筛孔数的计算 (21) 5 精馏塔的流体力学性能验算 (22) 5.1 分别核算精馏段、提留段是否能通过流体力学验算 (22) 5.1.1液沫夹带校核 (22) 5.2.2塔板阻力校核 (23) 5.2.3溢流液泛条件的校核 (25) 5.2.4 液体在降液管内停留时间的校核 (26) 5.2.5 漏液限校核 (26) 5.2 分别作精馏段、提留段负荷性能图 (26) 5.3 塔结构数据汇总 (29) 6 塔的总体结构 (30) 7 辅助设备的选择 (31) 7.1塔顶冷凝器的选择 (31) 7.2塔底再沸器的选择 (32) 7.3管道设计与选择 (33)

筛板精馏塔设计示例

3.5筛板精馏塔设计示例 3.5.1 化工原理课程设计任务书 设计题目:分离苯-甲苯混合液的筛板精馏塔 在一常压操作的连续精馏塔内分离苯-甲苯混合液。已知原料液的处理量为4000kg/h,组成为0.41(苯的质量分率),要求塔顶馏出液的组成为0.96,塔底釜液的组成为0.01。 设计条件如下:表3-18 操作压力 进料热状态回流比单板压降全塔效率建厂地址 4kPa(塔顶常压)自选自选w0.7kPa ET=52%天津地区 试根据上述工艺条件作岀筛板塔的设计计算。 3.5.2 设计计算1设计方案的确定 本设计任务为分离苯一甲苯混合物。对于二元混合物的分离,应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料, 将原料液通过预热器加热至泡点后送人精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝,冷凝液在泡点下一部分回流至塔内,其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系,最小回流比较小,故操作回流比取最小回流比的2倍。塔釜采用间接蒸汽加热,塔底产品经冷却后送至储罐。 2精馏塔的物料衡算 (1)原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 苯的摩尔质量—~':'■- 甲苯的摩尔质量匚丁 0.41/78. H 0.41/78J1 +0.59/92.13 (2)原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 二0.450X7E.11 + (l-0 450)x9213 =託尾如畑H ^=0.966x78 1U(1-0.9 13 few? ^ = 0.012x73.11 + (1-0.012)x92.13 = 91.9^/^? (3 )物料衡算 F = = 46.6 A 原料处理量二二一 0.450

总物料衡算46.61 = D+ W 苯物料衡算46.6 1X0.45 = 0.966D + 0.012 W 联立解得D = 21.40 kmol / h W=25.21kmol/h 3塔板数的确定 (1)理论板层数NT的求取 苯一甲苯属理想物系,可采用图解法求理论板层数。 ①由手册查得苯一甲苯物系的气液平衡数据,绘出x~y图,见图3-22。 ②求最小回流比及操作回流比。 采用作图法求最小回流比。在图3-19中对角线上,自点e(0.45,0.45 )作垂线ef即为进料线(q线),该线与平衡线的交点坐标为 y q = 0.667 xq = 0.450 故最小回流比为? 2 1■' 取操作回流比为77■■ ■―■:--' ③求精馏塔的气、液相负荷 L = R^D= 2.76x 21.40 = 7+1)D =(2 76 +l)x 21 40 = 80.46^;^ Z r= L + ^ = 59.06+46,^1 =

筛板精馏塔实验

实验8 筛板精馏塔实验 一、实验目的 1.了解筛板式精馏塔的结构流程及操作方法。 2.测取部分回流或全回流条件下的总板效率。 3.观察及操作状况。 二、实验原理 在板式精馏塔中,混合液的蒸汽逐板上升,回流液逐板下降,汽液两相在塔板上接触,实现传质,传热过程而达到两相一定程度的分离。如果在每层塔板上,液体与其上升的蒸汽到平衡状态,则该塔板称为理论板,然而在实际操作中、汽、液接触时间有限,汽液两相一般不可能达到平衡,即实际塔板的分离效果,达不到一块理论板的作用,因此精馏塔的所需实际板数一般比理论板要多,为了表示这种差异而引入了“板效率”这一概念,板效率有多 种表示方法,本实验主要测取二元物系的总板效率E p : E N N P T D 板式塔内各层塔板的传质效果并相同,总板效率只是反映了整个塔板的平均效率,概括地讲总板效率与塔的结构,操作条件,物质性质、组成等有关是无法用计算方法得出可靠值,而在设计中需主它,因此常常通过实验测取。实验中实验板数是已知的,只要测取有关数据而得到需要的理论板数即可得总板效率,本实验可测取部分回流和全回流两种情况下的板效,当测取塔顶浓度,塔底浓度进料浓度以及回流比并找出进料状态、即可通过作图法画出平衡线、精馏段操作线、提馏段操作线,并在平衡线与操作线之间画梯级即可得出理论板数。如果在全回流情况下,操作线与对角线重合,此时用作图法求取理论板数更为简单。 三、实验装置与流程 实验装置分两种: (1)用于全回流实验装置 精馏塔为一小型筛板塔,蒸馏釜为卧直径229m长3000mm内有加热器。塔内径50mm共有匕块塔板,每块塔板上开有直径2mm筛孔12个板间距100mm,塔体上中下各装有一玻璃段用以观察塔内的操作情况。塔顶装有蛇管式冷凝器蛇管为φ10×1紫铜管长3.25m,以水作冷凝剂,无提馏段,塔傍设有仪表控制台,采用1kw调压变压器控制釜内电加热器。在仪表控制台上设有温度指示表。压强表、流量计以及有关的操作控制等内容。 (2)用于部分回流实验装置 装置由塔、供料系统、产品贮槽和仪表控制柜等部份组成。蒸馏釜为φ250×340×3mm 不锈钢罐体,内设有2支1kw电热器,其中一支恒加热,另一支用可调变压器控制。控制电源,电压以及有关温,压力等内容均有相应仪表指示, 塔身采用φ57×3.5mm不锈钢管制成,设有二个加料口,共十五段塔节,法兰连接,塔身主要参数有塔板十五块,板厚1mm不锈钢板,孔径2mm,每板21孔三形排列,板间距100mm,溢流管为φ14×2不锈钢管堰高10mm。 在塔顶和灵敏板塔段中装有WEG—001微型铜阻感温计各一支由仪表柜上的XCE—102温度指示仪显示,以监测相组成变化。 塔顶上装有不锈钢蛇管冷凝器,蛇管为φ14×2长250mm以水作冷凝剂以LZB10型转子流量计计量,冷凝器装有排气旋塞。

乙醇——水筛板精馏塔工艺设计-课程设计

学院 化工原理课程设计任务书 专业: 班级: 姓名: 学号: 设计时间: 设计题目:乙醇——水筛板精馏塔工艺设计 (取至南京某厂药用酒精生产现场) 设计条件: 1. 常压操作,P=1 atm(绝压)。 2. 原料来至上游的粗馏塔,为95——96℃的饱和蒸汽。因沿 程热损失,进精馏塔时原料液温度降为90℃。 3. 塔顶产品为浓度92.41%(质量分率)的药用乙醇,产量为 40吨/日。 4.塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03%(质量分 率)。 5.塔釜采用饱和水蒸汽加热(加热方式自选);塔顶采用全凝器,泡点回流。 。 6.操作回流比R=(1.1——2.0)R min 设计任务: 1. 完成该精馏塔工艺设计,包括辅助设备及进出口接管的计 算和选型。 2.画出带控制点的工艺流程图,t-x-y相平衡图,塔板负 荷性能图,筛孔布置图以及塔的工艺条件图。 3.写出该精流塔的设计说明书,包括设计结果汇总和对自己 设计的评价。 指导教师:时间

1设计任务 1.1 任务 1.1.1 设计题目乙醇—水筛板精馏塔工艺设计(取至南京某厂药用酒 精生产现场) 1.1.2 设计条件 1.常压操作,P=1 atm(绝压)。 2.原料来至上游的粗馏塔,为95-96℃的饱和蒸气。 因沿程热损失,进精馏塔时原料液温度降为90℃。 3.塔顶产品为浓度92.41%(质量分率)的药用乙醇, 产量为40吨/日。 4.塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03% (质量分率)。 5.塔釜采用饱和水蒸气加热(加热方式自选);塔顶 采用全凝器,泡点回流。 6.操作回流比R=(1.1—2.0) R。 min 1.1.3 设计任务 1.完成该精馏塔工艺设计,包括辅助设备及进出口接 管的计算和选型。 2.画出带控制点的工艺流程示意图,t-x-y相平衡 图,塔板负荷性能图,筛孔布置图以及塔的工艺条 件图。 3.写出该精馏塔的设计说明书,包括设计结果汇总 和对自己设计的评价。 1.2 设计方案论证及确定 1.2.1 生产时日 设计要求塔日产40吨92.41%乙醇,工厂实行三班制,每班工作8小时,每天24小时连续正常工作。 1.2.2 选择塔型 精馏塔属气—液传质设备。气—液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。该塔设计生产时日要求较大,由板式塔与填料塔比较[1]知:板式塔直径放大

筛板精馏塔精馏实验报告标准范本

报告编号:LX-FS-A15629 筛板精馏塔精馏实验报告标准范本 The Stage T asks Completed According T o The Plan Reflect The Basic Situation In The Work And The Lessons Learned In The Work, So As T o Obtain Further Guidance From The Superior. 编写:_________________________ 审批:_________________________ 时间:________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑

筛板精馏塔精馏实验报告标准范本 使用说明:本报告资料适用于按计划完成的阶段任务而进行的,反映工作中的基本情况、工作中取得的经验教训、存在的问题以及今后工作设想的汇报,以取得上级的进一步指导作用。资料内容可按真实状况进行条款调整,套用时请仔细阅读。 筛板精馏塔精馏实验 6.1实验目的 1.了解板式塔的结构及精馏流程 2.理论联系实际,掌握精馏塔的操作 3.掌握精馏塔全塔效率的测定方法。 6.2实验内容 ⑴采用乙醇~水系统测定精馏塔全塔效率、液泛点、漏液点 ⑵在规定时间内,完成D=500ml、同时达到xD≥93v%、xW≤3v%分离任务 6.3实验原理

塔釜加热,液体沸腾,在塔内产生上升蒸汽,上升蒸汽与沸腾液 体有着不同的组成,这种不同组成来自轻重组份间有不同的挥发度, 由此塔顶冷凝,只需要部分回流即可达到塔顶轻组份增浓和塔底重 组份提浓的目的。部分凝液作为轻组份较浓的塔顶产品,部分凝液 作为回流,形成塔内下降液流,下降液流的浓度自塔顶而下逐步下 降,至塔底浓度合格后,连续或间歇地自塔釜排出部分釜液作为重 组份较浓的塔底产品。 在塔中部适当位置加入待分离料液,加料液中轻组份浓度与塔截

筛板精馏塔化工实验报告

筛板精馏塔化工实验报告

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筛板塔精馏过程实验 一、实验目的 1、了解筛板精馏塔及其附属设备的基本结构,掌握精馏过程的基本操作方法。 2、学会判断系统达到稳定的方法,掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法。 3、学习测定精馏塔全塔效率和单板效率的实验方法,研究回流比对精馏塔分离效率的影响。 二、实验原理 2.1全塔效率TE 全塔效率又称总板效率,是指达到指定分离效果所需理论板数与实际板数的比值于塔内所需理论塔板数,可由已知的双组分物系平衡关系,以及实验中测得的塔顶、塔釜出液的组成,回流比F和热状况q等,用图解法求得TN 2.2图解法求理论塔板数TN 图解法又称麦卡勃—蒂列(McCab e Thiele )法,简称Ml- T法,其原理与逐板计算法完全相同,只是将逐板计算过程在y-x图上直观地表示出来。 2.3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,如图8 —3所示,根据塔顶、塔釜的组成在操作线和平衡线间作梯级,即可得到理论塔板部分回流操作。部分回流操作时,图解法的主要步骤为: (1 )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; (2 )在乂轴上定出x = xD xF、xW E点,依次通过这三点作垂线分别交对角线于点 a、f、b; (3 )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; ⑷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; (5) 连接点d、b作出提馏段操作线; (6) 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; (7) 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。 2.4实验装置和流程 本实验装置的主体设备是筛板精馏塔,配套的有加料系统、回流系统、产品出料管路、残液出料管路、进料泵和一些测量、控制仪表。 筛板塔主要结构参数:塔内径D= 68mm厚度洌?4mm塔板数N= 10块,板间距HT 二100mm加料位置由下向上起数第4块和第6块。降液管采用弓形,齿形堰,堰 长56mm堰高7.3mm齿深4.6mm齿数9个。降液管底隙4.5mm筛孔直径d0= 1.5mm 正三角形排列,孔间距t = 5mm开孔数为77个。塔釜为内电加热式,加热功率2.5kW,有效容积为10L。塔顶冷凝器、塔釜换热器均为盘管式。单板取样为自下而上第1块和第10块,斜向上为液相取样口,水平管为气相取样口。 本实验料液为乙醇水溶液,釜内液体由电加热器产生蒸汽逐板上升,经与各板上的液体传质后,进入盘管式换热器壳程,冷凝成液体后再从集液器流出,一部分作为回流液从塔顶流入塔内,另一部分作为产品馏出,进入产品贮罐;残液经釜液转子流量计流入釜液贮罐。

板式精馏塔课程设计

《化工原理》课程设计报告 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计 学院 专业 班级 学号 姓名 合作者 指导教师

化工原理设计任务书 一、设计题目: 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计 二、设计任务 1)进精馏塔的原料液中含氯苯为38%(质量百分比,下同),其余为苯。 2)塔顶馏出液中含氯苯不高于2%。 3)生产能力为日产纯度为99.8%的氯苯Z吨产品。年工作日300天,每天24小时连续运行。(设计任务量为3.5吨/小时) 三、操作条件 1.塔顶压强4kPa(表压); 2.进料热状况,自选; 3.回流比,自选; 4.塔釜加热蒸汽压力0.5MPa; 5.单板压降不大于0.7kPa; 6. 设备型式:自选 7.厂址天津地区 四、设计内容 1.精馏塔的物料衡算; 2.塔板数的确定; 3.精馏塔的工艺条件及有关五行数据的计算; 4.精馏塔的塔体工艺尺寸计算; 5.塔板的主要工艺尺寸计算; 6.塔板的流体力学计算; 7.塔板负荷性能图; 8.精馏塔接管尺寸计算; 9.绘制生产工艺流程图; 10.绘制精馏塔设计条件图; 11.绘制塔板施工图; 12.对设计过程的评述和有关问题的讨论

五、基础数据 1.组分的饱和蒸汽压 i p (mmHg ) 2.组分的液相密度ρ(kg/m 3) 纯组分在任何温度下的密度可由下式计算 苯 t A 187.1912-=ρ 氯苯 t B 111.11127-= ρ 式中的t 为温度,℃。 3.组分的表面张力σ(mN/m ) 双组分混合液体的表面张力m σ可按下式计算: A B B A B A m x x σσσσσ+= (B A x x 、为A 、B 组分的摩尔分率) 4.氯苯的汽化潜热 常压沸点下的汽化潜热为35.3×103kJ/kmol 。 纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下式表示: 38 .01212??? ? ??--=t t t t r r c c (氯苯的临界温度:C ?=2.359c t ) 5.其他物性数据可查化工原理附录。

板式精馏塔(中试)操作规程

标准操作规程 STANDARD OPERATING PROCEDURE Subject 题目: 板式精馏塔(中试)操作规程 Issued by 颁发部门:化工系 开车前准备操作规程 1 检查总电源、仪表盘电源,查看电压表、温度显示、实时监控仪。 2 检查并确定工艺流程中各阀门状态(见阀门状态表),调整至准备开车状态并挂牌标识。 3 记录电表初始度数,记录DCS操作界面原料罐液位,填入工艺记录卡。 4 检查并清空回流罐、产品罐中积液。 5 查有无供水,并记录水表初始值,填入工艺记录卡。 6 规范操作进料泵(离心泵);将原料加入再沸器至合适液位,点击评分表中的“确认”、 “清零”、“复位”键并至“复位”键变成绿色后,切换至DCS控制界面并点击“考核开始”。 开车操作规程 1 启动精馏塔再沸器加热系统,升温。 2 开启冷却水上水总阀及精馏塔顶冷凝器冷却水进口阀,调节冷却水流量。 3 规范操作采出泵(齿轮泵),并通过回流转子流量计进行全回流操作。 4 控制回流罐液位及回流量,控制系统稳定性(评分系统自动扣分),必要时可取样分析, 但操作过程中气相色谱测试累计不得超过3次。 5 适时打开系统放空,排放不凝性气体,并维持塔顶压力稳定。 6 选择合适的进料位置(在DCS操作面板上选择后,开启相应的进料阀门,过程中不得更改 进料位置),进料流量≤40L/h(须防止预热器过压操作) 正常运行规程 1 规范操作回流泵(齿轮泵),经塔顶产品罐冷却器,将塔顶馏出液冷却至50℃以下后收集 塔顶产品。 2 启动塔釜残液冷却器,将塔釜残液冷却至60℃以下后,收集塔釜残液。 停车操作规程 1 精馏操作考核90分钟完毕,停进料泵(离心泵),关闭相应管线上阀门。 2 规范停止预热器加热及再沸器电加热。

筛板精馏塔精馏实验报告样本

筛板精馏塔精馏实验报告样本 6.1实验目的 1.了解板式塔的结构及精馏流程 2.理论联系实际,掌握精馏塔的操作 3.掌握精馏塔全塔效率的测定方法。 6.2实验内容 ⑴采用乙醇~水系统测定精馏塔全塔效率、液泛点、漏液点 ⑵在规定时间内,完成D=500ml、同时达到xD≥93v%、xW≤3v%分离任务 6.3实验原理 塔釜加热,液体沸腾,在塔内产生上升蒸汽,上升蒸汽与沸腾液 体有着不同的组成,这种不同组成来自轻重组份间有不同的挥发度, 由此塔顶冷凝,只需要部分回流即可达到塔顶轻组份增浓和塔底重 组份提浓的目的。部分凝液作为轻组份较浓的塔顶产品,部分凝液 作为回流,形成塔内下降液流,下降液流的浓度自塔顶而下逐步下 降,至塔底浓度合格后,连续或间歇地自塔釜排出部分釜液作为重 组份较浓的塔底产品。 在塔中部适当位置加入待分离料液,加料液中轻组份浓度与塔截 面下降液流浓度最接近,该处即为加料的适当位置。所以,加料液 中轻组分浓度愈高,加料位置也愈高,加料位置将塔分成上下二个 塔段,上段为精馏段,下段为提馏段。

在精馏段中上升蒸汽与回流之间实行物质传递,使上升蒸汽中轻 组份持续增浓,至塔顶达到要求浓度。在提馏段中,下降液流与上 升蒸汽间的物质传递使下降液流中的轻组份转入汽相,重组份则转 入液相,下降液流中重组份浓度持续增浓,至塔底达到要求浓度。 6.3.1评价精馏的指标—全塔效率η 全回流下测全塔效率有二个目的。一是在尽可能短的时间内在塔 内各塔板,至上而下建立浓度分布,从而使未达平衡的不合格产品 全部回入塔内直至塔顶塔底产品浓度合格,并维持若干时间后为部 分回流提供质量保证。二是因为全回流下的全塔效率和部分回流下 的全塔效率相差不大,在工程处理时,能够用全回流下的全塔效率 代替部分回流下的全塔效率,全回流时精馏段和提馏段操作线重合, 气液两相间的传质具有的推动力,操作变量只有1个,即塔釜 加热量,所测定的全塔效率比较准确地反映了该精馏塔的性 能,对应的塔顶或塔底浓度即为该塔的极限浓度。全塔效率的定 义式如下: ??NT?1 (1) N NT:全回流下的理论板数; N:精馏塔实际板数。 6.3.2维持正常精馏的设备因素和操作因素 精馏塔的结构应能提供所需的塔板数和塔板上充足的相间传递面积。 塔底加热(产生上升蒸汽)、塔顶冷凝(形成回流)是精馏操作的主 要能量消耗;回流比愈大,塔顶冷凝量愈大,塔底加热量也必须愈大。回流比愈大,相间物质传递的推动力也愈大。

化工原理精馏实验报告

北京化工大学 实验报告 精馏实验 一、摘要 精馏是实现液相混合物液液分离的重要方法,而精馏塔是化工生产中进行分离过程的主要单元,板式精馏塔为其主要形式。本实验用工程模拟的方法模拟精馏塔在全回流的状态下及部分回流状态下的操作情况,从而计算单板效率和总板效率,并分析影响单板效率的主要因素,最终得以提高塔板效率。 关键词:精馏、板式塔、理论板数、总板效率、单板效率 二、实验目的 1、熟悉精馏的工艺流程,掌握精馏实验的操作方法。 2、了解板式塔的结构,观察塔板上气- 液接触状况。 3、测测定全回流时的全塔效率及单板效率。 4、测定部分回流时的全塔效率。 5、测定全塔的浓度或温度分布。 6、测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。 三、实验原理 在板式精馏塔中,由塔釜产生的蒸汽沿塔逐板上升与来自塔顶逐板下降的回流液,在塔 板上实现多次接触,进行传热和传质,使混合液达到一定程度的分离。 回流是精馏操作得以实现的基础。塔顶的回流量和采出量之比,称为回流比。回流比是精馏操作的重要参数之一,其大小影响着精馏操作的分离效果和能耗。 回流比存在两种极限情况:最小回流比和全回流。若塔在最小回流比下操作,要完成分离任务,则

需要有无穷多块塔板的精馏塔。当然,这不符合工业实际,所以最小回流比只是 一个操作限度。若操作处于全回流时,既无任何产品采出,也无原料加入,塔顶的冷凝液全部返回塔中,这在生产中无实验意义。但是,由于此时所需理论板数最少,又易于达到稳定,故常在工业装置开停车、排除故障及科学研究时采用。 实际回流比常取用最小回流比的倍。在精馏操作中,若回流系统出现故障,操作情况会急剧恶化,分离效果也将变坏。 板效率是体现塔板性能及操作状况的主要参数,有以下两种定义方法。 (1)总板效率E N e 式中E —总板效率;N—理论板数(不包括塔釜);Ne —实际板数。 2)单板效率E ml E x n 1 x n E ml * x n 1 x n* 式中E ml—以液相浓度表示的单板效率; x n,x n-1—第n 块板的和第(n-1 )块板得液相浓度; x n*—与第n 块板气相浓度相平衡的液相浓度。 总板效率与单板效率的数值通常由实验测定。单板效率是评价塔板性能优劣的重要数据。物系性质、板型及操作负荷是影响单板效率的重要因素。当物系与板型确定后,可通过改变气液负荷达到最高的板效率;对于不同的板型,可以在保持相同的物系及操作条件下,测定其单板效率,已评价其性能的优劣。总板效率反映全塔各塔板的平均分离效果,常用于板式塔设计中。 若改变塔釜再沸器中电加热器的电压,塔板上升蒸汽量将会改变,同时,塔釜再沸器电加热器表面的温度将发生变化,其沸腾给热系数也将发生变化,从而可以得到沸腾给热系数也加热量的关系。由牛顿冷却定律,可知 Q A t m

筛板精馏塔化工实验报告

筛板塔精馏过程实验 一、实验目的 1、了解筛板精馏塔及其附属设备的基本结构,掌握精馏过程的基本操作方法。 2、学会判断系统达到稳定的方法,掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法。 3、学习测定精馏塔全塔效率和单板效率的实验方法,研究回流比对精馏塔分离效率的影响。 二、实验原理 2.1 全塔效率 TE 全塔效率又称总板效率,是指达到指定分离效果所需理论板数与实际板数的比值于塔内所需理论塔板数,可由已知的双组分物系平衡关系,以及实验中测得的塔顶、塔釜出液的组成,回流比R和热状况q等,用图解法求得TN 2.2 图解法求理论塔板数 TN 图解法又称麦卡勃-蒂列(McCabe-Thiele)法,简称M-T法,其原理与逐板计算法完全相同,只是将逐板计算过程在y-x图上直观地表示出来。 2.3 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,如图8-3所示,根据塔顶、塔釜的组成在操作线和平衡线间作梯级,即可得到理论塔板部分回流操作。部分回流操作时,图解法的主要步骤为: (1)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;(2)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; (3)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; (4)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; (5)连接点d、b作出提馏段操作线; (6)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; (7) 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。 2.4 实验装置和流程 本实验装置的主体设备是筛板精馏塔,配套的有加料系统、回流系统、产品出料管路、残液出料管路、进料泵和一些测量、控制仪表。 筛板塔主要结构参数:塔内径D=68mm,厚度洌?4mm,塔板数N=10块,板间距HT =100mm。加料位置由下向上起数第4块和第6块。降液管采用弓形,齿形堰,堰长56mm,堰高7.3mm,齿深4.6mm,齿数9个。降液管底隙4.5mm。筛孔直径d0=1.5mm,正三角形排列,孔间距t=5mm,开孔数为77个。塔釜为内电加热式,加热功率2.5kW,有效容积为10L。塔顶冷凝器、塔釜换热器均为盘管式。单板取样为自下而上第1块和第10块,斜向上为液相取样口,水平管为气相取样口。 本实验料液为乙醇水溶液,釜内液体由电加热器产生蒸汽逐板上升,经与各板上的液体传质后,进入盘管式换热器壳程,冷凝成液体后再从集液器流出,一部分作为回流液从塔顶流入塔内,另一部分作为产品馏出,进入产品贮罐;残液经釜液转子流量计流入釜液贮罐。

苯-甲苯筛板精馏塔课程设计

河西学院 Hexi University 化工原理课程设计 题目: 苯-甲苯筛板式精馏塔设计学院:化学化工学院

专业:化学工程与工艺 学号: 姓名: 指导教师: 2014年12月6日 目录 化工原理课程设计任务书 1.概述 (5) 1.1序言 ....................................................................................................................... 5 1.2再沸器?5 1.3冷凝器?5 2.方案的选择及流程说明?6 3.塔的工艺计算?6 3.1原料及塔顶塔底产品的摩尔分率?7 3.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (7) 3.3物料衡算?7 4.塔板数的确定 (7) 4.1理论塔板数T N (7)

4.2最小回流比及操作回流比?8 4.3精馏塔的气、液相负荷?8 4.4操作线方程 .............................................................................. 错误!未定义书签。 4.5图解法求理论塔板数 (9) 4.6实际板层数?9 5.精馏塔的工艺条件及有关物性数据................................................. 错误!未定义书签。 5.1操作压力?9 5.2操作温度?10 10 5.3平军摩尔质量? 5.4平均密度?11 5.5液体平均表面张力 ........................................................................................... 12 5.6液体平均黏度 ..................................................................................................... 12 13 6.精馏塔的塔体工艺尺寸? 6.1塔径 (13) 6.2空塔气速 (13) 6.3实际空塔气速 (14) 6.4精馏塔有效高度?错误!未定义书签。 7.踏板主要工艺尺寸的设计......................................................................................... 157.1塔板布置 .......................................................................................................... 18 7.2.塔板布 置………………………………………………………………………….18

苯-甲苯筛板精馏塔课程设计

河西学院 Hexi University 化工原理课程设计 题目: 苯-甲苯筛板式精馏塔设计 学院: 化学化工学院 专业:化学工程与工艺 学号: 姓名: 指导教师: 2014年12月6日

目录 化工原理课程设计任务书 1.概述 (5) 1.1序言 (5) 1.2再沸器 (5) 1.3冷凝器 (5) 2.方案的选择及流程说明 (6) 3.塔的工艺计算 (6) 3.1原料及塔顶塔底产品的摩尔分率 (7) 3.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (7) 3.3物料衡算 (7) 4.塔板数的确定 (7) N (7) 4.1理论塔板数T 4.2最小回流比及操作回流比 (8) 4.3精馏塔的气、液相负荷 (9) 4.4操作线方程 (9) 4.5图解法求理论塔板数 (9) 4.6实际板层数 (9) 5.精馏塔的工艺条件及有关物性数据 (9) 5.1操作压力 (9) 5.2操作温度 (10) 5.3平军摩尔质量 (10) 5.4平均密度 (11) 5.5液体平均表面张力 (12) 5.6液体平均黏度 (13) 6.精馏塔的塔体工艺尺寸 (13) 6.1塔径 (13) 6.2空塔气速 (14) 6.3实际空塔气速 (15)

6.4精馏塔有效高度 (15) 7.踏板主要工艺尺寸的设计 (15) 7.1塔板布置 (17) 7.2.塔板布 置 (18) 8.筛板的流体力学验算 (19) 8.1塔板压降 (19) 8.2液面落差 (20) 8.3液沫夹带 (20) 8.4漏液 (20) 8.5液泛 (21) 9.塔板负荷性能图 (22) 9.1漏液线 (22) 9.2液沫夹带线 (22) 9.3液相负荷下限线 (23) 9.4液相负荷上限线 (24) 9.5液泛线 (24) 10.板式塔常见附件 (26) 10.1进料罐线管径 (27) 11.附属设备 (30) 11.1塔顶空间 (30) 11.2塔底空间. (30) 11.3人孔 (30) 11.4塔高 (30) 12.设计筛板塔的主要结果汇总: (30) 参考文献 (32) 设计心得体会 (32) 成绩评定: ............................................. 错误!未定义书签。

筛板精馏实验知识讲解

筛板精馏实验装置 使用说明书 华中师范大学化学学院2016年12月

筛板精馏实验装置 一、实验目的 1、熟悉板式精馏塔的结构、流程及各部件的结构作用; 2、了解精馏塔的正确操作,学会正确处理各种异常情况; 3、用作图法确定精馏塔全回流与部分回流时理论板数,并计算出全塔效率。 二、实验流程、装置描述 筛板精馏实验流程图 阀门:V1塔釜加料阀,V2塔釜放净阀,V3塔釜出料阀,V4塔底产品罐放净阀,V5塔顶产品罐放净阀,V6冷却正丙醇流量调节阀,V7采出电磁阀,V8回流电磁阀,V9采样阀,V10、

V11压差计连通阀。 温度:TI1塔釜温度,TI2塔顶温度,TI3回流温度,TI4进料温度,TI5~ TI12塔板温度。 压力:PI1塔釜压力。 差压:DPI1全塔压降。 流量:FI1冷却正丙醇流量。 液位:LI1塔釜液位。 流程说明: 进料:进料泵从原料罐内抽出原料液,经过塔釜换热器,原料液走管程,塔釜溢流液走壳程,热交换后原料液由塔体中间进料口进入塔体 塔顶出料:塔内蒸汽上升至冷凝器,蒸汽走壳程,冷却正丙醇走管程,蒸汽冷凝成液体,流入馏分器,一路经回流电磁阀回流至塔内,另一路经采出电磁阀流入塔顶产品罐塔釜出料:塔釜溢流液经塔釜出料阀V3溢流至塔釜换热器,塔釜溢流液走壳程,原料液走管程,热交换后塔釜溢流液流入塔釜产品罐 冷却正丙醇:冷却正丙醇来自实验室自来正丙醇,经冷却正丙醇流量调节阀V6控制,转子流量计计量,流入冷凝器,冷却正丙醇走管程,蒸汽走壳程,热交换后冷却正丙醇排入地沟 设备仪表参数: 精馏塔:塔内径D=50mm,塔内采用筛板及圆形降液管,共有8块板,板间距HT=55mm,塔板:筛板上孔径d=1.5mm,筛孔数N=127个,开孔率11%。 进料泵:蠕动泵,25#进料管,流量1.6ml/r,转速0-100.0rpm 冷却正丙醇流量计16~160 l/h 总加热功率为3.3Kw 压力传感器0—10KPa 温度传感器:PT100,直径3mm 差压传感器0-5 KPa 三、实验操作(以乙醇-正丙醇为例): 1、开车 ⑴、一般是在塔釜先加入10~20v%(体积)的乙醇正丙醇溶液,釜液位与塔釜出料口持平。 ⑵、开启软件和装置电源,软件与设备建立连接(软件操作见附1-软件说明)。 ⑶、开启电加热电源,选择加热方式,维持塔釜压力在约1000Pa为合适。 ⑷、打开塔顶冷凝器进正丙醇阀V5,流量约80 l/h。 ⑸、回流比操作切换至手动状态,关闭采出电磁阀,开启回流电磁阀,使塔处于全回流状态;

化工原理筛板塔精馏实验报告

化工原理筛板塔精馏实 验报告 标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]

筛板塔精馏实验 一.实验目的 1.了解筛板精馏塔及其附属设备的基本结构,掌握精馏过程的基本操作方法。 2.学会判断系统达到稳定的方法,掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法。 3.学习测定精馏塔全塔效率和单板效率的实验方法,研究回流比对精馏塔分离效率的影响。 二.基本原理 1.全塔效率E T 全塔效率又称总板效率,是指达到指定分离效果所需理论板数与实际板数的比值: E E=E E?1 E N T ——完成一定分离任务所需的理论塔板数,包括蒸馏釜; N P ——完成一定分离任务所需的实际塔板数,本装置N P=10。2.图解法求理论塔板数N T 以回流比R写成的精馏段操作线方程如下: y E+1= E + E E+ 1 + E E y n+1 ——精馏段第n+1块塔板上升的蒸汽组成,摩尔分数; x n ——精馏段第n块塔板下流的液体组成,摩尔分数; x D ——塔顶溜出液的液体组成,摩尔分数; R——泡点回流下的回流比。 提馏段操作线方程如下: E E+1= E′ E′? E E? E E′? E E y m+1 ——提馏段第m+1块塔板上升的蒸汽组成,摩尔分数; x m ——提馏段第m块塔板下流的液体组成,摩尔分数; x W -塔底釜液的液体组成,摩尔分数; L'-提馏段内下流的液体量,kmol/s; W-釜液流量,kmol/s。 加料线(q线)方程可表示为:

E= E E?1 E? E E E?1 其中, E=1+E EE(E E?E E) E E q——进料热状况参数; r F ——进料液组成下的汽化潜热,kJ/kmol; t S ——进料液的泡点温度,℃; t F ——进料液温度,℃; c pF ——进料液在平均温度 (tS tF ) /2 下的比热容,kJ/(kmol℃); x F ——进料液组成,摩尔分数。 (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。 图1 全回流时理论塔板数确定 (2)部分回流操作 部分回流操作时,如图2,图解法的主要步骤为: A.根据物系和操作压力画出相平衡曲线,并画出对角线作为辅助线; B.在对角线上定出a点(xD,xD)、f点(xF,xF)和b点(xW,xW); 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,过点f作出斜率为q/(q-1)的q线交精馏段操作线于点d,连接点d、b作出提馏段操作线; E.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。 图2 部分回流时理论板数的确定 本实验料液为乙醇水溶液,釜内液体由电加热器产生蒸汽逐板上升,经与各板上的液体传质后,进入盘管式换热器壳程,冷凝成液体后再从集液器流出,一部分作为回流液从塔顶流入塔内,另一部分作为产品馏出,进入产品贮罐;残液经釜液转子流量计流入釜液贮罐。

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