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1、板式塔精馏实验装置实验指导书天津大学化工基础实验中心.01一、 实验目的 :资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。1.了解板式精馏塔的结构和操作。2.学习精馏塔性能参数的测量方法, 并掌握其影响因素。二、 实验内容 :1.测定精馏塔在全回流条件下,稳定操作后的全塔理论塔板数和总板效率。2.测定精馏塔在部分回流条件下,稳定操作后的全塔理论塔板数和总板效率。三、 实验原理 :对于二元物系 , 如已知其汽液平衡数据 , 则根据精馏塔的原料液组成 , 进料热状况 , 操作回流比及塔顶馏出液组成 , 塔底釜液组成能够求出该塔的理论板数 NT.按照式 1 能够得到总板效率 ET ,
2、其中NP 为实际塔板数。ETNNT100 %( 1)P部分回流时 , 进料热状况参数的计算式为C Pm ( t BPt F )r m( 2)qr m式中 :tF 进料温度 , 。tBP 进料的泡点温度 , 。Cpm 进 料液 体 在 平 均 温度 ( tF+ t P) /2下 的 比热 ,KJ/( kmol. )rm 进料 液 体 在 其 组成 和 泡 点 温 度下 的 汽 化 潜热 ,KJ/kmol资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。CpmC P 1 M 1 x1C P 2 M 2 x 2KJ/( kmol. )( 3)r mr1 M 1 x1r 2 M2 x 2K
3、J/kmol( 4)式中 : CP1, CP2分别为纯组份1 和组份2 在平均温度下的比热 ,KJ/( kg. ) 。r1,r2 分别为纯组份1 和组份 2 在泡点温度下的汽化潜热, ,KJ/kg 。M1, M2 分别为纯组份1 和组份 2 的摩尔质量 , KJ/kmol 。x1,x2分别为纯组份1 和组份 2 在进料中的摩尔分率。四、 实验装置基本情况:1实验设备流程图( 如图 1 所示 ) :资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。138T1T99T210T3T1015T427T52221T676T792352411T82514212314冷却水16191820图 1
4、精馏实验装置流程图储料罐；进料泵；放料阀；加热器；直接进料阀；间接进料阀；流量计；高位槽；玻璃观察段；精馏塔；塔釜取样阀；釜液放空阀；塔顶冷凝器；回流比控制器；塔顶取样阀；塔顶液回收罐；放空阀；电磁阀；塔釜储料罐；塔釜冷凝器；第五块板进料阀；第六块板进料阀；第七块板进料；液位计；料液循环阀；釜残液出料阀；进料加热器。2.实验设备主要技术参数:精馏塔实验装置结构参数见表1表 1 精馏塔结构参数直径高 度板间距板 数板型、 孔材质名称( mm)( mm)( 块 )降液管( mm)径 ( mm)资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。塔体 57 3.51001009筛板 2.0
5、 81.5不锈钢塔釜 100 2300不锈钢塔顶冷 57 3.5300不锈钢凝器塔釜 57 3.5300不锈钢冷凝器表 2乙醇正丙醇t-x-y 关系(以乙醇摩尔分率表示, x-液相 ,y-气相 )t97.6093.8592.6691.6088.3286.2584.9884.1383.0680.5078.38x00.126.1880.2100.3580.4610.5460.6000.6630.8841.0y00.2400.3180.3490.5500.6500.7110.7600.7990.9141.0乙醇沸点 : 78.3;正丙醇沸点 :97.2 .3实验仪器及试剂:( 1) 实验物系 : 乙
6、醇正丙醇 ;( 2) 实验物系纯度要求: 化学纯或分析纯;( 3) 实验物系平衡关系见表2;( 4) 实验物系浓度要求 : 15-25 (乙醇质量百分数 ), 浓度分析使用阿贝折光仪 (用户自备 ), 折光指数与溶液浓度的关系见表 3。表 3温度折光指数液相组成之间的关系00.050520.099850.19740.29500.39770.49700.5990251.38271.38151.37971.37701.37501.37301.37051.3680301.38091.37961.37841.37591.37551.37121.36901.3668351.37901.37751.376
7、21.37401.37191.36921.36701.3650(续表 3)资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。0.64450.71010.79830.84420.90640.95091.000251.36071.36581.36401.36281.36181.36061.3589301.36571.36401.36201.36071.35931.35841.3574351.36341.36201.36001.35901.35731.36531.355130OC 下质量分率与阿贝折光仪读数之间关系也可按下列回归式计算: 58.844116 42.61325 nD其中 :
8、 W 为乙醇的质量分率 ;nD 为折光仪读数(折光指数 ); 经过质量分率求出摩尔分率(X ),公式如下 : 乙醇分子量 46; 正丙醇分子量 B 60XA(WA M A )(WA MA )1 (WA ) MB3.实验设备面板图( 如图 2 所示 ) :资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。1- 塔顶温度( )2- 第三块板温度( )3- 第四块板温度( )1- 第五块板温度( )2- 第六块板温度( )3- 第七块板温度( )1- 第八块板温度( )2- 塔釜液相温度( )3- 回流液温度( )回流比控制器加热电压（ V）进料温度（）总电源V1V2塔釜加热进料泵回流比进料加热图 2精馏设备仪表面板图五、 实验方法及步骤:1.实验前检查准备工作:(1) 将与阿贝折光仪配套使用的超级恒温水浴 (阿贝折光仪和超级恒温水浴用户自备 )调整运行到所需的温度 , 并记录这个温度。 将取样用注射器和镜头纸备好。( 2) 检查实验装置上的各个旋塞、阀门均应处于关闭状态。( 3) 配制一定浓度(质量浓度20左右 )的乙醇正丙醇混合液(总容量 15 升左右 ),倒入储料罐。( 4) 打开直接进料阀门和进料泵开关, 向精馏釜内加料到指定高度 (冷液面在塔釜总高23 处), 而后关闭进料阀门和进料泵。