北京化工大学学生实验报告学院:化学工程学院姓名：学号:专业：化学工程与工艺班级:同组人员:课程名称：化工原理实验实验名称：精馏实验实验日期北京化工大学实验五精馏实验摘要:本实验通过测定稳定工作状态下塔顶、塔釜及任意两块塔板得液相折光度,得到该处液相浓度,根据数据绘出x－y图并用图解法求出理论塔板数,从而得到全回流时得全塔效率及单板效率。通过实验,了解精馏塔工作原理。关键词:精馏,图解法,理论板数,全塔效率,单板效率。一、目得及任务①熟悉精馏得工艺流程,掌握精馏实验得操作方法。②了解板式塔得结构,观察塔板上汽—液接触状况.③测定全回流时得全塔效率及单塔效率。④测定部分回流时得全塔效率.⑤测定全塔得浓度(或温度)分布.⑥测定塔釜再沸器得沸腾给热系数。二、基本原理在板式精馏塔中,由塔釜产生得蒸汽沿塔逐板上升与来自塔顶逐板下降得回流液，在塔板上实现多次接触，进行传热与传质,使混合液达到一定程度得分离.回流就是精馏操作得以实现得基础。塔顶得回流量与采出量之比，称为回流比。回流比就是精馏操作得重要参数之一,其大小影响着精馏操作得分离效果与能耗。回流比存在两种极限情况：最小回流比与全回流。若塔在最小回流比下操作,要完成分离任务，则需要无穷多塔板得精馏塔。当然,这不符合工业实际,所以最小回流比只就是一个操作限度。若操作处于全回流时,既无任何产品采出，也无原料加入,塔顶得冷凝液全部返回塔中，这在生产中午实际意义。但就是由于此时所需理论板数最少,又易于达到稳定，故常在工业装置得开停车、排除故障及科学研究时采用。实际回流比常取最小回流比得1、2~２、0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．板效率就是体现塔板性能及操作状况得主要参数，有以下两种定义方法。总板效率EE=Ｎ/Neﻩ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ＥmlﻩEｍl=(ｘｎ—１—xn）/（xn—1—xn*)式中Ｅml－－以液相浓度表示得单板效率；xｎ，xn-1－－第ｎ块板与第n－１块板得液相浓度;xn*——与第n块板气相浓度相平衡得液相浓度。总板效率与单板效率得数值通常由实验测定。单板效率就是评价塔板性能优劣得重要数据。物系性质、板型及操作负荷就是影响单板效率得重要因数。当物系与板型确定后,可通过改变气液负荷达到最高板效率;对于不同得板型,可以保持相同得物系及操作条件下,测定其单板效率,以评价其性能得优劣.总板效率反映全塔各塔板得平均分离效果，常用于板式塔设计中。若改变塔釜再沸器中加热器得电压,塔内上升蒸汽量将会改变,同时，塔釜再沸器电加热器表面得温度将发生变化，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与加热量得关系。由牛顿冷却定律,可知Q=αA△tｍ式中Ｑ-—加热量，kw；α—-沸腾给热系数,kw/（m２*K)；A——传热面积,ｍ2；△tｍ——加热器表面与主体温度之差,℃。若加热器得壁面温度为ts,塔釜内液体得主体温度为tw，则上式可改写为Q=aA(ts－tｗ）由于塔釜再沸器为直接电加热,则加热量Ｑ为Ｑ=U2／R式中Ｕ－—电加热得加热电压,V;R——电加热器得电阻，Ω。三、装置与流程本实验得流程如图1所示,主要有精馏塔、回流分配装置及测控系统组成。1、精馏塔精馏塔为筛板塔,全塔共八块塔板,塔身得结构尺寸为:塔径∮(5７×3、5)ｍm,塔板间距80mm;溢流管截面积７8、５mm2，溢流堰高1２ｍm,底隙高度6mm;每块塔板开有4３个直径为1、５mm得小孔,正三角形排列，孔间距为6mm。为了便于观察踏板上得汽—液接触情况，塔身设有一节玻璃视盅,在第１-6块塔板上均有液相取样口。蒸馏釜尺寸为∮108mm×4mm×400mm、塔釜装有液位计、电加热器(1、5ｋw)、控温电热器(20０w)、温度计接口、测压口与取样口,分别用于观测釜内液面高度,加热料液,控制电加热装置，测量塔釜温度,测量塔顶与塔釜得压差与塔釜液取样。由于本实验所取试样为塔釜液相物料，故塔釜内可视为一块理论板。塔顶冷凝器为一蛇管式换热器,换热面积为０、06m2,管外走冷却液。图１精馏装置与流程示意图1。塔顶冷凝器2.塔身3。视盅4。塔釜5.控温棒６。支座７．加热棒8.塔釜液冷却器９.转子流量计１0.回流分配器１1。原料液罐12。原料泵13．缓冲罐14。加料口１5.液位计２、回流分配装置回流分配装置由回流分配器与控制器组成。控制器由控制仪表与电磁线圈构成。回流分配器由玻璃制成，它由一个入口管、两个出口管及引流棒组成．两个出口管分别用于回流与采出。引流棒为一根∮4mm得玻璃棒，内部装有铁芯，塔顶冷凝器中得冷凝液顺着引流棒流下