乙醇水精馏塔实验.docx
- 文档编号:10676495
- 上传时间:2023-05-27
- 格式:DOCX
- 页数:17
- 大小:206.56KB
乙醇水精馏塔实验.docx
《乙醇水精馏塔实验.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《乙醇水精馏塔实验.docx(17页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
乙醇水精馏塔实验
乙醇-水精馏塔实验
、实验目的:
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,塔底釜液组成可以求出该塔的理论板数
Nr.按照式1可以得到总板效率Et,其中NP为实际塔板数
部分回流时,进料热状况参数的计算式为
式中:
tF—
进料温度,C。
tBP—
进料的泡点温度,C。
Cpm-
—进料液体在平均温度(tF+tp)/2下的比热,kJ/(kmol?
C)
rm——
进料液体在其组成和泡点温度下的汽化潜热,kJ/kmol
CPm(tBP
rm
rm
CpmCp1M1X1Cp2M2X2kJ/(kmol?
C)(3)
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?
C)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。
M,M—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):
图1精馏实验装置流程图
1-储料罐;2-进料泵;3-放料阀;4-加热器;5-直接进料阀;6-间接进料阀;
7-进料流量计;8-高位槽;9-玻璃观察段;10-精馏塔;11-塔釜取样阀;12-釜液放空阀;13-塔顶冷凝器;14-回流比流量计;15-塔顶取样阀;16-塔顶液回收罐;17-放空阀;18-冷却水流量计;19-塔釜储料罐;20-塔釜冷凝器;21-第8块板进料阀;22-第9块板进料阀;23-第10块板进料阀;24-液位计;25-料液循环阀;26-釜残液出料阀;27-进料入口阀;28-指针压力表
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
名称
直径
(mm
高度
(mm
板间距
(mr)
板数
(块)
板型、孔
径(mr)i
材质
塔体
①76X
100
100
11
筛板
不锈钢
塔釜
①220X2
400
不锈钢
塔顶冷
凝器
①89X
600
不锈钢
塔釜冷凝器
①57X
300
不锈钢
表2乙醇一水t-x-y关系(以乙醇摩尔分率表示,x-液相,y-气相)
摩尔分数x
摩尔分数y
t/C
100
乙醇沸点:
78.3C;水沸点:
100.0C.
3•实验仪器及试剂:
(1)实验物系:
乙醇一水(本试验也可用乙醇-正丙醇物系);
(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),浓度分析使用酒精计,酒精计为体积分数,通过查《酒精体积分数、质量分数、密度对照表》可得酒精的质量分数W通过质量分率求出摩尔分率(XA),公式如下:
乙醇分子量MA=46;水分子量Mb=18
(5)
3.实验设备面板图(如图2所示):
1-第孑块板遍度任)
A第L0块板温度
总电源
OO
O
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:
配制一定浓度(质量浓度20%左右)的乙醇一水混合液(总容量25升左右),倒入储料罐中。
打开进料入口阀27,其余阀门关闭,启动进料泵2,打开料液循
环阀25,使料液混合均匀,混合均匀后将料液循环阀25打至半开,将直接进料
阀全开,放空阀12全开,进行进料,一般在塔釜总高2/3处。
然后关闭进料阀门和进料泵。
2.实验操作:
(1)全回流操作:
1打开塔顶冷凝器进水阀门,保证冷却水足量(160L/h即可)。
2记录室温。
接通总电源开关(220V)。
3调节加热电压约为150伏,待塔板上建立液层后再适当加大电压至170V,使塔内维持正常操作。
4当各块塔板上鼓泡均匀后,保持加热釜电压不变,在全回流情况下稳定
20分钟左右。
期间要随时观察塔内传质情况直至操作稳定。
然后分别在塔顶、塔釜取样口用100ml量筒同时取样,通过酒精计分析样品浓度。
(2)部分回流操作:
1打开间接进料阀门和进料泵,调节转子流量计,以(L/h)的流量向塔内加料,打开进料加热开关,调节到合适的进料温度,用回流比流量计调节回流比为R=3,馏出液收集在塔顶液回收罐中。
2塔釜产品经冷却后由溢流管流出,收集在容器内。
3待操作稳定后,观察塔板上传质状况,记下加热电压、塔顶温度,塔釜压力等有关数据,整个操作中维持进料流量计读数不变,分别在塔顶、塔釜和进料三处取样用酒精计其浓度并记录下进塔原料液的温度。
(3)实验结束
1取好实验数据并检查无误后可停止实验,此时关闭进料阀门和加热开关,关闭回流比流量计阀门。
2停止加热后10分钟再关闭冷却水,一切复原。
3根据物系的t-x-y关系,确定部分回流条件下进料的泡点温度,并进行数据处理。
六、实验注意事项:
1.由于实验所用物系属易燃物品,所以实验中要特别注意安全,操作过程中避免
洒落以免发生危险。
2.本实验设备加热功率由仪表自动调节,注意控制加热升温要缓慢,以免发生爆沸(过冷沸腾)使釜液从塔顶冲出。
若出现此现象应立即断电,重新操作。
升温和正常操作过程中釜的电功率不能过大。
3.开车时要先接通冷却水再向塔釜供热,停车时操作反之
4.检测浓度使用酒精计,使用方法见说明书。
5.为便于对全回流和部分回流的实验结果(塔顶产品质量)进行比较,应尽量使两组实验的加热电压及所用料液浓度相同或相近。
连续开出实验时,应将前一次实验时留存在塔釜、塔顶、塔底产品接受器内的料液倒回原料液储罐中循环使用。
七、实验数据记录
表4精馏实验原始数据
实际塔板数:
11实验物系:
乙醇-水
全回流:
R=g,
塔釜压力=kPa
部分回流:
R=3进料量:
4l/h
进料温度:
60C
塔顶组成
塔釜组成
塔顶组成
塔釜组成
进料组成
体积分数
附录《酒精体积分数、质量分数、密度对照表》
体积分数
质量分数
体积分数
质量分数
体积分数
质量分数
0
0
67
34
1
68
35
2
69
36
3
70
37
4
71
38
5
72
39
6
73
40
7
74
41
8
75
42
9
76
43
10
77
44
11
78
45
12
79
46
13
80
47
14
81
50
15
82
51
16
83
52
17
84
53
18
85
54
19
86
55
20
87
56
21
88
57
22
89
58
23
90
59
24
91
60
25
92
61
26
93
62
27
94
63
28
95
64
29
96
65
30
97
66
31
98
32
33
99
100
100
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 乙醇 精馏塔 实验
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)