北京化工大学精馏实验报告.doc
《北京化工大学精馏实验报告.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《北京化工大学精馏实验报告.doc(15页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、北 京 化 工 大 学化 工 原 理 实 验 告:实验日期实验名称班级姓名学号同组成员实验日期精馏实验 2023.5.13实验日期精馏实验一、 实验目的1、熟悉填料塔的构造与操作;2、熟悉精馏的工艺流程,掌握精馏实验的操作方法;3、了解板式精馏塔的结构,观测塔板上汽液接触状况;4、掌握液相体积总传质系数的测定方法并分析影响因素5、测定全回流时的全塔效率及单板效率;6、测量部分回流时的全塔效率和单板效率二、 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,气液两相在塔板上接触,实现传质、传热过程而达成分离的目的。假如在每层塔板上,上升的蒸汽与下降的液体处在平衡状态,则该塔板称之为理
2、论塔板。然而在实际操做过程中由于接触时间有限,气液两相不也许达成平衡,即实际塔板的分离效果达不到一块理论塔板的作用。因此,完毕一定的分离任务,精馏塔所需的实际塔板数总是比理论塔板数多。 回流是精馏操作得以实现的基础。塔顶的回流量与采出量之比,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,要完毕分离任务,则需要有无穷多块板的精馏塔。这在工业上是不可行的,所以最小回流比只是一个操作限度。若在全回流下操作,既无任何产品采出,也无原料加入,塔顶的冷凝液所有返回塔中,这在生产中无实验意义。实际回流比常
3、取最小回流比的1.22.0倍。本实验处在全回流情况下,既无任何产品采出,又无原料加入,此时所需理论板最少,又易于达成稳定,可以很好的分析精馏塔的性能。影响塔板效率的因素很多,大体可归结为:流体的物理性质(如粘度、密度、相对挥发度和表面张力等)、塔板结构以及塔的操作条件等。由于影响塔板效率的因素相称复杂,目前塔板效率仍以实验测定给出。板效率是体现塔板性能及操作状况的重要参数,有两种定义方法。(1) 总板效率式中:总板效率; 理论板数 (不涉及塔釜); 实际板数(2) 单板效率式中:以液相浓度表达的单板效率;,第n块板和第n-1块板的液相浓度;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
4、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参数。当物系与板型拟定后,可通过改变气液负荷达成最高的板效率;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,以评价其性能的优劣。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。实验所选用的体系是乙醇正丙醇,这两种物质的折射率存在差异,且其混合物的质量分数与折射率有良好的线性关系,通过使用阿贝折光仪来分析料液的折射率,从而得到浓度。 若改变塔釜再沸器中电加热器的电压,塔内上升蒸汽量将会改变,同时,塔釜再沸器电热器表面得温度将发生改变,其沸腾给热系数也将发生变化,从
5、而可以得到沸腾给热系数与加热量的关系。由牛顿冷却定律,可知式中 加热量,kW;沸腾给热系数,kW/(m2K)传热面积,m2加热器表面与温度主体温度之差,。若加热器的壁面温度为ts,塔釜内液体的主体温度为tw,则上式可改写为由于塔釜再沸器为直接电加热,则其加热量Q为式中:U电加热器的加热电压,V;R电加热器的电阻,(3) 根据进料热状态参数作q线,q线方程:式中: 进料液组成(摩尔分数); 进料热状态参数。式中: 定性温度下进料液的平均比热,(kJkmol-1-1) 进料温度,; 进料泡点,; 进料的千摩尔气化潜热,(kJ/kmol);(4)由塔底残液浓度XW垂线与平衡线的交点,精馏段操作线与q
6、线交点的连线作提馏段操作线。(5)图解法求出理论塔板数。三、 实验流程1、 实验装置本实验的流程如图所示,重要由精馏塔、回流分派装置及测控系统组成。1、配料罐2、配料罐放空阀3、循环泵4、进料罐5、进料罐放空阀6、进料泵7、进料旁路阀8、进料流量计9、快速进料阀10、进料口位置阀11、玻璃塔节12、塔釜加热器13、塔釜液位计14、塔釜出料阀15、塔釜冷却器16、出料泵17、快速出料阀18、型液位控制管19、回流比分派器20、塔顶冷凝器21、塔顶放空阀22、冷却水流量计2、 设备参数(1)精馏塔精馏塔为筛板塔,全塔共8块塔板,塔身的结构尺寸为:塔径(573.5)mm,塔板间距80mm:溢流管截面
7、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的小孔,正三角形排列,孔间距为6mm。为了便于观测塔板上的汽液接触情况,塔身设有一节玻璃视盅,在第16块塔板上均有液相取样口。蒸馏釜尺寸为108mm4mm400mm。塔釜装有液位计、电加热器(1.5kW)、控温电加热器(200W)、温度计接口、测压口和取样口,分别用于观测釜内液面高度,加热料液,控制电加热量,测量塔釜温度,测量塔顶与塔釜的压差和塔釜液取样。由于本实验所取试样为塔釜液相物料,故塔釜可视为一块理论板。塔顶冷凝器为一蛇管式换热器,换热面积0.06m2,管外走蒸汽,管内走冷却水。(2)回流分派装置分派
8、装置由回流分派器与控制器组成。控制器由控制仪表和电磁线圈构成。回流分派器由玻璃制成,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和采出。引流棒为一根4mm的玻璃棒,内部装有铁芯,塔顶冷凝器中的冷凝液顺着引流棒流下,在控制器的控制下实现塔顶冷凝器的回流或采出操作。即当控制器电路接通后,电磁线圈将引流棒吸起,操作处在采出状态;当控制器电路断路时,电磁线圈不工作,引流棒自然下垂,操作处在回流状态。此回流分派器既可通过控制器实现手动控制,也可通过计算机实现自动控制。(3)测控系统在本实验中,运用人工智能仪表分别测定塔顶温度、塔釜温度、塔身伴热温度、塔釜加热温度、全塔压降、加热电压、进
9、料温度及回流比等参数,该系统的引入,不仅使实验更为简便、快捷,又可实现计算机在线数据采集与控制。(4)物料浓度分析本实验所选用的体系为乙醇-正丙醇,由于这两种物质的折色率存在差异,且其混合物的质量分数与折色率有良好的线性关系,故可通过阿贝折光仪分析液料的折色率,从而得到浓度。这种测定方法的特点是方便快捷、操作简朴,但精度稍低;若要实现高精度的测量,可运用气相色谱进行浓度分析。四、 实验操作1、配制原料。将乙醇、正丙醇按体积比1:3放入1罐中,开3泵混匀,送入4罐。2、塔釜进来斗。开6泵和5、9、10阀门,进料占液位计高度4/5左右,关闭6泵和上述阀门。3、全回流操作1)开塔顶放空阀门21,塔釜
10、抽取样品0.5ml,用阿贝折光仪测原始组成nd;2)按塔釜加热“手动控制”绿色按钮,调加热电压120V,开冷却水2.5L/min;3)使用新针筒取样纯乙醇、正丙醇,测40C时折光率,拟定方程参数a、b;4)发现回流比分派器中有液体回流后,调整到最佳电压(70110V),稳定10分钟;5)反复推、拉取样器,抽取热样品0.5ml,注意全针筒替换,对的使用折光仪测折光率;4、部分回流操作(全回流稳定10分钟后进行)1)设定回流比为2、3或4并运营,根据泡沫高度等调节至合适的加热电压;2)开塔釜出料阀14,设定塔釜液位控制高度(修改SV值=刻度线时的PV值);3)开进来斗阀10,再开进料泵6,结合旁路
- 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:
- 北京 化工大学 精馏 实验 报告
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【丰****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【丰****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。