实验六、板式塔精馏实验

实验六、板式塔精馏实验 一、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． 了解板式精馏塔的结构，观察塔板上汽液接触状况； 3． 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。 二、实验原理： 在精馏过程中，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多次部分汽化部分冷凝，进行传热与传质，使混合液达到一定程度的分离。 回流是精馏操作的必要条件，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主要参数，它的大小直接影响精馏操作的分离效果和能耗。若塔在最小回流比下操作，要完成分离任务，则需要无穷多块塔板，在工业上是不可行的。若在全回流下操作，既无任何产品的采出，也无任何原料的加入，塔顶的冷凝液全部返回到塔中，这在生产中无任何意义。但是，由于此时所需理论板数最少，易于达到稳定，故常在科学研究及工业装置的开停车及排除故障时采用。通常回流比取最小回流比的1.2～2.0倍。 1．塔板效率 板式精馏塔中汽液两相在各塔板上相互接触而发生传质作用，由于接触时间短暂和不够充分，并且汽相上升也有一些雾沫夹带，因此其传质效率总不会达到理论板效果。通常用塔板效率来表示塔板上传质的完善程度。 塔板效率是体现塔板性能及操作状况的主要参数。影响塔板效率的因素很多，大致归纳为：流体的物理性质（如粘度、密度、相对挥发度和表面张力等）塔板结构以及操作条件等，由于影响塔板效率的因素相当复杂，目前仍以实验的方法测定。 （1）总板效率（或全塔的效率）：反映全塔中各层塔板的平均分离效果，常用于板式塔的设计。 （2-44） 式中： ET——总板效率 NT——理论板数 NP——实际板数 （2）单板效率，反映单独的一块板上传质的效果，是评价塔板式性能优劣的重要数据，常有于塔板的研究。 （2-45） 式中：——以液相浓度表示的单板效率； xn，xn-1——第n块板和第n-1块板液相浓度； ——与离开第n块板的气体相平衡的液相浓度。 ２．理论塔板数NT 在全回流操作时，操作线与x～y图中的45°对角线相重合，完成一定分离程度所需的塔板数据最少，只需测得塔顶产品组成 xD及塔釜产品组成 xW，就可以用图解法求出理论塔板数NT。 在某一回流比下的理论板数的测定可用逐板计算法或图解法。一般常用图解法，具体步骤如下： （1）在直角坐标上绘出待分离混合液的x～y平衡曲线。 （2...