化工原理实验教案 板式精馏塔的操作及其总塔效率的测定 实验八 板式精馏塔的操作及其总塔效率的测定 一、实验目的 1. 熟悉板式塔的结构及精馏操作流程。 2. 掌握精馏塔的操作方法，进一步理解影响精馏操作的因素。 3. 学会精馏塔总塔效率的测定方法 二、实验内容 1、观察精馏过程中汽液两相在塔板上的接触情况； 2、测定全塔效率； 3、 要求分离 15~20%（体积百分数，以下用 v 表示）的乙醇水溶液，达到塔顶馏出液乙醇浓度大于 90%（v），塔釜残液乙醇浓度小于 5%（v）。并在规定的时间内完成 300mL 的采出量，记录下所有的实验参数； 4、 要求控制料液进料量为 3 L/h，调节回流比，尽可能达到最大的塔顶馏出液浓度。 三、实验原理 最早的精馏方法出现于希腊，航海者利用海水将蒸汽凝结以获得淡水。今天精馏已成为化学和石油工业中分离液体混合物单元操作中最广泛采用的方法之一。此分离技术的原理是液体混合物中各组分的挥发度不同，这样液体混合物沸腾时所得的蒸汽在绝大部分情况下与沸腾的液体有着不同的组成。 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、传热过程而达到分离的目的。如果在每层塔板上，上升的蒸汽与下降的液体处于平衡状态，则该塔板称之为理论塔板。然而在实际操做过程中由于接触时间有限，气液两相不可能达到平衡，即实际塔板的分离效果达不到一块理论塔板的作用。因此，完成一定的分离任务，精馏塔所需的实际塔板数总是比理论塔板数多。对于双组分混合液的蒸馏，若已知汽液平衡数据，测得塔顶流出液组成 Xd、釜残液组成 Xw ，液料组成 Xf 及回流比 R 和进料状态，就可用图解法在 y-x 图上，或用其他方法求出理论塔板数 Nt。精馏塔的全塔效率Et 为理论塔板数与实际塔板数 N 之比，即：Et=Nt/N。 影响塔板效率的因素很多，大致可归结为：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。由于影响塔板效率化工原理实验教案 板式精馏塔的操作及其总塔效率的测定 的因素相当复杂，目前塔板效率仍以实验测定给出。对二元物系，全回流时，根据塔顶、塔底气液组成可求出理论塔板数 精馏塔的单板效率Em 可以根据气相（或液相）通过测定塔板的浓度变化进行计算。 若以液相浓度变化计算，则为： Eml=(Xn-1-Xn) / (Xn-1- Xn*) 若以气相浓度变化计算，则为：Emv=(Yn-Yn+1) / ( Yn*-Yn-1) ...
