浙江大学化工原理(过程工程与控制乙)实验报告-精馏实验(共6页).docx
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1、精选优质文档-倾情为你奉上专业:高分子 姓名:_吴钰龙 学号: 日期:2009.11.05 地点:教十2204 实验报告课程名称:过程工程原理实验(乙) 指导老师:金伟光 成绩:_实验名称:筛板塔精馏操作及效率测定 实验类型:工程实验 同组学生姓名:张子宽、王浩、张宇、任欣、崔剑峰一、实验目的和要求(必填)二、实验内容和原理(必填)三、主要仪器设备(必填)四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析(必填)七、讨论、心得筛板塔精馏操作及效率测定1实验目的 1.1 了解板式塔的结构和流程,并掌握其操作方法;1.2 测定筛板塔在全回流和部分回流时的全塔效率。2 实验装置 2.1
2、精馏塔装置由塔釜、塔体、全凝器、加料系统、回流系统、贮槽(原料、产品、釜液)以及测量、控制仪表等组成。装置流程如图1所示。2.2 装置规格介绍:筛板精馏塔内径68mm,共7块塔板,其中精馏段5块,提馏段2块;精馏段塔板间距150mm,提馏段塔板间距180mm;筛孔孔径1.5m,正三角形排列,孔间距4.5mm,开孔数104个。装置采用电加热,塔釜内有3支额定功率为3kW的螺旋管加热器。3 实验原理 3.1在板式精馏塔中,偏离平衡的汽液两相在塔板上进行传质、传热,当离开该板的汽、液两相组成平衡、温度相同时,则此板称为理论板。实际操作中,由于塔板上的汽、液两相接触时间有限及相间返混等因素影响,使汽、
3、液两相尚未达到平衡即离开塔板。即一块实际塔板的分离效果达不到一块理论板的作用,因此精馏塔所需的实际板数比理论板数多。 3.2 全回流操作时的全塔效率ET的测定全塔效率(总板效率)ET ET=NT-1NP100% (1)式中:NT为完成一定分离任务所需的理论板数,包括蒸馏釜; NP为完成一定分离任务所需的实际板数,本装置NP=7块。在全回流操作中,操作线在x-y图上为对角线。根据实验中所测定的塔顶组成xD、塔底组成xW(均为摩尔百分数)在操作线和平衡线间作梯级,即可得到理论板数NT。 图1.实验装置图3.3 部分回流时全塔效率ET的测定 3.3.1 精馏段操作线方程为: yn+1=RR+1xn+
4、xDR+1 (2)式中:R回流比; xD塔顶产品的组成,摩尔百分数。 实验中回流量由回流转自流量计测量,但由于实验操作中一般作冷液回流,所以实际操作回流量应作如下修正: L=L01+CpDtD-tRrD (3)式中:L0回流转子流量计上的读数值,ml/min; L实际回流量,ml/min;tD塔顶液相温度,;tR回流液温度,;CpD塔顶回流液在平均温度(tD+tR2)下的比热,kJ/kgK;rD塔顶回流液组成下的汽化潜热,kJ/kg 。产品量D可由产品转子流量计测量。由于产品量D与回流量L的组成和温度相同,故回流比R可直接用两者的比值来得到。 R=LD (4)式中:D产品转子流量计上的读数值,
5、ml/min 。实验中根据塔顶取样可得塔顶组成xD,并测量回流和产品转子流量计读数L0和D以及回流温度tR和塔顶液相温度tD,再查附表可得CPD、rD,代入即可以得到精馏段操作线方程。 3.3.2 进料q线方程为: y=qq-1x-xFq-1 (5)式中:q进料的液相分率; xF进料液的组成,摩尔百分数;且: q=1kmol进料变为饱和蒸汽所需的热量1kmol料液的汽化潜热=1+CpFts-tFrF (6)式中:ts进料液的泡点温度,; tF进料液的温度,; CpF进料液在平均温度(ts+tF2)下的比热,kJ/kgK; rF进料液组成下的汽化潜热,kJ/kg 。实验中根据进料液取样可得到xF
6、,并测量其进料温度tF,再查附表得到ts、tF、CpF,代入就可以得到q,进而得到q线方程。3.3.3 理论板数的求取根据上述得到的精馏段操作线方程和q线方程,以及测量得到的塔顶组成xD、塔底组成xW和进料组成xF,就可以在x-y图上作出精馏段操作线、q线和提馏段操作线,然后用x-y图解法即可得到理论板数NT,代入(1)式即可得到全塔效率ET。4 实验步骤 4.1 全回流操作:关闭进、出料阀门,全开冷凝器顶部排气阀,稍开冷凝冷却水阀门,将回流和产品流量计开为最大。待灵敏板温度稳定后,分别取塔顶液和塔釜液两个样品,并读取回流液流量,再分别读取各个温度计温度读数。用比重法测定塔顶液和塔釜液的组成度
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