(A-28)连续精馏计算机数据采集和过程控制实验装置.doc

连续精馏计算机数据采集和过程控制精馏实验 装置说明书 天津大学化工基础实验中心 2012．09 一、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。 3.学会通过程序运行和电动调节阀的自动调节完成整个实验的调节控制，同时应用计算机系统自动对实验数据进行采集、处理及图像生成。 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.测定精馏塔在某一流条件下,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NT.按照式1可以得到总板效率ET,其中NP为实际塔板数。 ET （1） 部分回流时，进料热状况参数的计算式为 （2） 式中： tF — 进料温度，℃ 。 tBP — 进料的泡点温度，℃ 。 Cpm — 进料液体在平均温度（tF+ tP）/2下的比热，KJ/（kmol. ℃）— 进料液体在其组成和泡点温度下的汽化潜热，KJ/kmol KJ/（kmol. ℃） KJ/kmol （4） 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. ℃）1,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。 M1，M2—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（如图一所示）： 图一 精馏实验装置流程图 1-储料罐；2-进料泵；3-放料阀；4-料液循环阀；5-直接进料阀；6-间接进料阀；7-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回流比控制器；15-塔顶取样阀；16-塔顶液回收罐；17-放空阀；18-塔釜出料阀；19-塔釜储料罐；20-塔釜冷凝器；21-第六块板进料阀；22-第七块板进料阀；23-第八块板进料阀；T1-T12-温度测点 2.实验设备主要技术参数： 精馏塔实验装置结构参数见表一： 表一 精馏塔结构参数 名称 直径 （mm） 高 度 （mm） 板间距 （mm） 板 数 (块) 板型、孔径（mm） 降液管 材 质 塔体 Φ57×3.5 100 100 10 筛板2.0 Φ8×1.5 不锈钢 塔釜 Φ100×2 300 不锈钢 塔顶冷凝器 Φ57×3.5 300 不锈钢 塔釜 冷凝器 Φ57×3.5 300 不锈钢 表二 乙醇─正丙醇 t-x-y 关系 (以乙醇摩尔分率表示，x-液相，y-气相 ) t 97.60 93.85 92.66 91.60 88.32 86.25 84.98 84.13 83.06 80.50 78.38 x 0 0.126 .188 0.210 0.358 0.461 0.546 0.600 0.663 0.884 1.0 y 0 0.240 0.318 0.349 0.550 0.650 0.711 0.760 0.799 0.914 1.0 乙醇沸点: 78.3℃; 正丙醇沸点:97.2℃. 3．实验仪器及试剂： 实验物系：乙醇─正丙醇（化学纯或分析纯）； 实验物系平衡关系见表二； 实验物系浓度要求: 15-25％(乙醇质量百分数)，浓度分析使用阿贝折光仪(用户自备)，折光指数与溶液浓度的关系见表三。 表三 温度─折光指数─液相组成之间的关系 0 0.05052 0.09985 0.1974 0.2950 0.3977 0.4970 0.5990 25℃ 1.3827 1.3815 1.3797 1.3770 1.3750 1.3730 1.3705 1.3680 30℃ 1.3809 1.3796 1.3784 1.3759 1.3755 1.3712 1.3690 1.3668 35℃ 1.3790 1.3775 1.3762 1.3740 1.3719 1.3692 1.3670 1.3650 (续表三) 0.6445 0.7101 0.7983 0.8442 0.9064 0.9509 1.000 25℃ 1.3607 1.3658 1.3640 1.3628 1.3618 1.3606 1.3589 30℃ 1.3657 1.3640