填料精馏塔实验装置.docVIP

填料精馏实验装置说明书 天津大学化工基础实验中心 2014．06 一、实验目的： 1.了解填料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。 二、实验内容: 1.测定精馏塔在全回流条件下,稳定操作后的等板高度。 2.测定精馏塔在部分回流条件下,稳定操作后的等板高度。 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可以得到填料的等板高度，其中l为实际填料高度（m），NT为理论板数。 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 填料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-取样阀；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-回流阀；22-加热器；23-进料预热器；24-观测段；T1-T4-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） 材 质 塔体 Φ57×3.5 2000 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； 实验物系纯度要求: 化学纯或分析纯； 实验物系平衡关系见表2； 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3。 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 1.3620 1.3607 1.3593 1.3584 1.3574 35℃ 1.3634 1.3620 1.3600 1.3590 1.3573 1.3653 1.3551 30OC下质量分率与阿贝折光仪读数之间关系也可按下列回归式计算: Ｗ＝58.84