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筛板精馏实验报告

篇一：化工原理筛板塔精馏实验报告

筛板塔精馏实验

一．实验目的

1．了解筛板精馏塔及其附属设备的基本结构，掌握精

馏过程的基本操作方法。2．学会判断系统达到稳定的方法，

掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法。

3．学习测定精馏塔全塔效率和单板效率的实验方法，

研究回流比对精馏塔分离效率的影响。

二．基本原理

1．全塔效率ET

全塔效率又称总板效率，是指达到指定分离效果所需理

论板数与实际板数的比值：

NT——完成一定分离任务所需的理论塔板数，包括蒸馏

釜；NP——完成一定分离任务所需的实际塔板数，本装置

NP＝10。2．图解法求理论塔板数NT

以回流比R写成的精馏段操作线方程如下：

yn+1——精馏段第n+1块塔板上升的蒸汽组成，摩尔分

数；xn——精馏段第n块塔板下流的液体组成，摩尔分数；

xD——塔顶溜出液的液体组成，摩尔分数；R——泡点回流

下的回流比。

提馏段操作线方程如下：

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ym+1——提馏段第m+1块塔板上升的蒸汽组成，摩尔分

数；xm——提馏段第m块塔板下流的液体组成，摩尔分数；

xW－塔底釜液的液体组成，摩尔分数；L－提馏段内下流

的液体量，kmol/s；

W－釜液流量，kmol/s。

加料线（q线）方程可表示为：

其中，

q——进料热状况参数；

rF——进料液组成下的汽化潜热，kJ/kmol；tS——进

料液的泡点温度，℃；tF——进料液温度，℃；

cpF——进料液在平均温度(tS?tF)/2下的比热容，

kJ/（kmol℃）；xF——进料液组成，摩尔分数。（1）全

回流操作

在精馏全回流操作时，操作线在y－x图上为对角线，

如图1所示，根据塔顶、塔釜的组成在操作线和平衡线间作

梯级，即可得到理论塔板数。

图1全回流时理论塔板数确定

（2）部分回流操作

部分回流操作时，如图2，图解法的主要步骤为：

A.根据物系和操作压力画出相平衡曲线，并画出对角线

作为辅助线；B.在对角线上定出a点(xD，xD)、f点(xF，

xF)和b点(xW，xW)；

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C.在y轴上定出yC＝xD/(R+1)的点c，连接a、c作出

精馏段操作线；

D.由进料热状况求出q，过点f作出斜率为q/（q-1）

的q线交精馏段操作线于点d，连接点d、b作出提馏段操作

线；

E.从点a开始在平衡线和精馏段操作线之间画阶梯，当

梯级跨过点d时，就改在平衡线和提馏段操作线之间画阶梯，

直至梯级跨过点b为止；

G.所画的总阶梯数就是全塔所需的理论踏板数（包含再

沸器），跨过点d的那块板就是加料板，其上的阶梯数为精

馏段的理论塔板数。

图2部分回流时理论板数的确定

本实验料液为乙醇水溶液，釜内液体由电加热器产生蒸

汽逐板上升，经与各板上的液体传质后，进入盘管式换热器

壳程，冷凝成液体后再从集液器流出，一部分作为回流液从

塔顶流入塔内，