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实验七连续填料精馏柱别离能力的测

定

一、实验目的

本实验采用乙醇一正丙醇二元混合液作为试验物

系，在不同回流比下测定连续精馏塔的等板高度〔当

量高度〕。并以精馏往的利用系数作为优化目标，实

验寻求精馏柱的最优操作条件。通过实验观察连续精

馏的操作状况，掌握实验室连续精密分馏的操作技术

和实验研究方法。增进独立解决实验室精馏问题的实

际能力，并加深对连续精馏原理的理解。

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二、实验原理

连续填料精馏别离能力的影响因素众多．大致

可归纳为三个方面：一是物性因素，如物系及其组

成，汽液两相的各种物理性质等；二是设备结构因

素，如塔径与塔高，填料的型式、规格、材质和填

充方法等；三是操作因素。如蒸气速度，进料状况

和回流比等。在既定的设备和物系中主要影响别离

能力的操作变量为蒸气上升速度和回流比。

在一定的操作气速下，表征在不同回流比下的

填料精馏塔别离性能，常以每米填料高度所具有的

理论塔板数，或者与一块理论塔扳相当的填料高度，

即等板高度〔HETP〕，作为主要指标。

在一定回流比下，连续精馏塔的理论塔扳数可

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采用逐板计算法或图解计算法。

理论塔板数或等板高度的大小受回流比的影响，

在全回流下测得的理论塔板数最多，也即等板高度

为最小。为了表征连续精馏柱局部回流时的别离能

力，文献中曾提出采用利用系数作为指标。精馏柱

的利用系数为在局部回流条件下测得的理论塔板数

NT与在全回流条件下测得的最大理论塔板数之比值，

或者为上述两种条件下分别得的等板高度之比值，

这一指标不仅与回流比有关，而且还与塔内蒸气上

升速度有关。因此，在实际操作中，应选择适当澡

作条件，以获得适宜的利用系数。

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三、实验装置

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四、实验要点

1．实验准备和预试验步骤；

〔1〕将配制好的试验液分别参加再沸器和稳压

料液瓶。再沸器中参加量约为500ml。

〔2〕向冷凝器通人少量冷却水。然后翻开控制

仪的总电源开关，逐步加大再沸器的加热电压，使

再沸器内料液缓慢加热至沸。

〔3〕料液沸腾后，先预液泛一次，以保证填料

完全被润湿，并记下液泛时的釜压，作为选择操作

条件的依据。

〔4〕预液泛后，将加热电压调回至零。待填料

层内挂液全部流回再沸器后，才能重新开始实验。

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2．实验操作步骤

〔1〕在全回流下，待操作稳定〔约40分钟〕后，

从塔顶和塔底采祥分析；

〔2〕在回流比R=1-50范围内，选择3-5个回流比值，

在不同回流比下进行实验测定；

翻开进料阀，将进料流量调至〔6ml/min〕左右。

同时适当调节预热器加热电压。在控制釜压不变的情

况下，待操作状态稳定后，采样分析。每次采样完毕，

立即测定馏出液流量；

〔3〕在选定的回流比下，在液泛釜压以下选取4-5

个数据点，按序将光电管定位在预定的压强上，分别

测取不同蒸气速度下的买验数据。实验操作方法与〔2

〕项类同。

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3．实验本卷须知：

〔1〕在采集分析试样前。一定要有足够的稳定

间。

〔2〕回流液的温度一定要控制恒定．且尽量接近

柱顶温度。进料温度应尽量接近泡点温度，且以略低

于泡点温度3-7℃为宜。

〔3〕预液泛不要过于猛烈，以免影响填料层的填

充密度，更需切忌将填料冲出塔体。

〔4〕再沸器和预热器液位始终要保持在电阻膜加

热器以上，以防设备饶裂。

〔5〕实验完毕，应先关掉加热电源，待物料冷却

后，再停冷却水。

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五、实验记录与数据处理

1．测量并记录实验根本参数

〔1〕设备根本参数

填料柱