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化工原理

实验报告

实验四精馏实验

班级：031112班

小组：第六组

指导老师：刘惠仙

组长：陈名

组员：魏建武曹然

实验时间：2013年11月29日

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目录

一、实验内容 1

二、实验目的 1

三、实验原理 1

（一）精馏塔的效率及测定 1

（二）精馏塔的操作及调节 2

1.精馏过程的稳定操作 2

2.精馏塔操作过程中的流体力学现象 2

3.精馏塔操作过程的调节 3

4.精馏塔内的温度分布与温度灵敏板 5

四、实验设计 5

（一）实验方案 5

（二）主要检测点 6

（三）实验装置流程 6

1.主要设备 6

2.实验装置流程图 7

五、实验操作 7

六、数据记录与处理和结果分析与讨论 8

（一）数据记录与处理 8

（二）结果分析与讨论 9

七、思考题 10

中国地质大学（武汉）031112班化工原理实验报告

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实验四精馏实验

一、实验内容

采用乙醇—水物系测定精馏塔全塔效率

二、实验目的

1.了解板式精馏塔的结构及精馏流程；2.理论联系实际，掌握精馏塔的操作；3.掌握精馏塔全塔效率的测定方法。

三、实验原理

（一）精馏塔的效率及测定

塔板效率是精馏塔设计的重要参数之一。有关塔板效率的定义有如下几种：点效率、Nurphree板效率、湿板效率和全塔效率。影响塔板效率的因素有很多，如塔板结构、气液相流量和接触状况以及物性等诸多因素，都对塔板效率有不可忽视的影响。迄今为止，塔板效率的计算问题尚未得到很好的解决，一般还是通过实验的方法测定。

由于众多复杂因素的影响，精馏塔内各板和板上各点的效率不尽相同，工程上有实际意义的是在全回流条件下测定全塔效率。全塔效率的定义如下：

η=×100%①

其中：

NT——全回流下的理论板数（包括塔釜的贡献）；N——精馏塔的实际塔板数。

只要在全回流条件下测得塔顶和塔底目的组分浓度XD和XW，即可根据物系的相平衡关系，在y?x图上通过作图法求得NT，并根据式①得出η。

全塔效率是板式精馏塔分离性能的综合量度，它不仅与影响点效率、板效率的各种因素有关，而且还包括了塔板上气液相组成变化的影响。因此，全塔效率是一个综合了塔板结构、物性、操作变量等诸多因素影响的参数。

中国地质大学（武汉）031112班化工原理实验报告

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（二）精馏塔的操作及调节

精馏塔操作的目的指标包括质量指标和产量指标。质量指标是塔顶产品和塔底产品都要达到一定的分离要求；产量指标是指在规定时间内要获得一定数量的合格产品。操作过程中调节的目的是要根据精馏过程的原理，采用相应的控制手段，调整某些工艺操作参数，保证生产过程稳定连续的进行，并能满足过程的质量指标和产量指标。

1.精馏过程的稳定操作

（1）在进料条件和工艺分离要求确定后，要严格维持塔内的总物料平衡和组分物料平衡，即要满足：

F=W+D②

FXFi=DXDi+WXwi③当总物料不平衡时，若进料量大于出料量，会引起淹塔；相反，若出料量大

于进料量则会导致釜干料，最终将破坏精馏塔的正常操作。由式②和式③得到：

④

⑤

其中，D?F、W?F分别称为塔顶、塔底的采出率。

显然，在进料F、进料组成XFi以及产品分离要求XDi、Xwi一定的情况下，塔顶和塔底的采出率要受到物料衡算的制约。换言之，在进料条件一这时，采出率的变化将直接影响塔顶和塔底的产品组成。如果采出率控制不适当，即使再增大回流比或增加塔板数，也不能获得合格的产品。

（2）回流比是精馏过程重要的设计和操作参数之一。在塔板数一定的情况下，要保持足够的回流比或回流量，才能保证精馏分离的效果。回流比的大小可根据理论计