筛板塔精馏【2 】试验
一．试验目标
1．懂得筛板精馏塔及其从属装备的根本构造，控制精馏进程的根本操作办法. 2．学会断定体系达到稳固的办法，控制测定塔顶.塔釜溶液浓度的试验办法.
3．进修测定精馏塔全塔效力和单板效力的试验办法，研讨回流比对精馏塔分别效力的影响. 二．根本道理 1．全塔效力E T
全塔效力又称总板效力，是指达到指定分别后果所需理论板数与现实板数的比值：
N T——完成必定分别义务所需的理论塔板数，包括蒸馏釜;
N P——完成必定分别义务所需的现实塔板数，本装配N P＝10.
2．图解法求理论塔板数N T
以回流比R写成的精馏段操作线方程如下：
y n+1——精馏段第n+1块塔板上升的蒸汽构成，摩尔分数;
x n——精馏段第n块塔板下贱的液体构成，摩尔分数;
x D——塔顶溜出液的液体构成，摩尔分数;
R——泡点回流下的回流比.
提馏段操作线方程如下：
y m+1——提馏段第m+1块塔板上升的蒸汽构成，摩尔分数;
x m——提馏段第m块塔板下贱的液体构成，摩尔分数;
x W－塔底釜液的液体构成，摩尔分数;
L'－提馏段内下贱的液体量,kmol/s;
W－釜液流量,kmol/s.
加料线（q线）方程可表示为：
个中,
r F——进料液构成下的汽化潜热,kJ/kmol;
t S——进料液的泡点温度,℃;
t F——进料液温度,℃;
c pF——进料液在平均温度(tS − tF ) /2 下的比热容,kJ/（kmol℃）;
x F——进料液构成，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，依据塔顶.塔釜的构成在操作线和均衡线间作梯级，即可得到理论塔板数.
图1 全回流时理论塔板数肯定
（2）部分回流操作
部分回流操作时，如图2，图解法的重要步骤为：
A.依据物系和操作压力画出相均衡曲线，并画出对角线作为帮助线;
B.在对角线上定出a点(xD,xD).f点(xF,xF)和b点(xW,xW);
筛板塔C.在y轴上定出yC＝xD/(R+1)的点c，衔接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，衔接点d.b作出提馏段操作线;
E.从点a开端在均衡线和精馏段操作线之间画阶梯，当梯级跨过点d时，就改在均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肯定
本试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，另一部分作为产品馏出，进入产品贮罐；残液经釜液转子流量计流入釜液贮罐.
三．试验步骤
试验重要操作步骤如下：
1．全回流
（1）在贮罐中配制浓度21%(体积百分比)的料液，以泵混杂平均.打开进料管路上的阀门，由进料泵将料液打入塔釜，不雅察塔釜液位计高度，进料至釜容积的2/3处.
（2）封闭塔身进料管路上的阀门，启动电加热管电源，慢慢增长加热电压，使塔釜温度迟缓上升.
（3）打开塔顶冷凝器的冷却水，调节适合冷凝量，并封闭塔顶出料管路，使整塔处于全回流状况.
（4）当塔顶温度.回流量和塔釜温度稳固后，分别取适量塔顶液（浓度X D）和塔釜液（浓度X W），待其冷却至室温后，以密度计测量其体积百分比.
2．部分回流
（1）在储料罐中配制必定浓度为21%的乙醇水溶液.
（2）待塔全回流操作稳准时，打开进料阀，调节进料量至恰当的流量.
（3）控制塔顶回流和出料两转子流量计，调节回流比R为3.
（4）打开塔釜残液流量计，调节至恰当流量.
（5）当塔顶.塔内温度读数以及流量都稳固后，即如全回流第4步取样测定体积百分比. 四．试验成果
1.试验记载数据如表1：
表1 试验数据
2．全回流操作
全回流图见图3
图3 全回流示意图
图中阶梯数为12，即全回流理论塔板数N T=12-1=11.而现实塔板数N P=16.故全塔效力3.部分回流
回流比R=3时，部分回流图见图4
图4 部分回流图
图中阶梯数为13，即部分回流理论塔板数N T=13-1=12.而现实塔板数N P=16.故全塔效力.
五. 剖析评论辩论
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