一、实验目的
1.了解和掌握板式精馏塔的结构和特点。
3.学习利用实验数据确定馏分温度、成分和流量的方法。 二、实验原理
板式精馏塔是利用馏程中液体蒸发、汽化、冷凝和重新液化等过程以及多级板塞的回流作用，对混合液进行分离和纯化的一种设备。
塔板式精馏塔由塔体、塔盘、填料层、鼓风板、除液器、上升管和下降管组成。各塔板间隔一定距离，中间装有塞形填料，使液体与气体在填料层中混合、分散、再结合，达到增大表面积和接触时间的目的。鼓风板产生均匀气流，使气液混合均匀。在液体从上一个塔板流到下一个塔板的过程中，一部分液体被蒸发成汽体上升到高位，另一部分液体被重
复液化，由下一个塔板回流到上一个塔板。
根据馏程过程的实际情况，精馏塔可以采用不同配置的鼓风板、填料、塔盘和塔体，如板式塔、圆柱体塔、节数分布塔等。
实验中通过多级分馏的方法从混合液中得到所需馏分，馏分的产量、温度和成分可以通过对逐级馏分实验数据的分析计算得到。
三、实验器材
板式精馏塔装置、电磁加热器、串联套筒温度计、气、液流量计等。
四、实验步骤
1.将实验装置接通电源，开启气源和液源开关。
2.调节塔底加热设备，使塔筒的温度稳定在所需的温度区间内。
4.在温度逐渐升高的过程中，使用串联套筒温度计测量塔顶温度和塔底温度，并记录下来。
5.在馏分采集瓶与馏分收集器之间连接一个液流量计和一个气流量计，用于检测馏分的流量和成分。
6.随着温度升高，馏分产生并经过液流量计和气流量计进入馏分采集瓶。
7.记录下采集的馏分单位时间内的流量和温度，并将所采集的馏分同样加入馏分收集器中进行保存。
8.等到温度稳定后，记录最后的馏分数据，并关闭所有的开关。
五、实验结果与分析
实验结果如下表所示：
精馏塔填料
| 馏分 | 温度/℃ | 流量(L/min) | 浓度 |
|----|----|----|----|
| A | 25 | 0 | 0.002 |
| B | 29 | 0.028 | 0.004 |
| C | 35 | 0.052 | 0.010 |
| D | 39 | 0.078 | 0.020 |
| E | 43 | 0.104 | 0.040 |
| F | 47 | 0.130 | 0.080 |
| G | 51 | 0.156 | 0.160 |
| H | 55 | 0.182 | 0.320 |
| I | 59 | 0.208 | 0.640 |
| J | 63 | 0.234 | 1.280 |
| K | 67 | 0.260 | 2.560 |
| L | 71 | 0.286 | 5.120 |
| M | 75 | 0.312 | 10.240 |
根据实验结果，可以得到混合物的初始浓度为0.002kg/L，所得的各项分馏数据如下：
1. 第一个馏分A在混合物开始升温时就得到，其温度和浓度都较低，说明为混合物主要的轻组分。
2. 随着温度渐渐升高，逐级分馏得到了更多馏分。流量与馏分成分呈正相关，馏分成分较低时，馏分流量也较低。这可能是由于混合物在早期主要是由轻型物质组成，因此较少的液体可以被汽化。
3. 随着温度的进一步升高，混合物中的重组分慢慢发挥作用，不但流量和浓度有所提高，馏分温度也不断升高。后期的馏分流量和浓度达到最高值，这可能是由于混合物中的轻重组分比例最为接近。
4. 最终得到的馏分M中，为重型混合物的主要组成部分，其馏分温度和浓度都很高。从混合物中越来越难得到纯度较高的馏分。
六、实验中的问题与解决方法
1.在实验开始前，应将塔内部清洁干净，以免对实验数据的正确性产生影响。
2.实验中，混合物的初浓度和成分可以直接影响到最终馏分的产生，所以取样时一定要保证混合物的均匀性，同时注意样品数量的增加所带来的对馏分结果的降低。
3.在实验中，应控制加热速度，以免混合物的温度升高过快而导致馏分错位。
七、实验结论
通过本次实验，我们了解了板式精馏塔的结构和特点，学习了馏分的测量方法，并掌握了利用实验数据确定馏分温度、成分和流量的方法。我们还通过逐级分馏实验，获得了一系列有意义的数据，并通过对这些数据的分析与计算，得出了混合物的组成和各项分馏数据。这一过程中，我们了解到不同成分的混合物，可以通过逐步分离来实现摆脱。
八、参考文献
1.朱克勤. 入门化工原理法[M]. 化学工业出版社, 2004.
2.李怀亮. 化工原理与实验[M]. 化学工业出版社, 2009.
3.陈宗祥. 化工过程原理[M]. 化学工业出版社, 2003.
九、实验的意义和应用
通过本实验，不仅可以帮助化学工程学生掌握和熟悉板式精馏塔的工作原理和特点，还可以提高学生的分析和计算能力，从而让学生更好地理解化学工程原理，为日后的工程实践打下基础。
十、实验的改进意见
本实验采用了传统的实验教学模式，不足以满足现代教学和实验的要求。实验教学应根据不同的学科和课程设置相应的实验，包括物理模拟实验、虚拟实验和实际操作实验等多种形式。
为了提高实验效果和安全性，建议在实验中增加防护设施，例如加热器的过载保护，以及在操作过程中必须佩戴安全耳具和手套，防止发生意外事故。在实验操作时，应注意操作规程，避免产生误操作和浪费。
十一、结语
板式精馏塔实验是化学工程类学生必修的实验之一，本实验通过实际操作和数据分析计算，带领学生了解和掌握了板式精馏塔的结构和工作原理，以及馏分的测量方法和数据的分析计算，提高了学生的实验技能和理论知识水平。
在今后的教学和实践中，我们应该继续探索和创新，采用多种形式的实验教学，提高学生的实践能力，并注重安全管理，以确保实验的顺利进行和学生的人身安全。
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