化工原理實驗-精餾

1、板式精餾塔的操作與塔效率的測定 一、試驗?zāi)康?1 熟識板式塔的結(jié)構(gòu)與精餾流程；2 理論聯(lián)系實際,把握精餾塔的操作；3 學會精餾塔塔效率的測定方法；二、根本原理 1二元精餾過程的質(zhì)量指標和操作變量 精餾塔的進料通常是前一工序或另一精餾塔的出料,為簡化爭論,認為它穩(wěn)固不變；二元精餾過程的質(zhì)量指標是塔頂塔釜的輕組分含量x 和x ；主要操作變量是塔頂采出率D和塔釜加熱量Qh；2維護連續(xù)精餾過程穩(wěn)固操作的條件 1 依據(jù)進料量與組成、產(chǎn)品的別離要求,嚴格維護 物料平穩(wěn)；1總物料平穩(wěn)：塔的總進料量應(yīng)恒等于總出料量；即 F = D + W 當進料量大于出料量時,會引起淹塔；相反,出料量 大于進料量時,會引起塔

2、釜干料,最終都將破壞精餾DOC. 塔的正常操作；2 各組分的物料平穩(wěn)：在滿意總物料平穩(wěn)的情形 下,應(yīng)同時滿意輕組分物料平穩(wěn)；即FxfDxdWxw由上述二式可知：為獲得合格產(chǎn)品,必需保證肯定 的塔頂、塔釜采出率：Dxfx w和W1DFx dx wFF實際操作中,塔釜采出率 來操作,而塔頂采出率 標；W一般是依據(jù)塔釜液位的上下 D的大小那么直接影響著質(zhì)量指2精餾塔應(yīng)有足夠的別離才能；在塔板數(shù)肯定的情形下,正常的精餾操作要有足夠的回流比, 才能保證肯定的別離成效,得到合格的產(chǎn)品；而回流比的大小是由塔內(nèi)熱量衡算所打算,其中,塔釜 加熱量 Qh是個非常重要的操作變量；3精餾塔操作時,塔內(nèi)應(yīng)有正常的氣液負

3、荷量,防 止發(fā)生以下不正常的操作狀況：1 嚴峻的液沫夾帶現(xiàn)象 上升氣流將塔板上的液體的一局部帶至上層塔板,這種現(xiàn)象稱為液沫夾帶；液沫夾帶是一種與液體主流方DOC. 向相反的流淌,屬返混現(xiàn)象,將使板效率降低；液流量 肯定時,氣速過大將引起大量的液沫夾帶,嚴峻時仍會 發(fā)生夾帶液泛,破壞塔的正常操作；2 嚴峻的漏液現(xiàn)象 精餾塔內(nèi),液體與氣體在塔板上應(yīng)進展錯流接觸,但是當氣速較小時,局部液體會從塔板開孔處直接漏 下；這種液漏現(xiàn)象使氣、液兩相不能充分接觸；嚴峻的 液漏將使塔板上不能持液而無法正常操作；3溢流液泛 因受降液管通過才能的限制而引起的液泛稱溢流 液泛；結(jié)構(gòu)肯定的精餾塔,隨著汽液負荷的增大,或塔

4、內(nèi)某塔板的降液管有堵塞現(xiàn)象時,降液管內(nèi)清液高度將不斷增加, 當降液管內(nèi)液面升至溢流堰板上緣時,降液管內(nèi)的液體流量為其極限通過才能,假設(shè)液體流量超過此極限值后,板上開頭積液,引起溢流液泛,最終會使 全塔布滿液體,破壞塔的正常操作；3如何判定塔內(nèi)穩(wěn)固操作的條件是否滿意1靈敏板溫度 對于物料不平穩(wěn)和別離才能不夠所造成的產(chǎn)品不 合格現(xiàn)象,早期可通過靈敏板溫度的變化得到猜測,與DOC. 時實行相應(yīng)的措施以保證產(chǎn)品的合格；圖a是物料不平衡時 采出率太大 時,全塔溫度 2分布的變化情形；圖 b是別離才能不夠時 回流比減小 時,全塔溫度分布的變化情形；比擬圖 a和圖 b可以看出,采出率太大或回流比太小時,靈敏

5、板的溫度均上升,但前者溫度的上升是突躍式的,而后者那么是緩慢式的；同時,前者塔頂和塔釜的質(zhì)量指標中有一個是合格的,而后者那么兩個質(zhì)量指標都不合格；據(jù)此特點可判別造成產(chǎn)品不合格的原 因,并作相應(yīng)的調(diào)整；Dxfx w a.Fxdx w時b. 回流比減小時2塔釜壓強 塔釜壓強集中反映了塔內(nèi)壓力和氣液負荷的情形；對 常壓塔而言,那么反映了塔內(nèi)氣液負荷的情形,主要是塔 板上的持液情形和上升蒸汽通過塔板的流淌阻力；當塔釜DOC. 壓強明顯低于正常 X圍時,塔內(nèi)可能顯現(xiàn)了“ 漏液； 而當 塔釜壓強明顯高于正常 X圍時,塔內(nèi)可能顯現(xiàn)了“ 嚴峻液沫 夾帶或“ 溢流液泛；4幾種典型不正?，F(xiàn)象的處理方法1由于物料不

6、平穩(wěn)而引起的不正?，F(xiàn)象與調(diào)劑方法 在操作過程中,要求維護總物料平穩(wěn)是比擬簡單 的,即FD+W；但要求在組分的物料平穩(wěn)條件下操作那 么比擬困難,有時過程往往處于不平穩(wěn)的條件,即：DxddFxffWxww為例,在此情形下操作,顯而易見,隨以DxFxWx著過程的進展, 塔內(nèi)輕組分大量流失,而重組分那么逐步積存,使操作過程日趨惡化；其外觀表現(xiàn)是：塔釜溫度合格而塔頂溫度逐步上升,塔頂產(chǎn)品不合格而塔釜產(chǎn)品合格；造成的緣由有：a塔頂采出率D過大； b進料量或進料中輕組分含量下降；處理方法為： 假設(shè)因塔頂產(chǎn)品采出比例不當造成此現(xiàn)象時,可采納不變塔釜加熱蒸量,減小塔頂采出,加大塔釜出料和進料量,使過程在DxdF

7、xfWxw下操作一段時間,以補充塔內(nèi)的輕組重量； 待塔頂溫度逐步下降至規(guī)定值時,再調(diào)劑操作參數(shù)使過程在下操作；如系進料組成變化,但變化不大而DOC. 造成此現(xiàn)象時,調(diào)劑方法同上；假設(shè)組成變化較大時,那么需要調(diào)劑進料的位置,甚至轉(zhuǎn)變回流量； 2由于 別離才能不夠引起產(chǎn)品不合格的現(xiàn)象與調(diào)劑 方法別離才能不夠引起產(chǎn)品不合格,其表現(xiàn)為塔頂溫度上升,塔釜溫度降低,塔頂、塔底產(chǎn)品都不符合要求；實行的措施： 一般可通過加大回流比來調(diào)劑；但必需注意,假設(shè)在塔的進料量與其組成不變、同時又規(guī)定了塔頂、塔底產(chǎn)品的質(zhì)量要求,那么依據(jù)物料衡算,塔頂和 塔底產(chǎn)品的量 亦已確定；因此,增加回流比并不意味著產(chǎn)品采出率 D 的

8、削減,加大回流比的措施只能是增加上升蒸汽量即增加塔釜加熱速率,同時也增加了塔頂?shù)睦淠?；這是以能耗為代價的；此外須留意,隨著回流比的增大,塔內(nèi) 上升蒸汽量有可能超過塔內(nèi)答應(yīng)的汽液負荷 X圍,簡單發(fā)生嚴峻的液沫夾帶或其他不正?，F(xiàn)象；目地增加回流比；5塔效率因此, 不能盲對板式精餾塔,一般以板效率來概括塔板上汽液接 觸的狀況和各種非抱負流淌對精餾過程的影響；塔板效DOC. 率的定義有：點效率、默佛里板效率和全塔效率；全塔效率是板式塔別離性能的綜合度量,它不僅與 影響點效率、板效率的各種因素有關(guān),而且仍把板效率 隨組成等的變化也包括在內(nèi)；因此,全塔效率綜合了塔 板結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)、操作變量等諸因素對塔

9、別離才能的 影響；對于一個新物系,一般需由試驗來測定；全塔效率的定義為：N T N 式中 , N 、 N 分別表示達到某一別離要求所需的理 論板數(shù)和實際板數(shù)；全塔效率一般可在全回流操作時 來測定；當塔釜再沸器作為一個理論級處理時,上式分子項理論板數(shù) N 中須減去 1；三、試驗內(nèi)容 1 全回流操作,并測定全塔效率；2 對15-20%v的水和乙醇混合液進展精餾別離,以達到塔頂餾出液乙醇濃度大于93%v ,塔釜殘液乙醇濃度小于3%v ；并在規(guī)定時間內(nèi)完成500m1的塔頂采出量；四、試驗裝置DOC. 精餾裝置由板式精餾塔主體 包括塔釜、 塔身和塔頂冷凝器 、加料系統(tǒng),產(chǎn)品貯槽與測量外表所組成；本精餾裝

10、置所采納的精餾塔為篩板塔,塔內(nèi)徑為 50mm,塔板 15塊,板間距為 100mm,開孔率 4-6%、降液管管徑 14*2 ；塔釜以2支1kW的電加熱棒進展加熱,其中一支是常加熱,而另一支通過自耦變壓器可在01kWX圍內(nèi)調(diào)劑；塔頂為盤管式冷凝器,上升蒸汽在盤管外冷凝,冷凝液流至安排 器儲槽,一局部回流至塔內(nèi),一局部作為產(chǎn)品輸出；料 液由泵輸送,經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計計量后參與塔內(nèi)；五、試驗操作原那么 1預(yù)先配制 或檢查 塔釜內(nèi)和料液槽內(nèi)的水- 酒精溶液的組成；一般塔釜內(nèi)溶液組成,約為5% v,并達到預(yù)定的液位高度太低可能使加熱棒干燒,太高將 影 響 釜 液 的 沸 騰 空 間 ； 料 液 槽 內(nèi) 的 組 成 一 般 為15-20% v；2先開啟塔頂冷凝器的冷卻水閥,并檢查塔頂冷凝器上的通大氣閥是否打開；再開啟塔釜電加熱器,當釜液預(yù)熱至沸騰后要留意掌握加熱量；3進展全回流操作, 建立板上穩(wěn)固汽液兩相接觸；取樣分析x 和x