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篇一：精餾實驗報告

　　采用乙醇—水溶液的精餾實驗研究

　　學校：漳州師范學院

　　系別：化學與環(huán)境科學系

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　　采用乙醇—水溶液的精餾實驗研究

　　摘要：本文介紹了精餾實驗的基本原理以及填料精餾塔的基本結構，研究了精餾塔在全回流條件下，塔頂溫度等參數(shù)隨時間的變化情況，測定了全回流和部分回流條件下的理論板數(shù)，分析了不同回流比對操作條件和分離能力的影響。

　　關鍵詞：精餾；全回流；部分回流；等板高度；理論塔板數(shù)

　　1.引言

　　欲將復雜混合物提純?yōu)閱我唤M分，采用精餾技術是最常用的方法。盡管現(xiàn)在已發(fā)展了柱色譜法、吸附分離法、膜分離法、萃取法和結晶法等分離技術，但只有在分離一些特殊物資或通過精餾法不易達到的目的時才采用。從技術和經(jīng)濟上考慮，精餾法也是最有價值的方法。在實驗室進行化工開發(fā)過程時，精餾技術的主要作用有：(1)進行精餾理論和設備方面的研究。(2)確定物質分離的工藝流程和工藝條件。(3)制備高純物質，提供產(chǎn)品或中間產(chǎn)品的純樣，供分析評價使用。

　　(4)分析工業(yè)塔的故障。(5)在食品工業(yè)、香料工業(yè)的生產(chǎn)中，通過精餾方法可以保留或除去某些微量雜質。

　　2.精餾實驗部分

　　2.1實驗目的

　　(1)了解填料精餾塔的基本結構，熟悉精餾的工藝流程。

　　(2)掌握精餾過程的基本操作及調節(jié)方法。

　　(3)掌握測定塔頂、塔釜溶液濃度的實驗方法。

　　(4)掌握精餾塔性能參數(shù)的測定方法，并掌握其影響因素。

　　(5)掌握用圖解法求取理論板數(shù)的方法。

　　(6)通過如何尋找連續(xù)精餾分離適宜的操作條件，培養(yǎng)分析解決化工生產(chǎn)中實際問題的能力、組織能力、實驗能力和創(chuàng)新能力。

　　2.2實驗原理

　　精餾塔一般分為兩大類：填料塔和板式塔。實驗室精密分餾多采用填料塔。填料塔屬連續(xù)接觸式傳質設備，塔內氣液相濃度呈連續(xù)變化。常以等板高度(HETP)來表示精餾設備的分離能力，等板高度越小，填料層的傳質分離效果就越好。

　　(1)等板高度(HETP)

　　HETP是指與一層理論塔板的傳質作用相當?shù)奶盍蠈痈叨取Ｋ拇笮。粌H取決于填料的類型、材質與尺寸，而且受系統(tǒng)物性、操作條件及塔設備尺寸的影

　　響。對于雙組分體系，根據(jù)其物料關系xn，通過實驗測得塔頂組成xD、塔釜組成xW、進料組成xF及進料熱狀況q、回流比R和填料層高度Z等有關參數(shù)，用圖解法求得其理論板NT后，即可用下式確定：HETP=Z/NT

　　(2)圖解法求理論塔板數(shù)NT

　　精餾段的操作線方程為：yn+1= Rxn+xD R?1R?1

　　上式中, yn+1---精餾段第n+1塊塔板傷身的蒸汽組成,摩爾分數(shù)；

　　xn---精餾段第n塊塔板下流的液體組成,摩爾分數(shù)；

　　xD---塔頂餾出液的液體組成,摩爾分數(shù)；

　　R---泡點回流下的回流比；

　　L'提餾段的操作線方程為：ym+1=xm-Wxw L'?WL'-W

　　上式中, ym+1---提鎦段第m+1塊塔板上升的蒸汽組成,摩爾分數(shù)；

　　xm---提鎦段第m塊塔板下流的液體組成,摩爾分數(shù)；

　　xW---塔釜的液體組成，摩爾分數(shù)；

　　L′--提鎦段內下流的液體量,kmol/s；

　　W----釜液流量, kmol/s；

　　cpF(ts?tF)qxF加料線(q線)方程為：y=x-，其中q=1+ q?1q?1rF

　　上式中，q---進料熱狀況參數(shù)；

　　rF---進料液組成下的汽化潛熱,kJ/kmol；

　　ts---進料液的泡點溫度, ℃；

　　tF---進料溫度,℃；

　　---進料液組成,摩爾分數(shù)；

　　L回流比R為：R= DFcxpF---進料液在平均溫度(tS-tF)/2的比熱容,kJ/(kmol.℃)；

　　上式中, L---回流流量,kmol/s;

　　D---餾出流量,kmol/s

　　① 全回流操作

　　在精餾全回流操作時，操作線在y-x圖上為對角線，如下圖1所示，根據(jù)塔頂、塔釜的組成在操作線和平衡線間作梯級，即可得到理論塔板數(shù)。

　　全回流時理論板數(shù)的確定 圖2.部分回流時理論板數(shù)的確定

　　② 部分回流操作

　　部分回流操作時，如上圖2，圖解法的主要步驟為：

　　A.根據(jù)物系和操作壓力在y-x圖上作出相平衡曲線，并畫出對角線作為輔助線；

　　B.在x軸上定出x=xD、xF、xW三點，依次通過這三點作垂線分別交對角線于點a、f、b；

　　C.在y軸上定出yC= xD /(R+1)的點c，連接a、c作出精餾段操作線； D.由進料熱狀況求出q線的斜率q/(q-1)，過點f作出q線交精餾段操作線于點d；

　　E.連接點d、b作出提餾段操作線；

　　F.從點a開始在平衡線和精餾段操作線之間畫階梯，當梯級跨過點d時，就改在平衡線和提餾段操作線之間畫階梯，直至梯級跨過點b為止；

　　G.所畫的總階梯數(shù)就是全塔所需的理論踏板數(shù)(包含再沸器)，跨過點d的那塊板就是加料板，其上的階梯數(shù)為精餾段的理論塔板數(shù)。

　　2.3實驗裝置流程示意圖

　　1-塔釜排液口；2-電加熱管；3-塔釜；4-塔釜液位計；5-θ填料；6-窺視節(jié)；7-冷卻水流量計；8-盤管冷凝器；9-塔頂平衡管；10-回流液流量計；11-塔頂出料流量計；12-產(chǎn)品取樣口；13-進料管路；14-塔釜平衡管；15-旁管換熱器；16-塔釜出料流量計；17-進料流量計；18-進料泵；19-產(chǎn)品、殘液儲槽；20-料槽液位計；21-料液取樣口。

　　2.4實驗操作步驟

　　2.4.1全回流槽操作

　　(1)配料：在料液桶中配制濃度20%(酒精的質量百分比)的料液。取料液少許分析濃度，達到要求后把料液裝入原料罐中。

　　(2)打開儀器控制箱電源、儀表開關，儀表開始自檢，完畢，按功能鍵調整顯示界面到所需工作界面。

篇二：精餾實驗報告完成版

　　化工基礎實驗精餾實驗報告

　　摘要：欲將復雜混合物提純?yōu)閱我唤M分，采用精餾技術是最常用的方法，也是化工過程最重要的單元操作。本文研究了精餾塔在全回流條件下，塔頂溫度等參數(shù)隨時間的變化情況：精餾塔在全回流和部分回流下理論塔板數(shù)和全塔效率；并主要對乙醇—水混合液精餾過程中的不同實驗操作條件進行研究，得出不同回流比對操作條件和分離能力的影響。并由圖解法確定出理論塔板數(shù)和最適宜的分離操作條件。