精馏实验数据处理.doc

精馏塔实验(一) 精馏塔 名 称直 径 （毫米）高 度 （mm）板间距 （mm）板 数 (块)板型、孔 径（mm）降液管材 质塔 体 Φ57×3.58001007筛板 1.8Φ8×1.5紫铜塔 釜 Φ100×2300不锈钢 塔 顶 冷凝器Φ57×3.5300不锈钢塔 釜 冷凝器Φ57×3.5300不锈钢(二) 物系 (乙醇─正丙醇)1. 纯度: 化学或分析纯. 2. 平衡关系: 见表 1.3. 料液浓度:15-25％(乙醇质量百分数).4. 浓度分析用阿贝折光仪(用户自备).折光指数与溶液浓度的关系见表 2.表 1 乙醇─正丙醇 t-x-y 关系( 均以乙醇摩尔分率表示,x-液相; y-气相 )t97.6093.8592.6691.6088.3286.2584.9884.1383.0680.5078.38 x00.126.1880.2100.3580.4610.5460.6000.6630.8841.0 y00.2400.3180.3490.5500.6500.7110.7600.7990.9141.0 上列平衡数据摘自: J.Gmebling,U.onken Vapor─liquidEquilibrium Data Collection─Organic Hydro xy Compounds: Alcohols(p.336)。

乙醇沸点: 78.3℃; 正丙醇沸点:97.2℃. 表 2 温度─折光指数─液相组成之间的关系 00.050520.099850.19740.29500.39770.49700.5990 25℃1.38271.38151.37971.37701.37501.37301.37051.3680 30℃1.38091.37961.37841.37591.37551.37121.36901.3668 35℃1.37901.37751.37621.37401.37191.36921.36701.3650 (续表 2) 0.64450.71010.79830.84420.90640.95091.000 25℃1.36071.36581.36401.36281.36181.36061.3589 30℃1.36571.36401.36201.36071.35931.35841.3574 35℃1.36341.36201.36001.35901.35731.36531.3551对 30℃下质量分率与阿贝折光仪读数之间关系也可按下列回归式计算:Ｗ＝58.844116－42.61325 ×nD其中Ｗ为乙醇的质量分率; nD为折光仪读数 (折光指数).由质量分率求摩尔分率(XＡ): 乙醇分子量ＭＡ＝46; 正丙醇分子量ＭB＝60BAAAAAAMW MWMWX)](1 [)()(（三）实验设备的基本情况精馏塔为筛板塔 ,全塔共有 7 块塔板由紫铜板制成 ,塔高 1.5 米,塔身用内径为 50 毫米的不锈钢管制成 ,每段为 10 厘米,焊上法兰后 ,用螺栓连在一起 ,并垫上聚四 氟乙烯垫防漏 ,塔身的第二段和第九段是用耐热玻璃制成的,以便于观察塔内的操作 状况。

除了这两段玻璃塔段外 ,其余的塔段都用玻璃棉保温降液管是由外径为8 毫米的铜管制成筛板的直径为54 毫米,筛孔的直径为 2 毫米塔中装有铂电阻温 度计用来测量塔内汽相温度塔顶的全凝器和塔底冷却器内是直径为8 毫米做成螺旋状的的铜管 ,外面是不 锈钢套管塔顶的物料蒸气和塔底产品在铜管外冷凝、冷却,铜管内通冷却水塔 釜用电炉丝进行加热 ,塔的外部也用保温棉保温混合液体由高位槽经转子流量计计量后进入塔内塔釜的液面计用于观察塔釜内 的存液量塔底产品经过冷却器由平衡管流出回流比调节器用来控制回流比,馏 出液储罐接收馏出液 （四）实验数据计算过程及结果：(1) 全回流塔顶样品折光指数 nD＝1.3610乙醇的质量分率Ｗ＝58.844116－42.61325 ×nD＝58.844116－42.61325 ×1.3610 =0.847摩尔分率 879.060)847.01()46847.0()46847.0(Xd同理：塔釜样品折光指数 nD＝1.3780乙醇的质量分率Ｗ＝58.844116－42.61325 ×nD＝58.844116－42.61325 ×1.3780 =0.132摩尔分率 xw=0.155 在平衡线和操作线之间图解理论板 4.03 （见图一）全塔效率 η%6.57703.4 Pt NN(2) 部分回流（R=4）塔顶样品折光指数 nD＝1.3640塔釜样品折光指数 nD＝1.3785进料样品折光指数 nD＝1.3740由全回流计算出质量、摩尔浓度XD＝0.77 ；Xw＝0.129；Xf＝0.351进料温度 tf＝29.6℃在 Xf＝0.351 下泡点温度 88.7℃乙醇在 59.15℃下的比热 Cp1=3.07（kJ/kg.℃）正丙醇在 59.15℃下的比热 Cp2=2.85（kJ/kg.℃）乙醇在 88.7℃下的汽化潜热 r1=819（kJ/kg）正丙醇在 88.7℃下的汽化潜热 r2=680（kJ/kg）混合液体比热 Cpm=46×0.351×3.07+60×（1-0.351）×2.85=160.54（kJ/kmol.℃）混合液体汽化潜热 r pm=46×0.351×819+60×（1-0.351）×680=39702（kJ/kmol）24. 13970239702) 6 .297 .88(54.160)(mmFB rrttCpm 线斜率5.161在平衡线和精馏段操作线、提馏段操作线之间图解理论板板数 4.55（见图二）全塔效率 η%1.65 Pt NN。