【复习笔记】23华工《821化工原理》考研知识之精馏实验归...

显示全部楼层 · 2022-7-13 00:08:21

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精馏实验归纳一、目的及任务①熟悉精馏的工艺流程，掌握精馏实验的操作方法。②了解板式塔的结构，观察塔板上汽-液接触状况。③测定全回流时的全塔效率及单塔效率。④测定部分回流时的全塔效率。⑤测定全塔的浓度（或温度）分布。⑥测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。
二、基本原理在板式精馏塔中，由塔釜产生的蒸汽沿塔逐板上升与来自塔顶逐板下降的回流液，在塔板上实现多次接触，进行传热与传质，使混合液达到一定程度的分离。回流是精馏操作得以实现的基础。塔顶的回流量与采出量之比，称为回流比。回流比是精馏操作的重要参数之一，其大小影响着精馏操作的分离效果和能耗。回流比存在两种极限情况：最小回流比和全回流。若塔在最小回流比下操作，要完成分离任务，则需要无穷多塔板的精馏塔。当然，这不符合工业实际，所以最小回流比只是一个操作限度。若操作处于全回流时，既无任何产品采出，也无原料加入，塔顶的冷凝液全部返回塔中，这在生产中午实际意义。但是由于此时所需理论板数最少，又易于达到稳定，故常在工业装置的开停车、排除故障及科学研究时采用。实际回流比常取最小回流比的1.2～2.0倍。在精馏操作中，若回流系统出现故障，操作情况会急剧恶化，分离效果也将变坏。板效率是体现塔板性能及操作状况的主要参数，有以下两种定义方法。总板效率EE=N/Ne式中 E——总板效率；N——理论板数（不包括塔釜）； Ne——实际板数。 (2)单板效率Eml
Eml=(xn-1-xn)/(xn-1-xn*) 式中Eml——以液相浓度表示的单板效率；xn ，xn-1——第n块板和第n-1块板的液相浓度；xn*——与第n块板气相浓度相平衡的液相浓度。总板效率与单板效率的数值通常由实验测定。单板效率是评价塔板性能优劣的重要数据。物系性质、板型及操作负荷是影响单板效率的重要因数。当物系与板型确定后，可通过改变气液负荷达到最高板效率；对于不同的板型，可以保持相同的物系及操作条件下，测定其单板效率，以评价其性能的优劣。总板效率反映全塔各塔板的平均分离效果，常用于板式塔设计中。若改变塔釜再沸器中加热器的电压，塔内上升蒸汽量将会改变，同时，塔釜再沸器电加热器表面的温度将发生变化，其沸腾给热系数也将发生变化，从而可以得到沸腾给热系数与加热量的关系。由牛顿冷却定律，可知 Q=αA△tm式中 Q——加热量，kw;α——沸腾给热系数，kw/(m2*K);A——传热面积，m2;△tm——加热器表面与主体温度之差，℃。若加热器的壁面温度为ts ,塔釜内液体的主体温度为tw ,则上式可改写为
Q=aA(ts-tw)由于塔釜再沸器为直接电加热，则加热量Q为
Q=U2/R式中U——电加热的加热电压，V; R——电加热器的电阻，Ω。