精馏塔板效率或者填料精馏塔等板高度的测定
一﹑实验目的
1.了解精馏装置的基本流程及筛板精馏塔的结构，熟悉精馏操作方法； 2. 测定全回流条件下总板效率(或单板效率)。 二﹑基本原理
精馏塔是分离均相混合物的重要设备。衡量板式精馏塔分离性能，一般用总板效率表示：
E?NT Np
对于填料塔 HETP?ZNT
式中：E—总板效率；
NT—理论板层数；
NP—实际板层数。 HETP--等板高度，m
理论板层数NT的求法可用M-T图解法。本实验是使用乙醇－水二元物系在一定回流条件下操作，只需测定塔顶流出液组成xD和釜液组成xw，即可用图解法求得NT
精馏塔操作要领 (1)维持好物料平衡，即
F＝D＋W
FxF＝DxD＋WxW (4-33)
DxF?xWWxD?xF或 (4-34) ? ?FxD?xWFxD?xW式中：F、D、W — 分别为进料、馏出液、釜残液的流率，kmol.s-1;
xF、xD、xW ― 分别为进料、馏出液、釜残液中轻组分的组成摩尔分率；
D/F、W/F ―分别为塔顶、塔底的采出率。
若物料不平衡，当F＞D+W时，将导致塔釜、降液管和塔板液面升高，压降增大，雾沫夹带增加，严重时甚至会淹塔；当F＜D+W时，将导致塔釜、降液管和塔板液面降低，漏液量增加，塔板上气液分布不均匀，严重时甚至会干塔。
在规定的精馏条件下，若塔顶采出率D/F超出正常值，即使精馏塔具有足够的分离能力，从塔顶也不能得到规定的合格产品；若塔底采出率W/F超出正常值，则釜残液的组成将增加，既不能达到分离要求，也增加了轻组分的损失、
(2)控制好回流比。精馏塔应采用适宜的回流比操作，在塔板数固定的情况下，当满足DxD≤FxF且塔处于正常流体力学状态时，加大回流比能提高塔顶馏出液组成xD，但能耗也随之增加。加大回流比的措施，一是减少馏出液量，二是加大塔釜的加热速率和塔顶的冷凝速率，但塔釜的加热速率和塔顶的冷凝速率在装置中是有限度的。因此在操作过程中，调节回流比时要将两者协调好，尤其是后者涉及维持热量平衡。
三、实验装置及流程
1. 精馏塔
筛板塔，全塔共15块塔板，塔径70mm，塔板间距158mm； 填料塔：填料层高度： 3# （2.8m）； 4# 1.8m ；塔径100mm
图4-14 精馏实验流程示意图
1-原料罐进料口;2-原料罐;3-进料泵回流阀;4-进料泵;5-电加热器;6-釜料放空阀;7-塔釜产品罐放空阀;8-釜产品储罐;9-塔釜;10-流量计;11-顶产品罐放空阀;12-顶产品;13-塔
板；14-塔身；15-降液管;16-塔顶取样口;17-观察段;18-线圈;19-冷凝器20-塔釜取样口。
2. 测控系统
在本实验中，利用人工智能仪表分别测定塔定温度、塔釜温度、塔身伴热温度、塔釜加热温度、全塔压降、加热电压、进料温度及回流比等参数，该系统的引入，不仅使实验更为简便、快捷，又可实现计算机在线数据采集与控制。
3物料浓度分析
本实验所用的体系为乙醇-水，由于这两种物质的密度存在差异，采用密度计分析料液的浓度，并使用附表1中的进行校正。这种测定方法的特点是方便快捷、操作简单，但精度稍低；若要实现高精度的测量，可利用气相色谱进行浓度分析。
四：实验数据测定与工艺条件的选择
1、板式精馏塔：筛板塔 2、填料塔： 金属压延孔波纹填料 1#，2# 板数NP=15 塔径：70mm，板间距158mm Z： 3# （2.8m）； 4# 1.8m 塔径为100mm 进料浓度 xf (自测) 塔顶产品浓度 xD>90% (V%) 塔底残液浓度 xW<3% (V%)
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