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筛板精馏塔精馏实验报告样本
6.1实验目的
1．了解板式塔的结构及精馏流程 2．理论联系实际，掌握精馏塔的操作 3．掌握精馏塔全塔效率的测定方法。 6.2实验内容
⑴采用乙醇～水系统测定精馏塔全塔效率、液泛点、漏液点
⑵在规定时间内，完成D=500ml、同时达到xD≥93v%、xW≤3v%分离任务
6.3实验原理
塔釜加热，液体沸腾，在塔内产生上升蒸汽，上升蒸汽与沸腾液 体有着不同的组成，这种不同组成来自轻重组份间有不同的挥发度， 由此塔顶冷凝，只需要部分回流即可达到塔顶轻组份增浓和塔底重 组份提浓的目的。部分凝液作为轻组份较浓的塔顶产品，部分凝液 作为回流，形成塔内下降液流，下降液流的浓度自塔顶而下逐步下 降，至塔底浓度合格后，连续或间歇地自塔釜排出部分釜液作为重 组份较浓的塔底产品。
在塔中部适当位置加入待分离料液，加料液中轻组份浓度与塔截 面下降液流浓度最接近，该处即为加料的适当位置。所以，加料液 中轻组分浓度愈高，加料位置也愈高，加料位置将塔分成上下二个 塔段，上段为精馏段，下段为提馏段。
在精馏段中上升蒸汽与回流之间实行物质传递，使上升蒸汽中轻 组份持续增浓，至塔顶达到要求浓度。在提馏段中，下降液流与上 升蒸汽间的物质传递使下降液流中的轻组份转入汽相，重组份则转 入液相，下降液流中重组份浓度持续增浓，至塔底达到要求浓度。 6.3.1评价精馏的指标—全塔效率η
全回流下测全塔效率有二个目的。一是在尽可能短的时间内在塔 内各塔板，至上而下建立浓度分布，从而使未达平衡的不合格产品 全部回入塔内直至塔顶塔底产品浓度合格，并维持若干时间后为部 分回流提供质量保证。二是因为全回流下的全塔效率和部分回流下 的全塔效率相差不大，在工程处理时，能够用全回流下的全塔效率 代替部分回流下的全塔效率，全回流时精馏段和提馏段操作线重合， 气液两相间的传质具有的推动力，操作变量只有1个，即塔釜 加热量，所测定的全塔效率比较准确地反映了该精馏塔的性 能，对应的塔顶或塔底浓度即为该塔的极限浓度。全塔效率的定 义式如下： ??NT?1 （1） N NT：全回流下的理论板数； N：精馏塔实际板数。
6.3.2维持正常精馏的设备因素和操作因素
精馏塔的结构应能提供所需的塔板数和塔板上充足的相间传递面积。塔底加热（产生上升蒸汽）、塔顶冷凝（形成回流）是精馏操作的主要能量消耗；回流比愈大，塔顶冷凝量愈大，塔底加热量也必须愈大。回流比愈大，相间物质传递的推动力也愈大。
6.3.2.1设备因素
合理的塔板数和塔结构为正常精馏达到指定分离任务提供了质量保证，塔板数和塔板结构为汽液接触提供传质面积。塔板数愈少，塔高愈矮，设备投资愈省。塔板数多少和被分离的物系性质相关，轻重组份间挥发度愈大，塔板数愈少。反之，塔板数愈多。塔结构合理，操作弹性大，不易发生液沫夹带、漏液、溢流液泛。反之，会使操作不易控制，塔顶塔底质量难以保证。为有效地实现汽液两相之间的传质，为了使传质具有的推动力，设计良好的塔结构能使操作时的板式精馏塔（如图2所示）应同时具有以下两方面流动特征： ⑴汽液两相总体逆流； ⑵汽液两相在板上错流。
塔结构设计不合理和操作不当时会发生以下三种不正常现象： (i)严重的液沫夹带现象
因为开孔率太小，而加热量过大，导致汽速过大，塔板上的一 部分液体被上升汽流带至上层塔板，这种现象称为液沫夹带。液 沫夹带是一种与液体主流方向相反的流动，属返混现象，使板效 率降低，严重时还会发生夹带液泛，破坏塔的正常操作（见图3 所示）。这种现象可通过P釜显示，因为： P釜＝P顶＋∑板压降 （2）
此时板压降急剧上升，表现P釜读数超出正常范围的上限。 (ii)严重的漏液现象
因为开孔率太大，加上加热量太小，导致汽速过小，部分液体从塔 板开孔处直接漏下，这种现象称为漏液。漏液造成液体与气体在板上
无法错流接触，传质推动力降低。严重的漏液，将使塔板上不能积液 而无法正常操作，上升的蒸汽直接从降液管里走，板压降几乎为0， 见图4所示。此时P釜≈P顶。
荷愈大，表现为操作压力P釜也愈大。P釜
过大，液沫夹带将发生，P釜过小，漏液将出现。若液沫夹带量和漏液量各超过10%，被称为严重的不正常现象。所以正常
的精馏塔，操作压力P釜应有合适的范围即操作压力区间。 (iii)溢流液泛
因为降液管通过水平的限制，当气液负荷增大，降液管通道截面积 太小，或塔内某塔板的降液管有堵塞现象时降液管内清液层高度 增加，当降液管液面升至堰板上缘时（见图5所示）的液体流量为其极限通过水平，若液体流量超过此极限值，常操作。 6.3.2.2操作因素 ⑴适宜回流比的确定
回流比是精馏的核心因素。在设计时，存有着一个最小回流比，低于该回流比即使塔板数再多，也达不到分离要求。
在精馏塔的设计时存有一个经济上合理的回流比，使设备费用和能耗得到兼顾。在精馏塔操作时，存有一个回流比的允许操作范围。处理量恒定时，若汽液负荷（回流比）超出塔的通量极，会发生一系列不正常的操作现象，同样会使塔顶产品不合格。加热量过大，会发生严重的雾沫夹带和液泛；加热量过小，会发生漏液，液层过薄，塔板效率降低。 ⑵物料平衡 F=D+W （3）