精馏塔的操作和全塔效率测定实验全解

2020/1/261板式精馏塔的操作及其全塔效率的测定2020/1/2621.基本原理（1）塔釜加热，在塔内产生上升蒸汽；塔顶冷凝，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；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。（2）在塔中部适当位置加入待分离料液；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。2020/1/263（3）在精馏段中上升蒸汽与回流之间进行物质传递，使上升蒸汽中轻组份不断增浓，至塔顶达到要求浓度。（4）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，重组份则相反，下降液流中重组份浓度不断增浓，至塔底达到要求浓度。2020/1/264（5）精馏的前提是轻重组份间有不同的挥发度，因此，只需要部分回流即可达到塔顶轻组份增浓，塔底重组份提浓的目的。2020/1/2651.1维持正常精馏的设备因素和操作因素（1）精馏塔的结构应能提供所需的塔板数和塔板上足够的相间传递面积。（2）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。2020/1/2661.1.1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。象不易发生三种不正常现操作弹性大塔板结构合理η塔结构合理；，nα；，投资，Hn2020/1/267(i)板式塔正常操作的流动特征⑴气液两相总体逆流；⑵气液两相在板上错流。2020/1/268(ii)板式塔操作的不正常现象⑴严重的液沫夹带现象⑵严重的漏液现象⑶降液管液泛2020/1/269板压降＋釜顶PP釜板压降P,V,Q釜，板压降，PVQ2020/1/2610顶PP釜∑板压降≈0漏液易发生在何处?2020/1/26111.1.2操作因素回流比是精馏的核心因素:在设计时，存在着一个最小回流比，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，存在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，存在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）超出塔的通量极限时，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。2020/1/2612（1）适宜回流比的确定初估操作回流比的方法在漏液点和液泛点之间选择一合适的塔釜加热量。2020/1/2613①总物料的平衡②轻组分的物料平衡（2）物料衡算WDF——塔釜液位恒定为基准WDfWxDxFx——以灵敏板温度合格为标准2020/1/2614(3)灵敏点温度2020/1/2615按塔顶和塔釜温度进行操作控制的不可靠性塔内温度剧变的区域按灵敏点温度进行操作控制2020/1/2616WDfWxDxFx:若2020/1/2617WDfWxDxFx若：2020/1/2618若：分离能力R不够2020/1/2619㈡塔底压力塔底压力与塔釜加热量有关，表明了塔内汽液负荷的大小。㈢实验时的调整方法①若T灵发生急剧上升采取D=0，F↑，W↑的措施。②若T灵发生缓缓上升采取R↑或全回流的措施。2020/1/26203.实验装置2020/1/26214.实验内容1.全回流操作测全塔效率XD≥94v%或XD≥93m%；2.部分回流操作得产品500ml,XD≥93v%,XD≤3v%。a.正常的操作参数P釜（20─40)×100Pa，灵敏板温度T灵（80—83）℃。b.不正常现象的观察和调节。2020/1/26225.原始数据记录实验物系：酒精水溶液进料状态：常温设备参数：塔板数=15塔径:50mm板间距:100mm开孔率:3.8%%Dx%vxW灵TPaP100/釜Fx℃FL/hDml/milWml/minR%全回流95.2(v)∞部分回流93.0(v)3.02020/1/2623