系别：化学与环境科学系 班级：09应用化学（1）班

姓名：赖雪梅

学号：090604118

采用乙醇—水溶液的精馏实验

赖雪梅

摘要：双组分混合液的分离是最简单的精馏操作。在整个精馏塔中，汽液两相

逆流接触，进行相际传质。液相中的易挥发组分进入汽相，汽相中的难挥发组分转入液相。对不形成恒沸物的物系，只要设计和操作得当，馏出液将是高纯度的易挥发组分，塔底产物将是高纯度的难挥发组分。进料口以上的塔段，把上升蒸气中易挥发组分进一步提浓，称为精馏段；进料口以下的塔段，从下降液体中提取易挥发组分，称为提馏段。两段操作的结合，使液体混合物中的两个组分较完全地分离，生产出所需纯度的两种产品。本文介绍了精馏实验的基本原理以及填料精馏塔的基本结构，

研究了精馏塔在全回流条件下，塔顶温度等参数随时间的变化情况，测定了全回流和部分回流条件下的理论板数，分析了不同回流比对操作条件和分离能力的影响。

关键词：精馏；精馏段；提馏段；全回流；部分回流；等板高度；理论塔板数

1.引言

欲将复杂混合物提纯为单一组分，采用精馏技术是最常用的方法。尽管现在已发展了柱色谱法、吸附分离法、膜分离法、萃取法和结晶法等分离技术，但只有在分离一些特殊物资或通过精馏法不易达到的目的时才采用。从技术和经济上考虑，精馏法也是最有价值的方法。在实验室进行化工开发过程时，精馏技术的主要作用有：(1)进行精馏理论和设备方面的研究。(2)确定物质分离的工艺流程和工艺条件。(3)制备高纯物质，提供产品或中间产品的纯样，供分析评价使用。(4)分析工业塔的故障。(5)在食品工业、香料工业的生产中，通过精馏方法可以保留或除去某些微量杂质。

2.精馏实验部分

2.1实验目的

(1)了解填料精馏塔的基本结构，熟悉精馏的工艺流程。 (2)掌握精馏过程的基本操作及调节方法。 (3)掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法。

(4)掌握精馏塔性能参数的测定方法，并掌握其影响因素。 (5)掌握用图解法求取理论板数的方法。

(6)通过如何寻找连续精馏分离适宜的操作条件，培养分析解决化工生产中实际问题的能力、组织能力、实验能力和创新能力。

2.2实验原理

精馏塔一般分为两大类：填料塔和板式塔。实验室精密分馏多采用填料塔。填料塔属连续接触式传质设备，塔内气液相浓度呈连续变化。常以等板高度(HETP)来表示精馏设备的分离能力，等板高度越小，填料层的传质分离效果就越好。

(1)等板高度(HETP)

HETP是指与一层理论塔板的传质作用相当的填料层高度。它的大小，不仅取决于填料的类型、材质与尺寸，而且受系统物性、操作条件及塔设备尺寸的影响。对于双组分体系，根据其物料关系xn，通过实验测得塔顶组成xD、塔釜组成xW、进料组成xF及进料热状况q、回流比R和填料层高度Z等有关参数，用图解法求得其理论板NT后，即可用下式确定：HETP=Z/NT

(2)图解法求理论塔板数NT

精馏段的操作线方程为：yn+1=

Rxn+xD R?1R?1上式中, yn+1---精馏段第n+1块塔板伤身的蒸汽组成,摩尔分数；

xn---精馏段第n块塔板下流的液体组成,摩尔分数；

xD---塔顶馏出液的液体组成,摩尔分数；

R---泡点回流下的回流比；

L'提馏段的操作线方程为：ym+1=xm-Wxw

L'?WL'-W上式中, ym+1---提镏段第m+1块塔板上升的蒸汽组成,摩尔分数； xm---提镏段第m块塔板下流的液体组成,摩尔分数；

xW---塔釜的液体组成，摩尔分数；

L′--提镏段内下流的液体量,kmol/s；

W----釜液流量, kmol/s；

cpF(ts?tF)qxF加料线(q线)方程为：y=x-，其中q=1+

q?1q?1rF上式中，q---进料热状况参数；

rF---进料液组成下的汽化潜热,kJ/kmol；

ts---进料液的泡点温度, ℃；