筛板精馏塔精馏实验报告范文

篦板精馏装置精馏实验

6.1实验目的

1.掌握板式塔的构造及精馏塔步骤

2.理论指导，把握精馏装置的实际操作

3.把握精馏装置全塔高效率的测定法。

6.2实验内容

⑴选用酒精～水系统测量精馏装置全塔高效率、液泛点、液漏点

⑵在要求时间内，进行D=500ml、与此同时做到xD≥93v%、xW≤3v%分离出来每日任务

6.3实验原理

塔釜加温，液体沸腾，在塔里造成升高蒸气，升高蒸气与烧开液

体拥有不一样的构成，这类不一样构成来源于轻和重双组分间有不一样的蒸发度，

从而塔上冷疑，只要一部分流回就可以做到塔上轻双组分增浓和塔底重

双组分提浓的目地。一部分凝液做为轻双组分较浓的塔上商品，一部分凝液

做为流回，产生塔里降低流液，降低流液的浓度值自塔上而下逐渐下

降，至塔底浓度值达标后，持续或间断地自塔釜排出来一部分釜液做为重

双组分较浓的塔底商品。

在塔中间适度部位添加待分离出来料液，投料液中轻双组分浓度值与塔截

面降低流液浓度值最接近，该处即是投料的恰当部位。因而，投料液

中轻组分浓度值愈高，投料部位也愈高，投料部位将塔分为左右二个

塔段，以上的为精馏段，下面为提馏段。

在精馏段中升高蒸气与流回中间开展化学物质传送，使升高蒸气中轻

双组分持续增浓，至塔上达到要求浓度值。在提馏段中，降低流液与上

升蒸气间的化学物质传送使降低流液中的轻双组分转到汽相，重新组合份则转

入高效液相，降低流液中重新组合份浓度值持续增浓，至塔底达到要求浓度值。

6.3.1点评精馏塔的技术指标—全塔高效率η

全回流下测全塔高效率有二个目地。一是在尽量短的时长本质塔

内各板式塔，由上而下创建浓度值遍布，进而使未达平衡的不合格产品

所有回入塔里直到塔上塔底商品浓度值达标，并保持多个时长后为部

分流回给予品质保证。二是由于全回流下的全塔高效率和一部分流回下

的全塔高效率相距并不大，在工程项目解决时，可以用全回流下的全塔高效率

替代一部分流回下的全塔高效率，全回流时精馏段和提馏段操作线重叠，

汽液两之间的传热具备的驱动力，实际操作自变量仅有1个，即塔釜

加发热量，所测量的全塔高效率较为准确地体现了该精馏装置的性

能，相匹配的塔上或塔底浓度值即是该塔的极限值浓度值。全塔高效率的定

义式如下所示： NT?1 （1） N

NT：全回流下的基础理论板数；

N：精馏装置具体板数。

6.3.2保持正常的精馏塔的设备原因和使用要素

精馏装置的构造理应能给予需要的板式塔数和塔板上充足的两色传送总面积。塔底加温（造成升高蒸气）、塔上冷疑（产生流回）是精馏塔实际操作的关键卡路里消耗；持液愈大，塔上冷疑量愈大，塔底加发热量也务必愈大。持液愈大，两色化学物质传送的驱动力也愈大。

6.3.2.1机器设备要素

有效的板式塔数和塔构造为正常的精馏塔做到特定分离出来每日任务提供了品质保证，板式塔数和塔排架结构为汽液触碰给予传热总面积。板式塔数愈少，绝对高度愈矮，设备投资愈省。板式塔数是多少和被剥离的物系特性相关，轻和重双组分间蒸发度愈大，板式塔数愈少。相反，板式塔数愈多。塔构造合理，实际操作弹性大，不容易产生液沫携带、液漏、溢流式液泛。相反，会使实际操作不易控制，塔上塔底品质无法确保。为高效地完成汽液二相中间的传热，为了更好地使传热具备的驱动力，设计方案优良的塔构造能使实际操作时的板式精馏塔（如下图2所显示）应与此同时具备下列两方面流动性特点：

⑴汽液二相整体倒流；

⑵汽液二相在板上错流。

塔总体设计不科学和操作不当的时候会产生下列三种不正常现象：

(i)比较严重的液沫携带状况

因为开孔率过小，而加温过多，造成汽速过大，板式塔上的一

一部分液态被升高汽流带至顶层板式塔，这种情况称之为液沫携带。液

沫携带是一种与液态流行方位反过来的流动性，属返混状况，使板效

率减少，比较严重时还会继续产生携带液泛，毁坏塔的正常操作（见图3

所显示）。这种情况可根据P釜表明，因为：

P釜＝P顶＋∑板压力降 （2）

这时板压力降大幅度升高，主要表现P釜读值超过正常范围的限制。

(ii)比较严重的漏油状况

因为开孔率很大，再加上加发热量过小，造成汽速过小，一部分液态从塔

板打孔处立即漏出来，这种情况称之为液漏。液漏导致液态与空气在板上

没法错流触碰，传热驱动力减少。比较严重的液漏，将使板式塔上不可以积水

而没法正常操作，升高的水蒸汽立即从降液管里走，板压力降基本上为0，

见图4所显示。这时P釜≈P顶。

荷愈大，主要表现为操作压力P釜也愈大。P釜

太大，液沫携带将产生，P釜过小，液漏将发生。若液沫携带量和液漏量各超出10%，被称作比较严重的不正常现象。因此正常的

的精馏装置，操作压力P釜应该有合适的范畴即操作压力区段。

(iii)溢流式液泛

因为降液管通过能力的限定，当汽液负载扩大，降液管安全通道截面

过小，或塔里某板式塔的降液管有阻塞状况时降液管中发酵液层相对高度

提升，当降液管液位升到堰板内缘时（见图5所显示）的液体流量为其极限值通过能力，若液体流量超出此规定值，常实际操作。

6.3.2.2实际操作要素

⑴适合持液的明确

持液是精馏塔的主要要素。在设计方案时，存在着一个最少持液，小于该持液即便板式塔数再好，也达不上分离出来规定。

在精馏装置的制定时出现一个经济上有效的持液，使机器设备花费和耗能获得兼具。在精馏装置实际操作时，存有一个持液的容许实际操作范畴。处理量稳定时，若汽液负载（持液）超过塔的扩散系数极，会出现一系列不正常的实际操作状况，一样会使塔上商品不过关。加温过多，会产生比较严重的雾沫携带和液泛；加发热量过小，会产生液漏，液层过薄，板式塔高效率减少。 ⑵物料平衡

F=D W （3）

Fxf=DxD WxW （4）

(i)总原材料的均衡：F=D W

若F>D W，塔釜液位仪可能升高，进而产生淹塔；若F

(ii) 轻组分的物料平衡：Fxf=DxD WxW

在持液R一定的前提下，若Fxf＞DxD WxW，塔里轻组分很多积累，即主要表现为每一块板式塔上液态中的轻组分提升，塔上能做到特定环境温度和浓度值，这时塔里各板的气温所相匹配板式塔的环境温度分布曲线如下图6所显示，但塔釜品质不过关，说明投料速率太大或塔釜加发热量不足；若Fxf＜DxD WxW，塔里轻组分很多外流，这时各板上液态中的重新组合分提升，塔里环境温度分布曲线如下图7所显示，这时候塔上品质不过关，塔底质量合格。表明塔上采出率太大，应减少或终止进料，提升入料和塔釜进料。

6 Fxf＞DxD WxW时环境温度分布曲线 图7 Fxf＜DxD WxW时温度分布趋势图

6.3.2.3灵巧点环境温度T灵

（1） 灵巧板温度是指一个正常操作的精馏装置当遭受某一外界因素的影响（如R，xf，采

出率等产生起伏时），全塔各板的构成将产生变化，全塔的温度分布也将产生相对应

的转变，在其中有一些板的环境温度对外部干扰因素的反应最灵巧，故称他们为灵巧板。

（2） 按塔上和塔釜环境温度开展操作控制的不可靠性

不可靠性来自二个缘故：一是环境温度与构成尽管有一一对应关联，但温度变化较

小，仪表盘无法精确表明，特别是高纯分离出来时；另一是全过程的迟后性，当环境温度达

到规定环境温度后因为全过程的惯性力，环境温度在一定时间内还会转变，导致进料不符合

格。

（3） 塔里环境温度巨变的地区

塔里沿绝对高度环境温度的转变如下图7所显示。显而易见，在塔的顶端和底端周边的塔段内环境温度

转变较小，中间温度变化比较大。因而，在精馏段和提馏段适度的部位各设置一个

温度测量点，在实际操作变化时，该点的环境温度会展现较敏感的反映，因此称之为灵巧点环境温度。

（4） 按灵巧点环境温度开展操作控制

实际操作一段时间后能获知当灵巧点环境温度处在何值时塔上商品和塔底产品能保证合

格。之后即按该灵巧点环境温度开展调整。比如，当精馏段灵巧点温度上升做到要求

值后即减少出灰量，相反，则增加出灰量。

因而可用测量温度的方式预兆塔里构成特别是在

是塔上馏出液构成的转变。图6和图7是原材料不

均衡时，全塔温度分布的转变状况；图8是分离出来

能力不够时，全塔温度分布的转变状况，这时塔

顶和塔底的产品品质均不过关。从比较图7和图8

可以看出，采出率提升和持液减少时，灵巧板

的气温均升高，但前面一种温度上升是突跃式的，而

后面一种则是迟缓式的，由此可分辨商品不过关的原

因，并且做好相对应的调节。

6.4实验设计方案

6.4.1试验方案设计方案

⑴选用酒精～水物系，全回流实际操作测全塔高效率 依据NT?1，在一定加发热量下，全回流实际操作 N

平稳后塔上塔底与此同时抽样剖析，得xD、xW，用作图法求基础理论板数。

⑵一部分流回时持液的估计

实际操作持液的估计有二种方式：

(i) 根据如下图所示，作一切线交纵轴，截距为

xD，就可以求取Rmin，由R=(1.2～2)Rmin，Rmin?1

xD初估实际操作持液。 Rmin?1

(ii) 依据目前塔设备实际操作探索持液，方式如下所示：

（1） 挑选投料速率为4～6l/h，依据物料衡算塔上

进料总流量及调到适度值，塔釜临时不进料。 （2） 将加温工作电压调小，观查塔节后视镜内的汽液

触碰情况，当逐渐发生液漏时，纪录P釜读值，这时P釜做为操作压力低限，相匹配的加温工作电压即是最少加发热量，载入的持液即是实际操作持液低限。

（3） 将加温工作电压放大，观查塔节后视镜内的汽液触碰情况，当逐渐发生液泛时，纪录P釜读值，这时P釜做为操作压力限制，相匹配的加温工作电压即是加发热量，载入的持液即是实际操作持液限制。

（4） 在液漏点和液泛点中间挑选一合适的塔釜加发热量。

⑶一部分流回时，塔上塔底品质与此同时达标D的估计

依据轻双组分物料衡算，得D的尺寸，应考虑到全回流时塔底轻组分的成分。

6.4.2实验流程设计方案

⑴必须1个带重沸器和冷却器的篦板精馏装置。

⑵必须3个温度表，以测量T顶、T灵、T釜。

⑶必须1个塔釜气压表，以明确操作压力P釜。

⑷必须1个投料泵，供持续精馏塔的用处。

⑸必须3个蒸汽流量计，以计量检定回总流量、塔上出灰量、投料量。

将之上仪表盘和关键塔设备加上储槽、闸阀、管材等建立如下所示实验装置图。

6.6试验塔特性鉴定时的实际操作关键点

（1） 分离出来工作能力——全回流实际操作

在塔釜内放入10～30v%的酒精溶液，釜位近液位变送器2处，打开加热电源使电流为220 3

V，开启塔上冷却器水阀。塔釜加温，塔上冷疑，不投料，出不来商品。待塔里建立起平稳的浓度值遍布后，（流回蒸汽流量计浮球浮起来达10min时间后），与此同时抽样剖析塔上xD与塔釜xW。由该二构成可做图获得该塔的基础理论板数并与具体板数相除获得全塔高效率。

（2） 的处理能力——液泛点

全回流标准下，增加塔釜的加发热量，塔里升高蒸气量和降低液态量将随着扩大，板式塔上液层薄厚和塔釜工作压力也相对扩大，当塔釜工作压力大幅度上升即发生液泛状况，载入该时间的回总流量和加温电总流量，即是该塔实际操作的限制——液泛点。

（3） 最少的处理能力——液漏点

全回流标准下，多次减少塔釜加发热量，测量塔高效率，塔高效率剧降时，载入该时间的回总流量和加温电总流量，即是该塔实际操作的低限——液漏点。

（4） 一部分流回时，将投料蒸汽流量计开至4 L/h，依照以上提到的持液明确方式实际操作。

（5）若产生T灵大幅度升高，应采用D=0，F?，W?的对策。

6.7 原始记录纪录

试验管理体系：乙醇溶液