填料塔精馏实验,填料塔精馏实验设备
2024-08-05 14:09
填料塔精馏实验是化工原理实验中的一项重要内容,旨在通过实际操作观察填料塔精馏过程中气液两相的流动状况,掌握填料塔的操作方法,并研究不同操作条件对精馏效果的影响。以下是对填料塔精馏实验的详细介绍:
一、实验目的
观察填料塔精馏过程:通过实验观察填料塔内气液两相的流动状况,了解精馏过程的基本原理。
掌握测定方法:掌握测定填料等板高度的方法,了解等板高度对填料塔分离效果的影响。
研究回流比影响:研究不同回流比对精馏操作的影响,找出最优回流比,以提高精馏效率和产品质量。
二、实验原理
填料塔精馏是利用混合物中各组分挥发度的不同,在塔内实现气液两相的逆向流动和传质传热,从而达到分离目的的过程。填料塔内装有填料层,为气液两相提供了大量的接触面积,使得传质传热过程更加高效。等板高度(HETP)是衡量填料塔分离效果的关键参数,它表示分离效果相当于一块理论板的填料层高度。
三、实验装置与仪器
填料塔精馏实验装置通常包括填料塔、再沸器、冷凝器、回流比控制器、流量计、温度计等。其中,填料塔是实验的核心部件,其内装有填料层;再沸器用于加热原料液使其汽化;冷凝器用于冷凝塔顶蒸汽;回流比控制器用于调节回流比;流量计和温度计分别用于测量流体流量和温度。
四、实验步骤
准备阶段:检查实验装置是否完好,连接好各仪器和设备。准备好实验所需的原料液和测量工具。
启动实验:打开再沸器开始加热原料液,使其汽化并上升通过填料层。同时打开冷凝器和回流比控制器,使塔顶蒸汽冷凝并部分回流至塔内。
稳定操作:调节加热功率和回流比,使塔内操作达到稳定状态。此时应观察塔顶和塔釜的温度变化以及回流量的稳定性。
数据记录:在稳定操作状态下记录塔顶和塔釜的温度、回流量以及原料液和产品的组成等数据。这些数据将用于后续的数据处理和分析。
改变条件:根据需要改变操作条件(如回流比、加热功率等),重复步骤2至步骤4的实验过程以获取不同条件下的实验数据。
五、数据处理与分析
计算理论塔板数:根据实验数据计算理论塔板数,以评估填料塔的分离效果。理论塔板数可以通过图解法或公式法计算得出。
计算等板高度:根据填料层高度和理论塔板数计算等板高度(HETP),以了解填料塔的传质分离效果。等板高度越小表示传质分离效果越好。
分析影响因素:分析不同操作条件(如回流比、加热功率等)对等板高度和分离效果的影响规律,找出最优操作条件以提高精馏效率和产品质量。
六、注意事项
安全操作:实验过程中应注意安全操作规范,避免触电、烫伤等事故发生。特别是在加热原料液和调节回流比时要特别小心。
准确测量:测量过程中应注意测量精度和准确度,避免误差对实验结果的影响。应使用经过校准的仪器和设备进行测量并遵循正确的测量方法。
合理控制变量:在进行实验时应合理控制变量以确保实验结果的可靠性和可比性。例如,在改变回流比时应保持其他条件不变以消除其他因素的影响。
及时记录数据:在实验过程中应及时记录实验数据以便后续处理和分析。同时应注意数据的完整性和准确性避免遗漏或错误记录导致实验结果失真。
YUY-HY121填料塔精馏实验装置
一、实验目的
观察填料塔精馏过程:通过实验观察填料塔内气液两相的流动状况,了解精馏过程的基本原理。
掌握测定方法:掌握测定填料等板高度的方法,了解等板高度对填料塔分离效果的影响。
研究回流比影响:研究不同回流比对精馏操作的影响,找出最优回流比,以提高精馏效率和产品质量。
二、实验原理
填料塔精馏是利用混合物中各组分挥发度的不同,在塔内实现气液两相的逆向流动和传质传热,从而达到分离目的的过程。填料塔内装有填料层,为气液两相提供了大量的接触面积,使得传质传热过程更加高效。等板高度(HETP)是衡量填料塔分离效果的关键参数,它表示分离效果相当于一块理论板的填料层高度。
三、实验装置与仪器
填料塔精馏实验装置通常包括填料塔、再沸器、冷凝器、回流比控制器、流量计、温度计等。其中,填料塔是实验的核心部件,其内装有填料层;再沸器用于加热原料液使其汽化;冷凝器用于冷凝塔顶蒸汽;回流比控制器用于调节回流比;流量计和温度计分别用于测量流体流量和温度。
四、实验步骤
准备阶段:检查实验装置是否完好,连接好各仪器和设备。准备好实验所需的原料液和测量工具。
启动实验:打开再沸器开始加热原料液,使其汽化并上升通过填料层。同时打开冷凝器和回流比控制器,使塔顶蒸汽冷凝并部分回流至塔内。
稳定操作:调节加热功率和回流比,使塔内操作达到稳定状态。此时应观察塔顶和塔釜的温度变化以及回流量的稳定性。
数据记录:在稳定操作状态下记录塔顶和塔釜的温度、回流量以及原料液和产品的组成等数据。这些数据将用于后续的数据处理和分析。
改变条件:根据需要改变操作条件(如回流比、加热功率等),重复步骤2至步骤4的实验过程以获取不同条件下的实验数据。
五、数据处理与分析
计算理论塔板数:根据实验数据计算理论塔板数,以评估填料塔的分离效果。理论塔板数可以通过图解法或公式法计算得出。
计算等板高度:根据填料层高度和理论塔板数计算等板高度(HETP),以了解填料塔的传质分离效果。等板高度越小表示传质分离效果越好。
分析影响因素:分析不同操作条件(如回流比、加热功率等)对等板高度和分离效果的影响规律,找出最优操作条件以提高精馏效率和产品质量。
六、注意事项
安全操作:实验过程中应注意安全操作规范,避免触电、烫伤等事故发生。特别是在加热原料液和调节回流比时要特别小心。
准确测量:测量过程中应注意测量精度和准确度,避免误差对实验结果的影响。应使用经过校准的仪器和设备进行测量并遵循正确的测量方法。
合理控制变量:在进行实验时应合理控制变量以确保实验结果的可靠性和可比性。例如,在改变回流比时应保持其他条件不变以消除其他因素的影响。
及时记录数据:在实验过程中应及时记录实验数据以便后续处理和分析。同时应注意数据的完整性和准确性避免遗漏或错误记录导致实验结果失真。
YUY-HY121填料塔精馏实验装置
装置功能
1、了解填料精馏塔及其附属设备的基本结构,掌握精馏过程的基本操作方法。
1、了解填料精馏塔及其附属设备的基本结构,掌握精馏过程的基本操作方法。
2、学会判断系统达到稳定的方法,掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法。
3、掌握回流比的调节方法,研究回流比对精馏塔分离效率的影响。
设计参数
常压操作。
常压操作。
上升蒸汽量:2L/h。
回流比:4--∞。
塔顶浓度≥80%
公用设施
水:装置需冷却水,自来水通过装置接口及转子流量计进入塔顶的冷凝器后排出。
水:装置需冷却水,自来水通过装置接口及转子流量计进入塔顶的冷凝器后排出。
电:电压AC220V,功率2.0KW,标准单相三线制。每个实验室需配置1~2个接地点(安全地及信号地)。
实验物料:乙醇—水,外配设备:阿贝折光仪、超级恒温器、乙醇(用户自配)。
主要设备
304不锈钢塔体:φ50×1300mm,可调节进料位置,每段塔节都设有进料口和取样口,内装规整的φ3*3拉西环填料。
304不锈钢塔体:φ50×1300mm,可调节进料位置,每段塔节都设有进料口和取样口,内装规整的φ3*3拉西环填料。
304不锈钢再沸器:再沸器直接置于精馏塔下部,采用不锈钢制作,内置电加热管加热。总加热功率2000W,可调;分两组,各1000W,两组采用先进的温控仪表自动控制,承担精馏塔的温度控制调节。
不锈钢冷凝器:冷凝器壳体采用304不锈钢制作。换热管采用传热效率较高的铜管制作,管径φ12mm、壁厚1mm,换热面积0.028m2。冷凝器下部与精馏塔体直接相连,以减少热损失。
304不锈钢进料罐:容积约15L,304不锈钢出料罐:容积约5L。
MP-20RM防腐型磁力泵,流量40L/h、扬程2.5m、输入功率30W,进行连续精馏实验时可通过加料出口阀、流量计向精馏塔加料。进料量:2.5-25L/h。
温度传感器:Pt100铂电阻,显示精度0.1℃,插入长度可调整,直径φ3mm,检测精馏塔塔底、塔体及塔顶温度。
回流系统:由2个24V电磁阀和时间继电器控制回流比。
热电偶温度传感器 :0—100℃(8支)。
宇电AI704多路温度显示仪。
宇电AI518温度控制仪。
宇电AI501H回流比控制显示仪。
电器:接触器、开关、漏电保护空气开关。
304不锈钢管路、管件及阀门。
304不锈钢仪表柜:测控、电器设备在实验架上。
304不锈钢材质框架1600*550*1600mm(长×宽×高),带脚轮及禁锢脚。