化工原理綜合性實驗報告-手寫部分

PAGEPAGE3瓊州學(xué)院學(xué)生綜合性實驗報告實驗課程名稱：化工原理指導(dǎo)教師及職稱：邵東旭講師姓名：涂夢陽學(xué)號：10249040專業(yè)：食品科學(xué)與工程班級：10級開課學(xué)期2012至2013學(xué)年第2學(xué)期上課時間2013年6月5日至2013年6月12日教務(wù)處制

一、實驗方案實驗名稱：精餾實驗實驗時間：2013-6-12小組合作：是○否●一、實驗?zāi)康暮驮恚海ㄒ唬嶒災(zāi)康蘑倭私饩s的基本流程與操作方法。②掌握理論塔板數(shù)的計算方法。③掌握全塔效率的測定方法。（二）實驗原理精餾是最常見的分離液體混合物的單元操作。在板式精餾塔中，混合液在塔板上傳質(zhì)、傳熱，氣相逐板上升，液相逐板下降，層層接觸，多次部分氣化，部分冷凝，在塔頂?shù)玫捷^純的輕組分，塔釜得到較純的重組分，從而實現(xiàn)分離，實驗物料是乙醇—水系統(tǒng)。二、儀器：JLT-57型篩板精餾裝置三、實驗步驟及注意事項（一）實驗步驟1、配制20%左右的乙醇-水溶液注入釜中，液位達到70%左右；2、配制30%左右的乙醇-水溶液注入原料罐中，液位約70%左右；3、通電加熱釜液；4、釜液達到96±2℃時，進行如下操作：①關(guān)加熱；②排氣10S左右；③開冷卻水。5、全開回流流量計前閥，進行全回流操作約5~10min；6、慢開塔頂產(chǎn)品流量計前閥，控制回流比2~4（回流量3~5L/h，產(chǎn)品量1~2L/h)，開進料泵，控制進料量6~10L/h。7、穩(wěn)定操作（頂溫78~79℃）15~30min后，讀取數(shù)據(jù)，并取樣分析。（二）注意事項：1、加料板有兩個，分別為第三塊板和第五塊板，只能選擇其中任一塊板進料，另一進料口則應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)；2、排氣時，由于溫度過高，排氣容易被蒸汽所傷，因此開關(guān)閥門切忌不要用手直接操作；3、在取接塔釜液體作分析檢測時，也要注意管內(nèi)液體溫度過高，以免燙傷；4、在用酒精比重計測量不同組分的密度時，要注意根據(jù)試液的大概酒精度選取合適量程的比重計測量，避免量程不對，比重計沉底撞擊破碎；5、由于塔頂產(chǎn)品、塔底產(chǎn)品溫度都較高，因此使用酒精比重計測量密度其之前要先冷卻至室溫才測量，同時需要明確酒精比重計的測量得到的是以20℃溫度下為標準的液體密度，因此測量之前要準確測量當(dāng)下試液的溫度，在根據(jù)標準相應(yīng)轉(zhuǎn)換成該溫度下的實際密度。四、實驗數(shù)據(jù)處理1、記錄原始數(shù)據(jù) 進料溫度回流溫度溜出液溫度進樣流量F回流液流量L餾出液流量D32.5℃15℃16℃3.751.51.2樣品的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換①根據(jù)酒精計測量換算表將實際溫度下的樣品酒精度轉(zhuǎn)換成20℃標準溫度的酒精度，再以此酒精度對照密度換算表將樣品在20℃時的密度得出。②根據(jù)，將樣品在20℃時的質(zhì)量分數(shù)得到。分別為20℃時純酒精的密度和純水密度③再根據(jù)，將樣品在在20℃時的摩爾分數(shù)得到。求理論塔板數(shù)，計算總板效率①根據(jù)回流流量L與塔頂產(chǎn)品流量D，得到回流比；②精餾段操作線方程；③根據(jù)，其中，,，從而求出進料狀態(tài)參數(shù)q；④提餾段操作線方程；⑤乙醇-水相平衡關(guān)系；；⑥應(yīng)用逐板計算法或者x-y圖解法得到理論塔板數(shù)NT；⑦得到總板效率5、參考文獻：[1]譚天恩竇梅周明華.化工原理（第三版）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.76、指導(dǎo)老師對實驗設(shè)計方案的意見：指導(dǎo)老師簽名：年月日實驗報告實驗數(shù)據(jù)及結(jié)果實驗數(shù)據(jù)：料液樣品F塔頂樣品W釜底樣品D溫度（℃）201516酒精度（°）55922220℃時樣品的酒精度559323.70.9200040.81697070.9711120℃時樣品的質(zhì)量分數(shù)0.320.110.8420℃時樣品的摩爾分數(shù)0.160.050.67①回流比進料溫度為32.5℃F=3.75L=1.5D=1.2R=1.25②精餾段操作線方程代入數(shù)據(jù)解得：③根據(jù)，常壓下乙醇-水溶液的t-x-y圖由于q>1，故進料是過冷液體（溫度低于泡點）④提餾段操作線方程，代入數(shù)據(jù)得：y=9.09x-1.45⑤乙醇-水相平衡關(guān)系；；⑥應(yīng)用逐板計算法得到理論塔板數(shù)NT，得到理論塔板數(shù)NT=6；⑦得到總板效率=6/15=40%2、對實驗現(xiàn)象、數(shù)據(jù)及觀察結(jié)果的分析與討論精餾實驗理論塔板數(shù)的求取原理是交替地運用相平衡和物料衡算兩關(guān)系，二元精餾可以運用逐板計算法和x-y圖解法兩種方法求解。逐板計算法結(jié)果準確，在計算過程中每使用一次平衡關(guān)系，表示需要一層理論板，而且還可以同時求得離開各層理論塔板的汽液組成，但是計算較為復(fù)雜。x-y圖解法雖然準確性較差，但直觀、簡單?？偘逍适峭瓿梢欢ǚ蛛x任務(wù)所需的理論塔板數(shù)N與實際塔板數(shù)之比?？偘逍适欠从痴克宓钠骄鶄髻|(zhì)效果。由上述實驗數(shù)據(jù)得知此精餾塔總板效率較低，混合物分離效果不高，不適合于純度要求高的混合液分離。這主要與塔設(shè)備工作年限久遠，原料液殘留與多次回收利用不同組分的樣液等因素相關(guān)，造成塔板傳質(zhì)效果大大下降。結(jié)論此精餾塔的全塔板效率ET