精餾實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

精館實(shí)驗(yàn)

一、前-XZ-百-

利用混合物中各組分揮發(fā)能力的差異，通過(guò)液相和氣相的回流，使氣、液兩

相逆向多級(jí)接觸,在熱能驅(qū)動(dòng)和相平衡關(guān)系的約束下，使得易揮發(fā)組分（輕組分）

不斷從液相往氣相中轉(zhuǎn)移，而難揮發(fā)組分卻由氣相向液相中遷移，使混合物得到

不斷分離，稱該過(guò)程為精儲(chǔ)。精儲(chǔ)是石油化工、煉油生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)十分

重要的環(huán)節(jié)。精微過(guò)程的實(shí)質(zhì)就是迫使混合物的氣、液兩相在塔體中作逆

向流動(dòng)，利用混合液中各組分具有不同的揮發(fā)度，在相互接觸的過(guò)程中，

液相中的輕組分轉(zhuǎn)入氣相，而氣相中的重組分則逐漸進(jìn)入液相，從而實(shí)現(xiàn)

液體混合物的分離。

在精儲(chǔ)實(shí)際生產(chǎn)中，無(wú)論是精儲(chǔ)塔正常運(yùn)行，還是由操作條件的變化和塔性

能改變等原因，出現(xiàn)非正常現(xiàn)象，均需對(duì)塔的操作進(jìn)行分析。一方面為塔的合理

操作提供適宜操作條件的范圍，以提高塔的生產(chǎn)能力，降低生產(chǎn)成本；另一方面

針對(duì)不同工況進(jìn)行分析，為出現(xiàn)故障及時(shí)、準(zhǔn)確的診斷提必要的信息，以便排除

故障恢復(fù)正常生產(chǎn)。操作過(guò)程的分析的方法、手段，通常是調(diào)查研究、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

以及嚴(yán)格的模擬計(jì)算。

精儲(chǔ)塔過(guò)程系統(tǒng)的嚴(yán)格模擬計(jì)算，是精儲(chǔ)操作分析的主要手段之一，通過(guò)嚴(yán)

格模擬計(jì)算可獲得塔內(nèi)氣、液相流量，溫度，壓力，組成等參數(shù)的分布。同時(shí)通

過(guò)操作參數(shù)與系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)值間靈敏度分析，可選擇適宜操作條件的范圍，以指

導(dǎo)操作和診斷故障的原因。

二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、了解填料精儲(chǔ)塔的基本結(jié)構(gòu)，熟悉精儲(chǔ)的工藝流程；

2、掌握精微過(guò)程的基本操作及調(diào)節(jié)方法；

3、掌握測(cè)定塔頂、塔釜溶液濃度的實(shí)驗(yàn)方法；

4、掌握精微塔性能參數(shù)的測(cè)定方法，并掌握其影響因素；

5、掌握用圖解法求取理論板數(shù)的方法；

6、通過(guò)如何尋找連續(xù)精儲(chǔ)分離適宜的操作條件，培養(yǎng)分析解決化工生產(chǎn)中

實(shí)際問(wèn)題的能力、組織能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新能力。

三、實(shí)驗(yàn)原理

1.1.1等板高度（HETP）

HETP是指與一層理論塔板的傳質(zhì)作用相當(dāng)?shù)奶盍蠈痈叨?。它的大?不僅取決

于填料的類(lèi)型，材質(zhì)與尺寸，而且受系統(tǒng)物性,操作條件及塔設(shè)備尺寸的影響.對(duì)

于雙組分體系，根據(jù)其物料關(guān)系X”,通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得塔頂組成跖塔釜組成x.,進(jìn)料

組成xr，及進(jìn)料熱狀況q,回流比R和填料層高度Z等有關(guān)參數(shù),用圖解法求得其理

論板N（不包括塔釜）后，即可用下式確定：

HETP=Z/NT

1.1.2圖解法求理論塔板數(shù)NT

精儲(chǔ)段的操作線方程為：

__RX.

Wrn'+TTT

式中，yn+l——精儲(chǔ)段第n+1塊塔板上升的蒸汽組成，摩爾分?jǐn)?shù).；

乙一一精微段第n塊塔板下流的液體組成，摩爾分?jǐn)?shù);

xD一一塔頂儲(chǔ)出液的液體組成，摩爾分?jǐn)?shù)；

R——泡點(diǎn)回流下的回流比。

提儲(chǔ)段的操作線方程為：

L+qF

=------------x,---------——

L+qF-W'L+qF-W

y=J-上

加料線（q線）方程可表示為：qTqT

―1+金九，）

其中“

式中，q---進(jìn)料熱狀況參數(shù)；

rF——進(jìn)料液組成下的汽化潛熱，kj/kmol；（參照附表4）

tS——進(jìn)料液的泡點(diǎn)溫度，"C；

tf——進(jìn)料液溫度，°C；

cpF——進(jìn)料液在平均溫度（tS+tf）/2下的比熱容,kJ/（kmol℃）；（參

照附表3）

xF----進(jìn)料液組成，摩爾分?jǐn)?shù)。

實(shí)際回流比R的確定：

R=L/D[l+cp（tlL-tR）/r]

式中，R——實(shí)際回流比；

L---回流液量，kmol/s；

D——偏出液量，kmol/s；

tlL一一塔頂溫度，C；

tR——回流溫度，。C；

cp——回流液在平均溫度（tlL+tR）/2的比熱容，kj/（kmol℃）；（參照附

表3）

r一一回流液組成下的汽化潛熱，kj/kmol；（參照附表4）

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1、研究開(kāi)車(chē)過(guò)程中精僧塔在全回流條件下，塔頂溫度等參數(shù)隨時(shí)間的

變化情況；

2、測(cè)定全回流和部分回流條件下的理論塔板數(shù)和全塔效率；

3,研究不同回流比對(duì)操作條件和分離能力的影響。

五、實(shí)驗(yàn)裝置與與流程

示意圖：

惰性氣體出口

圖1填料塔精儲(chǔ)過(guò)程示意圖

1一塔釜排液口；2—電加熱器；3—塔釜；4—塔釜液位計(jì)；5—填料；6—窺視節(jié)；7—冷

卻水流量計(jì)；8一盤(pán)管冷凝器；9—塔頂平衡管；10—回流液流量計(jì)；11一塔頂出料流量計(jì)；

12一產(chǎn)品取樣口；13—進(jìn)料管路；14一塔釜平衡管；15一盤(pán)管換熱器；16—塔釜出料流量計(jì)：

17—進(jìn)料流量計(jì)；18—進(jìn)料泵；19-產(chǎn)品儲(chǔ)槽；20一殘液儲(chǔ)槽；21—料液取樣口。

六、實(shí)驗(yàn)操作步驟及注意事項(xiàng)

1.3.1全回流操作

1.3.1.1配料：在料液桶中配制濃度10%?30%（酒精的體積百分比）的

料液。把料液裝入原料罐中。

1.3.1.2進(jìn)料：常開(kāi)所有料罐放空閥，打開(kāi)泵出口的旁路閥D,打開(kāi)進(jìn)料

C和閥A,關(guān)閉閥B,啟動(dòng)泵，把料液打入塔釜中。當(dāng)液位至釜容積的2/3

處時(shí)，停泵，關(guān)閉閥A。從塔釜取樣口取樣測(cè)其濃度。

1.3.1.3加熱：關(guān)閉進(jìn)料閥C、塔釜出料流量計(jì)閥門(mén)、塔頂出料流量計(jì)閥

門(mén)，全開(kāi)回流液流量計(jì)閥門(mén)，啟動(dòng)電加熱管電源。

1.3.1.4調(diào)節(jié)冷卻水流量，建立全回流：當(dāng)塔釜溫度緩慢上升至窺視節(jié)內(nèi)

有液體回流，即可觀察到窺視節(jié)中液體下流，開(kāi)冷卻水水源，打開(kāi)冷卻水

進(jìn)出口閥門(mén)，調(diào)節(jié)冷卻水流量為60-80m3/h左右。

1.3.1.5塔頂溫度等參數(shù)隨時(shí)間的變化：從加熱時(shí)起每隔2min記錄一次

塔頂溫度、回流量和塔釜溫度，待示數(shù)稍穩(wěn)定后可隔較長(zhǎng)時(shí)間讀數(shù)。至電

表示數(shù)穩(wěn)定為止。數(shù)據(jù)記錄于表1中。

1.3.1.6讀數(shù)、取樣分析：當(dāng)塔頂溫度、回流量和塔釜溫度穩(wěn)定后，記錄

加熱電壓、電流、冷凝水流量、回流量、塔頂溫度和塔釜溫度，并分別把

塔頂樣品、塔底樣品送分析儀分析其塔頂濃度孔和塔釜濃度X.。數(shù)據(jù)記

錄于表2、表3中。

1.3.2部分回流操作

1.3.2.1檢查原料儲(chǔ)罐中的料液是否夠用。

1.3.2.2待塔全回流操作穩(wěn)定時(shí)，打開(kāi)進(jìn)料閥C,在旁路閥D開(kāi)通狀態(tài)下，

啟動(dòng)泵。再慢慢打開(kāi)進(jìn)料閥B,調(diào)節(jié)進(jìn)料量至5-9L/h左右，然后打開(kāi)塔

釜出料流量計(jì)至某一個(gè)流量，此時(shí)仍然關(guān)閉塔頂產(chǎn)品流量計(jì)的閥門(mén)，待系

統(tǒng)穩(wěn)定以后，打開(kāi)塔頂產(chǎn)品流量計(jì)的閥門(mén)，調(diào)節(jié)某一回流比（R=l~4）,進(jìn)行

部分回流操作。操作中要使進(jìn)料、出料量基本平衡，釜液殘液出料量的調(diào)

節(jié)要維持釜內(nèi)液位不變。

1.3.2.3當(dāng)塔頂、塔釜溫度穩(wěn)定，各轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀數(shù)穩(wěn)定后，記錄加熱電

壓、電流、各流量計(jì)流量、塔頂溫度和塔釜溫度，并分別取塔頂樣品、塔

底樣品、原料液送分析儀分析濃度。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，先關(guān)掉加熱電源，關(guān)閉進(jìn)料泵、進(jìn)料閥。待塔內(nèi)沒(méi)有回流

液時(shí)，關(guān)閉冷凝水進(jìn)水閥、冷卻水水源和精僧塔儀表電源。清理實(shí)驗(yàn)裝置。

取樣操作：

1、進(jìn)料、塔頂、塔釜從各相應(yīng)的取樣閥放出。

2、取樣前應(yīng)先放空取樣管路中殘液，再用取樣液潤(rùn)洗試劑瓶，最后取

10g左右樣品，并給該瓶蓋標(biāo)號(hào)以免出錯(cuò)，各個(gè)樣品盡可能同時(shí)取樣。

3、將樣品用液體比重計(jì)分析。

1.3.4注意事項(xiàng)：

1、塔頂放空閥一定要打開(kāi)，否則容易因塔內(nèi)壓力過(guò)大導(dǎo)致危險(xiǎn)，在開(kāi)啟

泵時(shí)旁路閥要打開(kāi)。

2、料液一定要加到設(shè)定液位2/3處方可打開(kāi)加熱管電源，否則塔釜液位

過(guò)

低會(huì)使電加熱絲露出干燒致壞。

3、數(shù)據(jù)的測(cè)定必須在穩(wěn)定的條件下進(jìn)行，并要密切觀察各儀表示數(shù)是否

異常。

4、原料灌原料要及時(shí)補(bǔ)充。

5、取樣前先應(yīng)對(duì)取樣器和容器進(jìn)行清洗，回流時(shí)取塔釜樣品時(shí)因溫度很高

要注意防止?fàn)C傷。

七、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理

1、基本參數(shù)

1.大氣參數(shù)：

項(xiàng)目溫度（°C）大氣壓（kpa）

實(shí)驗(yàn)前23.53101.2

實(shí)驗(yàn)后26.67101.3

填料精儲(chǔ)塔主要結(jié)構(gòu)參數(shù)：塔內(nèi)徑D=68mm,塔內(nèi)填料層總高Z=2m（亂堆）

填料為0環(huán)。進(jìn)料位置距填料層頂面1.2m處。塔釜為內(nèi)電加熱式，加熱功率4.5KW,

有效容積為9.8L。塔頂冷凝器為盤(pán)管式換熱器。

3.物料參數(shù)：

進(jìn)料為乙醇-水系統(tǒng)，進(jìn)料組成0.2（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）

2、數(shù)據(jù)表

表1全回流條件下，塔頂溫度等參數(shù)隨時(shí)間的變化情況

時(shí)間塔釜溫度

序號(hào)^\回流溫度tL/℃塔頂溫度M/C

t/mintw/℃

1026.925.726.5

2232.325.726.5

3438.425.726.5

4645.725.726.5

5851.925.726.5

61058.325.726.5

71264.825.626.5

81470.725.726.5

91676.325.726.5

101881.325.726.5

11208625.626.5

122288.125.726.5

13248925.626.5

142689.3-25.726.5

152889.725.776.7

16309025.879.1

173290.231.879.2

183490.340.379.2

193690.316.779.2

203890.348.779.2

214090.449.979.2

224290.450.779.1

234490.451.279.1

244690.451.179.1

圖1塔頂溫度等參數(shù)隨時(shí)間的變化曲線

一塔受溫度tw/C*回流溫度tL/C一一塔頂溫度tD/C

<1V3而時(shí)間他?化曲償lHhJt/?in

由圖1可知?jiǎng)傞_(kāi)始加熱的前十五分鐘時(shí)，塔釜溫度逐步升高，回流溫度和塔

頂溫度基本不變，到一定時(shí)間(20分鐘左右)后，塔釜溫度趨于穩(wěn)定，塔頂

溫度急劇上升到一定溫度，回流溫度逐步升高，但塔釜溫度始終高于回流溫

度和塔頂溫度。

表2全回流情況下各參數(shù)記錄

電壓電流回流量塔釜溫度塔頂溫度冷凝水流量

參數(shù)

U/VI/AL/L*h1t../℃tn/℃q/L*h-1

數(shù)據(jù)142.07.35.290.479.059.0

表3全回流情況下各料液比重及組成

溫度20℃比重

項(xiàng)目質(zhì)量外摩爾分?jǐn)?shù)X

T/℃平均值

全回流塔頂25.00.8118Xw0.0276

全回流塔釜26.00.9867XD0.8243

表4部分回流下塔釜流量的標(biāo)定

塔頂采出量D(L/h)1.001.201.401.201.501.80

塔釜采出量W(L/h)8.036.816.136.198.503.90

進(jìn)料流量F(L/h)3.53.33.63.63.63.6

回流流量L(L/h)3.63.52.83.62.31.90

塔頂樣品％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))0.91150.90410.89270.91990.90040.8773

塔底樣品%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))0.04210.02200.00300.03850.00580.0000

進(jìn)料樣品臨(質(zhì)量分?jǐn)?shù))0.35710.35280.36230.38350.39990.4512

回流比R3.62.92.03.01.51.1

冷凝水流量q/L*h-1595959595959

進(jìn)料夜泡點(diǎn)溫度ts89.589.689.388.487.786.0

進(jìn)料溫度tr75.876.474.958.576.866.7

塔頂溫度t?79.279.379.479.279.479.6

回流溫度tL53.153.053.551.551.252.5

t82.658382.173.4582.2576.35

CpF0.97110.97280.96890.94630.95970.9320

rf420.21421.62418.48411.54406.16389.37

q1.031.031.031.071.031.05

Cp0.72020.72350.72960.71380.72240.7352

r239.76242.15245.82237.02243.34250.79

實(shí)際回流比R3.883.152.153.251.661.14

X?/(R+1)0.1640.1930.2540.1880.3010.374

塔頂樣品X,（摩爾分?jǐn)?shù)）0.80120.80120.80120.80120.80120.8012

塔底樣品X,（摩爾分?jǐn)?shù)）0.01690.00870.00120.01540.00230.0000

進(jìn)料樣品（摩爾分?jǐn)?shù)）0.26770.28670.30810.30780.33960.3789

表5全回流及部分回流比重記錄表

溫度20c比重20℃比重?cái)?shù)據(jù)表中質(zhì)量百內(nèi)插法換算摩爾百

項(xiàng)目比重d'

T/℃d平均值的比重分?jǐn)?shù)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分?jǐn)?shù)X

全回流125.00.80800.81130.81260.92

0.81180.92300.8243

塔頂％225.00.80900.81230.80980.93

全回流126.00.98300.98670.98630.07

0.98670.06760.0276

塔釜t..226.00.98300.98670.98780.06

取全回流數(shù)據(jù)進(jìn)行舉例分析：

比重的換算

①塔頂測(cè)得25°C下的比重為0.8113

推測(cè)塔頂質(zhì)量分?jǐn)?shù)在90%-100%間

當(dāng)W=90%時(shí)：由公式W=0.977+3.54734d-4.48986d2

解得：d:i0.r=0.8112查表得d20.c=0.9982

當(dāng)W=100%時(shí)：同理解得d30-c=0.7836查得d20-c=0.7893

d30c-d20c

△d,/l℃=------------=(0.8112-0.8180)/10=-0.00068

d30c-d20c

△d2/l℃=-----------=(0.7836-0.7893)/10=-0.00057

△d/l℃=7AdlxAd2=0.00062

所以20°C時(shí)塔頂實(shí)際比重d=0.8113+(25-20)X0.00062=0.8144

該值介于0.8126和0.8153間，對(duì)應(yīng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.91和0.92間.

由內(nèi)插法得：

W20.c=0.91+(0.92-0.91)X(0.8144

-0.8153)/(0.8126-0.8153)=0.9133

換算成摩爾分?jǐn)?shù)XD=(0.9133/46)/(0.9133/46+(1-0.9133)/18)=0.8048

②塔釜

與上同理計(jì)算得：26°C時(shí)塔釜實(shí)際比重d=0.9867

該值介于0.9894和0.9910間,對(duì)應(yīng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.04和0.05間.

同理由內(nèi)插法得:W20c=0.0412

換算成摩爾分?jǐn)?shù)為：X*=0.0165

①塔釜測(cè)得26°C下的比重為0.9867

推測(cè)塔頂質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0%T0%間

當(dāng)W=0%時(shí)：由公式W=0.977+3.54734d-4.48986d2

解得：dMc=L0063查表得d-c=0.9982

當(dāng)W=10%時(shí):同理解得d30.c=0.9878查得d2-c=0.9819

d30c-d20c

△d,/l℃=-----------=(1.0063-0.9982)/10=0.00081

d30c-d20c

△d2/l℃=------------=(0.9878-0.9819)/10=0.00059

Ad/rC=7AdlxAd2=0.00069

所以20°C時(shí)塔頂實(shí)際比重

d=0.9867+(26-20)X0.00069=0.9908

該值介于0.9894和0.9910間,對(duì)應(yīng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.04和0.05間.

由內(nèi)插法得：

w2o.c=0.04+(0.05-0.04)X(0.9908

-0.9910)/(0.9894-0.9910)=0.0412

換算成摩爾分?jǐn)?shù)XD=(0.0412/46)/(0.0412/46+(1-0.0412)/18)=0.0165

同理，通過(guò)相同的方法，可算出部分加流時(shí)的相應(yīng)比重，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)下表:

內(nèi)插法

20℃比數(shù)據(jù)表

溫度比重20℃比質(zhì)量百換算質(zhì)摩爾百

項(xiàng)目重平均中的比

T/℃d'重d分?jǐn)?shù)量百分分?jǐn)?shù)X

值重

數(shù)

全回流125.00.80800.81130.81260.92

0.81180.92300.8243

塔頂225.00.80900.81230.80980.93

全回流126.00.98300.98670.98670.98630.070.06760.0276

塔釜tw226.00.98300.98670.98780.06

126.00.81100.81490.81260.92

I0.81490.91150.8012

226.00.81100.81490.81530.91

126.00.81300.81690.81530.91

部II0.81690.90410.7867

226.00.81300.81690.81800.90

分

126.00.81600.81990.81800.90

回III0.81990.89270.7650

226.00.81600.81990.82060.89

流

127.00.80800.8126

塔IV0.81260.81260.920.91990.8181

頂227.00.80800.8126

126.00.81400.81790.81530.91

V0.81790.90040.7796

226.00.81400.81790.81800.90

126.00.82000.82390.82320.88

VI0.82390.87730.7367

226.00.82000.82390.82580.87

126.00.98700.99070.98940.05

I0.99070.04210.0169

226.00.98700.99070.99100.04

126.00.99000.99370.99280.03

部II0.99420.02200.0087

226.00.99100.99470.99450.02

分

126.00.99400.99770.99640.01

回III0.99770.00300.0012

226.00.99400.99770.99820.00

流

127.00.98700.99130.99100.04

塔IV0.99130.03850.0154

釜227.00.98700.99130.99280.03

126.00.99300.99670.99640.01

V0.99720.00580.0023

226.00.99400.99770.99820.00

126.00.99801.00170.99820.00

VI1.00170.00000.0000

226.00.99801.00170.99820.00

3.1全回流操作等板高度的確定

在精譙全回流操作時(shí)，操作線在y-x圖上為對(duì)角線，如圖2所示，根據(jù)塔

頂、塔釜的組成（根據(jù)表3XD=0.833,X“=0.061）在操作線和相平衡線（根據(jù)

附表2常壓下乙醇一一水的氣液相平衡數(shù)據(jù)）間作梯級(jí)，即可等到理論塔

板數(shù)。

1

0.9-

A111I1II，I，I

uXwXD

00.10.20.30.40.50.60.70.80.91

全回流時(shí)理論塔板數(shù)的確定*

5.2部分回流操作等板高度的確定

5.2.2進(jìn)料液的泡點(diǎn)溫度ts的確定

由附表5乙醇一一水混合液在常壓下汽液平衡數(shù)據(jù)作乙醇-水溶液沸點(diǎn)組成圖,

如圖3所示

用37,酹-NiS請(qǐng)淮西-州成圖

由圖3可知進(jìn)料組分酒精質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33.96%時(shí)，進(jìn)料液的泡點(diǎn)溫度ts=90.l℃o

5.2.3進(jìn)料熱狀況參數(shù)q的確定

,CpF&-tp）

q-1+---------------

rF

表乙醇一一水溶液的比熱（千卡/千克°C）

質(zhì)量外溫度

030507090

3.981.031.011.021.021.02

8.011.051.021.021.021.03

16.211.051.031.031.031.03

24.611.001.021.051.071.09

33.300.940.981.001.041.06

42.430.870.920.961.011.05

52.090.800.860.920.981.04

62.390.750.800.880.941.02

73.080.670.740.770.870.97

85.660.610.670.700.800.90

100.000.540.600.650.710.80

也可用以下回歸方程式計(jì)算：

Q?=1.01+[3.1949rlog(x)-5.5099x-3.0506/]x!0-3

式中:Cp---比熱[kcal/kg]

x-------乙醇的重量百分?jǐn)?shù)氏]

t——溫度[℃].=*?

2

3

CPF=1.01+[3.1949*(ts+t,)/2*log(wF)-5.5099*wr.-3.0506*(ts+tf)/2]*10

=1.01+[3.1949*(87.8+76.8)/2*log(39.99)-5.5099*39.99-3.0506*

(87.8+76.8)/2]*103

=0.9597[kcal/kg℃]

rF=4.745*10、(wj2-3.315*w1；+5.3797*10?

=4.745*10、(39.99),-3.315*39.99+5.3797*102[kcal/kg]

=406.16[kcal/kg]

得q=l+%F&TF)

rF

=1+0.9697*(87.7-76.8)/406.16

=1.03

5.2.4實(shí)際回流比R的確定

R=L/D[1+cp(tn-tn)/r]

：!

cp=l.01+[3.1949*(t1L+tR)/2*log(wD)-5.5099*wD-3.0506*(t1L+tR)/2]*10

=1.01+[3.1949*(79.4+51.2)/2*log(90.04)-5.5099*90.04-3.0506*

(79.4+51.2)/2]*10-3

=0.7224[kcal/kg℃]

H2

r=4.745*10*(WD)-3.315*w,)+5.3797*10?

=4.745*10(90.04)2-3.315*90.04+5.3797*102[kcal/kg]

=243.34[kcal/kg]

得R=L/D[1+Cp(t1L-tR)/r]

=2.3/1.5*[1+0.7224/243.34*(79.4-51.2)]

=1.66

5.2.5部分回流操作等板高度的確定

部分回流操作時(shí)，如圖4所示

精循段的操作線與y軸的交點(diǎn)［0,xn/（R+l）］

其中，XD/（R+1）=0.7796/（1.66+1）=0.293

q線為y=-^—x--^—

q-\q-\

其中，y=l.03/（1.03T）x-0.340/（1.03-1）

即y=39.83x-13.19

八、思考題

1.什么是全回流，它是在什么情況下使用？

答：在精儲(chǔ)操作中，若塔頂上升蒸汽經(jīng)冷凝后全部回流至塔內(nèi)，則這種

操作方法稱為全回流。全回流時(shí)的回流比R等于無(wú)窮大。此時(shí)塔頂產(chǎn)

品為零，通常進(jìn)料和塔底產(chǎn)品也為零，即既不進(jìn)料也不從塔內(nèi)取出產(chǎn)

品。顯然全回流操作對(duì)實(shí)際生產(chǎn)是無(wú)意義的。但是全回流便于控制，

因此在精儲(chǔ)塔的開(kāi)工調(diào)試階段及實(shí)驗(yàn)精鐳塔中，常采用全回流操作。

2.影響精儲(chǔ)塔操作穩(wěn)定的因素有哪些？如何確定精儲(chǔ)塔操作已達(dá)穩(wěn)定？

答：填料塔的操作是從物料平衡、熱量平衡、相平衡及填料塔性能等幾個(gè)

方面考慮，通過(guò)控制系統(tǒng)建立并調(diào)節(jié)塔的操作條件，使填料塔滿足分離要求。塔

操作控制的典型參數(shù)，其中6個(gè)流量參數(shù)：進(jìn)料量、塔頂和塔釜產(chǎn)品流量、冷凝

量、蒸發(fā)量和回流量。除流量參數(shù)外，還有壓力、塔釜液位、回流罐液位、塔頂

產(chǎn)品組成和塔釜產(chǎn)品組成等參數(shù)。

物料平衡體現(xiàn)了塔的生產(chǎn)能力，它主要是用進(jìn)料量和塔頂、側(cè)線及塔底出料量來(lái)

調(diào)節(jié)的。操作中物料平衡的變化具體反映在塔底液面上。當(dāng)塔的操作不符合總的

物料平衡式時(shí)，可以從塔差壓的變化上反映出來(lái)。

氣液相平衡主要體現(xiàn)了產(chǎn)品的質(zhì)量及損失情況。它是靠調(diào)節(jié)塔的操作條件（溫度、

壓力）及塔板上氣液接觸的情況來(lái)達(dá)到的。只有在溫度、壓力固定時(shí)，才有確定

的氣液相平衡組成。

熱量平衡是指進(jìn)塔熱量和出塔熱量的平衡，具體反映在塔頂溫度上。

要保持穩(wěn)定的塔底液面的平衡必須穩(wěn)定：（1）進(jìn)料量和進(jìn)料溫度；（2）塔頂、側(cè)線

及塔底抽出量；（3）塔頂壓力。要保持穩(wěn)定的塔頂溫度，必須穩(wěn)定：（1）進(jìn)料量和

進(jìn)料溫度；（2）頂回流、循環(huán)回流及中段回流的量及溫度；（3）塔頂壓力；（4）汽

提蒸汽量；（5）原料及回流不帶水。只要密切注意塔頂溫度、塔底液面，分析波

動(dòng)原因，及時(shí)加以調(diào)節(jié)，就能掌握塔的三個(gè)平衡，保持塔的正常操作。

3.試分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果成功或失敗的原因，提出改進(jìn)意見(jiàn)。

本實(shí)驗(yàn)基本成功，達(dá)到了較高的分離效果，且初探出精儲(chǔ)能力與進(jìn)料量，

回流比的變化關(guān)系。在實(shí)際操作過(guò)程中，測(cè)量進(jìn)料液流量的流量計(jì)波動(dòng)幅度較大,

不易掌控，設(shè)備儀器方面有待提高精密度。

改進(jìn)意見(jiàn)：增加回流、增、降壓操作、進(jìn)料的預(yù)冷、預(yù)熱、增強(qiáng)塔操作的穩(wěn)

定性、降低收率。還可以對(duì)保溫系統(tǒng)的加強(qiáng)。填料塔在設(shè)計(jì)氣液負(fù)荷范圍內(nèi)操作

可取得所需的分離效率,超過(guò)此負(fù)荷范圍，會(huì)導(dǎo)致分離效率下降、壓降升高泛塔等

現(xiàn)象，多數(shù)情況下填料塔操作提高處理能力和分離效率的瓶頸是填料塔本身。①

增、降壓操作若設(shè)備及工藝條件允許,適當(dāng)增、降塔壓是提高填料塔處理能力的

最好辦法。②進(jìn)料的預(yù)熱

塔頂冷凝器在操作后期經(jīng)常會(huì)成為操作瓶頸,可采用以下措施：

(1)提高操作壓力。壓力升高塔頂溫度提高，換熱溫差加大。

⑵降低進(jìn)料溫度。進(jìn)料溫度降低,進(jìn)料以下內(nèi)回流加大,從而減少上升蒸氣

量,減少塔頂熱負(fù)荷。

對(duì)于塔釜

(1)降低操作壓力。壓力降低,塔釜溫度降低，換熱溫差加大,加熱量增加。

⑵提高進(jìn)料溫度。進(jìn)料溫度提高,減少進(jìn)料以下的內(nèi)回流,從而減少了所需

加熱量。

附表1乙醇一一水溶液比重(20℃、30C、28℃)與質(zhì)量百分?jǐn)?shù)關(guān)系

質(zhì)量%20℃比重30℃比重28℃比重質(zhì)量外20℃比重30℃比重28℃比重

00.99821.00641.0047510.91160.90500.9064

10.99641.00451.0029520.90940.90290.9042

20.99451.00271.0011530.90710.90070.9019

30.99281.00090.9993540.90490.89840.8997

40.99100.99900.9974550.90260.89620.8975

50.98940.99720.9956560.90030.89400.8953

60.98780.99530.9938570.89800.89180.8930

70.98630.99350.9920580.89570.88950.8908

80.98480.99160.9902590.89340.88730.8885

90.98330.98970.9884600.89110.88500.8862

100.98190.98790.9867610.88880.88270.8839

110.98050.98600.9849620.88650.88040.8816

120.97910.98410.9831630.88420.87810.8793

130.97780.98220.9813640.88180.87580.8770

140.97640.98030.9795650.87950.87350.8747

150.97510.97840.9777660.87710.87120.8723

160.97390.97650.9760670.87480.86880.8700

170.97260.97460.9742680.87240.86650.8676

180.97130.97260.9724690.87000.86410.8653

190.97000.97070.9706700.86770.86170.8629

200.96860.96880.9687710.86530.85930.8605

210.96730.96680.9669720.86290.85690.8581

220.96590.96490.9651730.86050.85450.8557

230.96450.96290.9632740.85810.85210.8533

240.96310.96090.9614750.85560.84960.8508

250.96170.95900.9595760.85320.84720.8484

260.96020.95700.9576770.85080.84470.8459

270.95870.95500.9557780.84840.84220.8434

280.95710.95300.9538790.84590.83970.8410

290.95550.95100.9519800.84340.83720.8384

300.95380.94900.9500810.84100.83470.8359

310.95210.94700.9480820.83850.83210.8334

320.95040.94500.9461830.83600.82960.8309

330.94860.94290.9441840.83350.82700.8283

340.94680.94090.9421850.83100.82440.8257

350.94490.93890.9401860.82840.82180.8231

360.94310.93680.9381870.82580.81920.8205

370.94110.93480.9360880.82320.81660.8179

380.93920.93270.9340890.82060.81390.8153

390.93720.93060.9319900.81800.81130.8126

400.93520.92850.9299910.81530.80860.8099

410.93310.92640.9278920.81260.80590.8072

420.93110.92430.9257930.80980.80310.8045

430.92900.92220.9236940.80710.80040.8017

440.92690.92010.9215950.80430.79760.7990

450.92470.91800.9193960.80140.79490.7962

460.92260.91580.9172970.79850.79210.7934

470.92040.91370.9150980.79550.78930.7905

480.91820.91160.9129990.79240.78640.7876

490.91600.90940.91071000.78930.78360.7847

500.91380.90720.9085

附表2常壓下乙醇一一水的氣液相平衡數(shù)據(jù)

液相中乙醇?xì)庀嘀幸掖家合嘀幸掖細(xì)庀嘀幸掖?/p>

的摩爾分率的摩爾分率的摩爾分率的摩爾分率

0.000.450.635

0.010.1100.500.657

0.020.1750.550.678

0.040.2730.600.698

0.060.3400.650.725

0.080.3920.700.755

0.100.4300.750.785

0.140.4820.800.820

0.180.5130.850.855

0.200.5250.890.894

0.250.5510.900.898

0.300.5750.950.942

0.350.5951.01

0.400.614

附表3乙醇一一水溶液的比熱（千卡/千克°C）

質(zhì)量%量%i溫度S

030507090

3.981.031.011.021.021.02

8.011.051.021.021.021.03

16.211.051.031.031.031.03

24.611.001.021.051.071.09

33.300.940.981.001.041.06

42