筛板塔精馏实验.doc

实验结果处理： 将塔顶、塔底温度和组成，以及各流量计读数等原始数据列表及其处理结果 （1）全回流时： 原始数据项目 全回流状态 全回流状态（质量百分数） 乙醇的摩尔数 全回流(摩尔百分数） 塔顶温度/℃ 77.5 塔底温度/℃ 90.7 进料温度/℃ 20.9 回流液温度/℃ 42 塔顶乙醇含量% 89.7838 861.874034 0.778209807 塔底乙醇含量% 8.0967 70.164643 0.032492006 塔顶水含量% 10.2162 90.534101 塔底水含量% 91.9033 884.902545 第一块塔板乙醇含量% Xn-1 90.2127 861.88301 0.786496637 Xn 88.8616 851.854736 0.760713274 第十块塔板乙醇含量% Xn-1 61.0339 581.272412 0.380506635 Xn 17.0446 160.351888 0.073679565 第一块塔板水含量% Xn-1 9.7873 90.511164 Xn 11.1384 100.583418 第十块塔板水醇含量% Xn-1 38.9661 372.071582 Xn 82.9554 794.424032 （2）部分回流时： 原始数据项目 部分回流状态 部分回流状态（质量百分数） 乙醇（水）摩尔数 乙醇摩尔分数 进料液流量F 塔顶温度/℃ 6 塔底温度/℃ 90 塔釜残余液流量W 进料温度/℃ 21.6 4.5 回流液温度/℃ 41.1 塔顶产品流量D 塔顶乙醇含量% 86.0429 82.6046 1.7958 0.7098 1.5 塔底乙醇含量% 8.001 7.4815 0.1626 0.0321 塔顶回流流量L 进料乙醇含量% 37.7205 36.0895 0.7846 0.1912 2 塔顶水含量% 13.9571 13.2148 0.7342 回流比R 塔底水含量% 91.999 88.3379 4.9077 1.3333 进料水含量% 62.2795 59.7299 3.3183 2.按全回流和部分回流分别用图解法计算理论板数。 （1）全回流时 由图可知NT=5，NP=10 所以全塔效率ET= NT-1/ NP=5-1/10=0.4 单板效率：EML=xn-1-xn/xn-1-xn＊ 对第一块塔板：xn-1=0.78650，xn=0.76071， 全回流yn = xn = 0.76071 则由气液平衡相图可知xn＊=0.71346 则EML=xn-1-xn/xn-1-xn＊=(0.78650-0.76071)/ (0.78650-0.71346)=0.3531 同理： 对第十块塔板：xn-1=0.38051，xn =0.07368 全回流yn = xn=0.07368 则由气液平衡相图可知xn＊=0.006353 则EML=xn-1-xn/xn-1-xn＊=（0.38051-0.07368）/(0.38051-0.006353)=0,8201 （2）部分回流时： 附注：质量百分数y与响应百分数x之间数学关系：y=0.9626x-0.2203 摩尔百分数=醇的摩尔数/(醇的摩尔数+水的摩尔数) 精馏段回流液流量L=2.0l/h，进料量F=6.0l/h,塔顶产品流量D=1.5l/h 由于是冷液进料，xF=0.1912时，查图知泡点温度为84℃，乙醇汽化热为1025KJ/Kg，水为2550 KJ/Kg，进料温度为21.6℃ 则平均温度为（84+21.6）/2=52.8℃，该温度下水和乙醇的比热容分别为2.92 KJ/(Kg*℃),4.26 KJ/(Kg*℃),其对应的 CP=2.92*46*0.1912+4.26*18*(1-0.1912)=87.795 KJ/(Kmol*℃) rm=0.1912*1025*46+(1-0.1912)*2550*18=46139 KJ/Kmol q= CP*△T/ rm+1=1.119 回流比R=(1+x)*L/D,其中x=CP *△T/rm, △T=汽化t-实际t（进料）=84-21.6=62.4℃,x=0.119 R=(1+x)*L/D=1.119*2.0/1.5=1.492 由上开始做精馏段操作线：过（xD，xD）点，y轴截距 y= xD/(R+1)=0.2848 在作q线方程：斜率q/(q-1)=9.422,过（xF，xF）点，与精馏段操作