实验五填料精馏塔理论塔板数测定(精).doc

实验五填料精馏塔理论塔板数测定(精).doc实验五填料精馏塔理论塔板数的测定(精)
实验五填料精馏塔理论塔板数的测定(精)
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实验五填料精馏塔理论塔板数的测定(精)
实验五填料精馏塔理论塔板数的测定
精馏操作是分离、精制化工产品的重要操实验五填料精馏塔理论塔板数的测定(精)
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实验五填料精馏塔理论塔板数的测定(精)
实验五填料精馏塔理论塔板数的测定
精馏操作是分离、精制化工产品的重要操作。塔的理论塔板数决定混合物的分离程度，因此，理论板数的实际测定是极其重要的。在实验室内由精馏装置测取某些数据，通过计算得到该值。这种方法同样可以用于大型装置的理论板数校核。目前包括实验室在内使用最多的是填料精馏塔。其理论板数与塔结构、填料形状及尺寸有关。测定时要在固定结构的塔内以一定组成的混合物进行。
一．实验目的
1．了解实验室填料塔的结构，学会安装、测试的操作技术。
2．掌握精馏理论，了解精馏操作的影响因素，学会填料精馏塔理论板数的测定方法
3．掌握高纯度物质的提纯制备方法。
二．实验原理
精馏是基于汽液平衡理论的一种分离方法。对于双组分理想溶液，平衡时气相中易挥发组分浓度要比液相中的高；气相冷凝后再次进行汽液平衡，则气相中易挥发组分浓度又相对提高，此种操作即是平衡蒸馏。经过多次重复的平衡蒸馏可以使两种组分分离。平衡蒸馏中每次平衡都被看作是一块理论板。精馏塔就是由许多块理论板组成的，理论板越多，塔的分离效率就越高。板式塔的理论板数即为该塔的板数，而填料塔的理论板数用当量高度表示。填料精馏塔的理论板与实际板数未必一致，其中存在塔效率问题。实验室测定填料精馏塔的理论板数是采用间歇操作，可在回流或非回流条件下进行测定。最常用的测定方法是在全回流条件下操作，可免去加回流比、馏出速度及其它变量影响，而且试剂能反复使用。不过要在稳定条件下同时测出塔顶、塔釜组成，再由该组成通过计算或图解法进行求解。具体方法如下：
１．计算法
二元组份在塔内具有n块理论板的第一块板的汽液平衡关系符合平衡方程式为：
y1
=mN1
xw
（１）
1y1
1
xw
y1——第一块板的气相组成
xw——塔釜液的组成
m——全塔(包括再沸器)
（相对挥发度）的几何平均值
m=pw
N——理论板数
lg[(
y1
)(1
xw)]
故有N=
1
y1
xw
—1
（２）
lg
m
上式称为芬斯克（Fenske）公式。
采用全回流操作时，塔顶为全凝器，则塔顶气相组成
y1即等于塔顶馏出
液组成xp，y1xp，于是式（２）可以写成
xp
1
xw
]
lg[
xp
xw
N=
1
1
（３）
lg
m
２．图解法