多功能精馏塔综合实训指导书一、实验目的1、学习并掌握普通精馏、进料口位置可变、填料层高度可变、侧线出料、萃取精馏、恒沸精馏、反应精馏、真空精馏和列管式换热器传热系数测定等九个工艺实验的原理和操作方法；2、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。3、学会判断系统达到稳定的方法，掌握测定塔项、塔釜溶液浓度的实验方法，4、掌握保持其他条件不变下调节回流比的方法，研究回流比对精馏塔分离效率的影响。5、掌握用图解法求取理论板数的方法，并计算等板高度（HETP）。二、实验原理1、原理本装置是填料精馏实验装置。填料塔属连续接触式传质设备，填料精馏塔与板式精馏塔的不同之处在于塔内气液相浓度变化趋势不同：前者呈连续变化，后者呈逐级变化，与板式塔比，填料塔具有分离效率高、操作弹性大、压强降低等优点。本装置可以进行常规精馏、恒沸精馏、萃取精馏、反应精馏等多种实验，其原理如下：所谓恒沸精馏，就是在被分离的二元组分中加入第三组分，该组分能与原溶液中的一个或者两个组分形成最低恒沸物，从而形成了“恒沸物一纯组分”的精馏体系，恒沸物从塔顶蒸出，纯组分从塔底排出，所添加的第三组分称为恒沸剂或者夹带剂，例如苯作为夹带剂恒沸精馏制取无水酒精。萃取精馏与恒沸精馏的不同，就在于其加入萃取剂，能有选择性的改变原二元组分的蒸汽压，从而增大他们的相对挥发度。例如乙二醇作为萃取剂萃取精馏制取乙酸乙酯。所谓反应精馏：就是在一个反应精馏塔中进行，该塔除了实现组分间的分离外，还同时伴随着化学反应。而真空精馏，就是对精馏系统抽真空，降低分离组分的沸点，进而降低其相对挥发度，使其容易分离。等板高度（HETP）是衡量填料精馏塔分离效果的一个关键参数。等板高度越小，填料层的传质分离效果就越好
多功能精馏塔综合实训指导书 一、实验目的 1、 学习并掌握普通精馏、进料口位置可变、填料层高度可变、侧线出料、萃取精馏、恒沸精 馏、反应精馏、真空精馏和列管式换热器传热系数测定等九个工艺实验的原理和操作方法； 2、 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。 3、 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。 4、 掌握保持其他条件不变下调节回流比的方法，研究回流比对精馏塔分离效率的影响。 5、 掌握用图解法求取理论板数的方法，并计算等板高度（HETP）。 二、实验原理 1、原理 本装置是填料精馏实验装置。填料塔属连续接触式传质设备，填料精馏塔与板式精馏塔的不同 之处在于塔内气液相浓度变化趋势不同：前者呈连续变化，后者呈逐级变化，与板式塔比，填料塔 具有分离效率高、操作弹性大、压强降低等优点。 本装置可以进行常规精馏、恒沸精馏、萃取精馏、反应精馏等多种实验，其原理如下： 所谓恒沸精馏，就是在被分离的二元组分中加入第三组分，该组分能与原溶液中的一个或者两个 组分形成最低恒沸物，从而形成了“恒沸物－纯组分”的精馏体系，恒沸物从塔顶蒸出，纯组分从 塔底排出，所添加的第三组分称为恒沸剂或者夹带剂，例如苯作为夹带剂恒沸精馏制取无水酒精。 萃取精馏与恒沸精馏的不同，就在于其加入萃取剂，能有选择性的改变原二元组分的蒸汽压，从 而增大他们的相对挥发度。例如乙二醇作为萃取剂萃取精馏制取乙酸乙酯。 所谓反应精馏：就是在一个反应精馏塔中进行，该塔除了实现组分间的分离外，还同时伴随着化 学反应。而真空精馏，就是对精馏系统抽真空，降低分离组分的沸点，进而降低其相对挥发度，使 其容易分离。 等板高度（HETP）是衡量填料精馏塔分离效果的一个关键参数。等板高度越小，填料层的传质 分离效果就越好
1.等板高度（HETP）HETP，也称理论板当量高度，是指与一层理论塔板的传质作用相当的填料层高度。它的大小，不仅取决于填料的类型、材质与尺寸，而且受系统物性、操作条件及塔设备尺寸的影响。一般通过实验测定。对于双组分体系，根据其物料关系，通过实验测得塔顶组成XD、塔釜组成w、进料组成X及进料热状况q、回流比R和填料层高度Z等有关参数，用图解法求得其理论板NT后，即可用下式确定：HETP=Z/NT(9-1)2.图解法求理论塔板数N,图解法又称麦卡勃一蒂列（McCabe一Thiele）法，简称M一T法，其原理与逐板计算法完全相同，只是将逐板计算过程在y一x图上直观地表示出来。相平衡方程为：yn(9-2)xn=α-(α-1)y,式中，α一相对挥发度：x，一该组分在溶液中的摩尔分率；J，一与液相平衡的蒸汽中该组分的摩尔分率；精馏段的操作线方程为：RR+1+(9-3)Yn+I=R+1式中，yn+1一精馏段第n+1块塔板上升的蒸汽组成，摩尔分数；x一精馏段第n块塔板下流的液体组成，摩尔分数；XD一塔顶溜出液的液体组成，摩尔分数；R一泡点回流下的回流比。提馏段的操作线方程为：LWxw(9-4)Jml"L-w*L-W式中，Jm+1一提馏段第m+1块塔板上升的蒸汽组成，摩尔分数；
1．等板高度（HETP） HETP，也称理论板当量高度，是指与一层理论塔板的传质作用相当的填料层高度。它的大小， 不仅取决于填料的类型、材质与尺寸，而且受系统物性、操作条件及塔设备尺寸的影响。一般通过 实验测定。对于双组分体系，根据其物料关系 n ，通过实验测得塔顶组成 D 、塔釜组成 W 、进 料组成 F 及进料热状况 q、回流比 R 和填料层高度 Z 等有关参数，用图解法求得其理论板 NT后， 即可用下式确定： HETP＝Z/NT （9－1） 2．图解法求理论塔板数 NT 图解法又称麦卡勃－蒂列（McCabe－Thiele）法，简称 M－T 法，其原理与逐板计算法 完全相同，只是将逐板计算过程在 y－x 图上直观地表示出来。 相平衡方程为： n n n y y ( 1) （9－2） 式中， －相对挥发度； n －该组分在溶液中的摩尔分率； n y －与液相平衡的蒸汽中该组分的摩尔分率； 精馏段的操作线方程为： 1 1 1 D n n R x y x R R （9－3） 式中， n 1 y －精馏段第 n+1 块塔板上升的蒸汽组成，摩尔分数； n x －精馏段第 n 块塔板下流的液体组成，摩尔分数； Dx －塔顶溜出液的液体组成，摩尔分数； R －泡点回流下的回流比。 提馏段的操作线方程为： ' 1 ' ' W m m L Wx y x L W L W （9－4） 式中， m 1 y －提馏段第 m+1 块塔板上升的蒸汽组成，摩尔分数；