篩板塔精餾實驗臺、篩板塔精餾教學設備
2024-08-04 15:32
篩板塔精餾實驗是化工原理實驗中的一項重要內容，旨在通過實際操作了解篩板式精餾塔的結構、掌握其操作方法，并觀察氣液兩相接觸狀況的變化。以下是對篩板塔精餾實驗的詳細介紹：
一、實驗目的
了解篩板精餾塔及其附屬設備的基本結構：熟悉精餾塔的主要部件，如塔釜、塔身、塔板、冷凝器等，以及它們的作用和相互關系。
掌握精餾過程的基本操作方法：學習如何控制加熱、冷卻、回流等操作參數，以實現混合物的有效分離。
學會判斷系統達到穩定的方法：通過觀察溫度、流量等參數的變化，判斷精餾系統是否達到穩定狀態。
掌握測定塔頂、塔釜溶液濃度的實驗方法：使用比重天平、阿貝折射儀等工具測定溶液濃度，分析精餾效果。
學習測定精餾塔全塔效率和單板效率的實驗方法：了解全塔效率和單板效率的概念及其測定方法，研究回流比對精餾塔分離效率的影響。
二、實驗原理
篩板塔精餾實驗基于精餾的基本原理，即利用混合物中各組分揮發度的差異，通過多次部分汽化和部分冷凝的過程，實現混合物的分離。在篩板塔中，混合液被加熱后部分氣化，氣相中的易揮發組分濃度增加，隨后氣相在塔板上與回流液相接觸，實現傳質和傳熱過程，從而使易揮發組分在氣相中不斷提濃并在塔頂餾出，難揮發組分則在液相中不斷提濃并在塔底采出。
三、實驗裝置
篩板塔精餾實驗裝置主要包括精餾塔（包括塔釜、塔身和塔頂冷凝器）、加料系統、產品貯槽、回流系統及測量儀表等部分。其中，精餾塔是實驗的核心設備，塔釜用于加熱混合液以產生上升蒸汽，塔身內裝有篩板作為氣液兩相的接觸場所，塔頂冷凝器則用于冷凝蒸汽并產生回流液。
四、實驗步驟
準備階段：
熟悉精餾塔的結構及精餾流程，并了解設備各部分的作用。
檢查加熱釜中的料液量是否適當，一般要求液面浸沒電加熱器并保持在液面計的2/3左右。
配制一定濃度的乙醇-水溶液作為原料液。
裝置檢查與啟動：
關閉加料口和全部取樣口，打開冷凝器頂部排氣閥。
全面檢查裝置無誤后，開啟電熱器進行加熱升溫。
建立回流：
待塔釜溶液沸騰后，注意觀察塔釜、塔頂的溫度變化。
當塔頂第一塊塔板有上升蒸汽時關閉排氣口，并調節冷卻水量以保持塔頂上升蒸汽全部冷凝。
在塔頂出現回流液后（塔頂溫度約在78～80℃或靈敏板溫度在80℃左右），應小心控制電熱器的電壓、電流以維持塔頂、塔釜溫度及塔釜壓力的穩定。
取樣分析：
在全回流操作下達到完全穩定后從塔頂、塔釜取樣。取樣時應用少量樣品沖洗樣品瓶一、二次以避免樣品揮發。
將樣品冷卻到20℃后用液體比重天平測定比重或用阿貝折射儀進行分析以測定樣品濃度。
數據處理：
根據實驗數據計算全塔效率等參數并分析實驗結果。全塔效率一般定義為達到一定分離要求所需的理論板數與實際板數之比即ET=(NT/NP)×100%。
五、注意事項
安全操作：實驗過程中應注意安全操作規范，避免觸電、燙傷等事故發生。
準確測量：在測量過程中應注意測量精度和準確度，避免誤差對實驗結果的影響。特別是溫度、流量、濃度等關鍵參數的測量應采用高精度儀器進行。
合理控制變量：在進行實驗時應合理控制變量以確保實驗結果的可靠性和可比性。例如，在測定全塔效率時應保持其他參數如進料組成、回流比等恒定不變。
及時記錄數據：在實驗過程中應及時記錄實驗數據以便后續處理和分析。同時應注意數據的完整性和準確性避免遺漏或錯誤記錄。
六、實驗意義
篩板塔精餾實驗不僅有助于學生掌握精餾塔的基本操作方法和理解精餾過程的基本原理，還能通過實際操作和數據分析培養學生的實驗技能和科學思維能力。此外，該實驗還為化工生產中的精餾過程提供了重要的參考依據和技術支持。
YUY-HY120篩板塔精餾實驗裝置
一、實驗目的
了解篩板精餾塔及其附屬設備的基本結構：熟悉精餾塔的主要部件，如塔釜、塔身、塔板、冷凝器等，以及它們的作用和相互關系。
掌握精餾過程的基本操作方法：學習如何控制加熱、冷卻、回流等操作參數，以實現混合物的有效分離。
學會判斷系統達到穩定的方法：通過觀察溫度、流量等參數的變化，判斷精餾系統是否達到穩定狀態。
掌握測定塔頂、塔釜溶液濃度的實驗方法：使用比重天平、阿貝折射儀等工具測定溶液濃度，分析精餾效果。
學習測定精餾塔全塔效率和單板效率的實驗方法：了解全塔效率和單板效率的概念及其測定方法，研究回流比對精餾塔分離效率的影響。
二、實驗原理
篩板塔精餾實驗基于精餾的基本原理，即利用混合物中各組分揮發度的差異，通過多次部分汽化和部分冷凝的過程，實現混合物的分離。在篩板塔中，混合液被加熱后部分氣化，氣相中的易揮發組分濃度增加，隨后氣相在塔板上與回流液相接觸，實現傳質和傳熱過程，從而使易揮發組分在氣相中不斷提濃并在塔頂餾出，難揮發組分則在液相中不斷提濃并在塔底采出。
三、實驗裝置
篩板塔精餾實驗裝置主要包括精餾塔（包括塔釜、塔身和塔頂冷凝器）、加料系統、產品貯槽、回流系統及測量儀表等部分。其中，精餾塔是實驗的核心設備，塔釜用于加熱混合液以產生上升蒸汽，塔身內裝有篩板作為氣液兩相的接觸場所，塔頂冷凝器則用于冷凝蒸汽并產生回流液。
四、實驗步驟
準備階段：
熟悉精餾塔的結構及精餾流程，并了解設備各部分的作用。
檢查加熱釜中的料液量是否適當，一般要求液面浸沒電加熱器并保持在液面計的2/3左右。
配制一定濃度的乙醇-水溶液作為原料液。
裝置檢查與啟動：
關閉加料口和全部取樣口，打開冷凝器頂部排氣閥。
全面檢查裝置無誤后，開啟電熱器進行加熱升溫。
建立回流：
待塔釜溶液沸騰后，注意觀察塔釜、塔頂的溫度變化。
當塔頂第一塊塔板有上升蒸汽時關閉排氣口，并調節冷卻水量以保持塔頂上升蒸汽全部冷凝。
在塔頂出現回流液后（塔頂溫度約在78～80℃或靈敏板溫度在80℃左右），應小心控制電熱器的電壓、電流以維持塔頂、塔釜溫度及塔釜壓力的穩定。
取樣分析：
在全回流操作下達到完全穩定后從塔頂、塔釜取樣。取樣時應用少量樣品沖洗樣品瓶一、二次以避免樣品揮發。
將樣品冷卻到20℃后用液體比重天平測定比重或用阿貝折射儀進行分析以測定樣品濃度。
數據處理：
根據實驗數據計算全塔效率等參數并分析實驗結果。全塔效率一般定義為達到一定分離要求所需的理論板數與實際板數之比即ET=(NT/NP)×100%。
五、注意事項
安全操作：實驗過程中應注意安全操作規范，避免觸電、燙傷等事故發生。
準確測量：在測量過程中應注意測量精度和準確度，避免誤差對實驗結果的影響。特別是溫度、流量、濃度等關鍵參數的測量應采用高精度儀器進行。
合理控制變量：在進行實驗時應合理控制變量以確保實驗結果的可靠性和可比性。例如，在測定全塔效率時應保持其他參數如進料組成、回流比等恒定不變。
及時記錄數據：在實驗過程中應及時記錄實驗數據以便后續處理和分析。同時應注意數據的完整性和準確性避免遺漏或錯誤記錄。
六、實驗意義
篩板塔精餾實驗不僅有助于學生掌握精餾塔的基本操作方法和理解精餾過程的基本原理，還能通過實際操作和數據分析培養學生的實驗技能和科學思維能力。此外，該實驗還為化工生產中的精餾過程提供了重要的參考依據和技術支持。
YUY-HY120篩板塔精餾實驗裝置
裝置功能
1、了解板式塔的基本構造，精餾設備流程及各個部分的作用，觀察精餾塔工作時塔板上的水力狀況。
1、了解板式塔的基本構造，精餾設備流程及各個部分的作用，觀察精餾塔工作時塔板上的水力狀況。
2、學會識別精餾塔內出現的幾種操作狀態，并分析這些操作狀態對塔性能的影響。
3、學習精餾塔性能參數的測量方法，并掌握其影響因素。
4、學習在全回流和部分回流條件下精餾塔效率的測定方法。
5、改變操作條件，確定精餾塔的穩定時間和塔內溫度分度分布。
設計參數
常壓操作。
常壓操作。
精餾塔：不銹鋼篩板塔,開孔率6%
全回流：塔板效率30%--60%、單板效率50%。
部分回流：塔板效率40%--80%、單板效率40%。
上升蒸汽量：2 L/h。
回流比：4--∞。
塔頂濃度≥80%
公用設施
水：裝置需冷卻水，自來水通過裝置接口及轉子流量計進入塔頂的冷凝器后排出。
水：裝置需冷卻水，自來水通過裝置接口及轉子流量計進入塔頂的冷凝器后排出。
電：電壓AC220V，功率3.0KW，標準單相三線制。每個實驗室需配置1~2個接地點（安全地及信號地）。
實驗物料：乙醇—正丙醇，外配設備：阿貝折光儀、超級恒溫器、乙醇—正丙醇（用戶自配）。
主要設備
304不銹鋼塔體（篩板）：φ57×1000mm（篩板數10塊），可拆卸，板間距100mm,開孔率6%,單溢流降液管,高硼硅玻璃塔段兩個：φ60×100mm。
304不銹鋼塔體（篩板）：φ57×1000mm（篩板數10塊），可拆卸，板間距100mm,開孔率6%,單溢流降液管,高硼硅玻璃塔段兩個：φ60×100mm。
冷凝器：304不銹鋼，列管式，φ89×300mm。
塔釜：304不銹鋼，容積10L，加熱功率2.0KW，自動控溫。
進料罐：容積約15L，分流罐：容積約3L，出料罐：容積約8L；304不銹鋼。
液位計傳感器，500mm插入式液位計，MP-20RM防腐型磁力泵，進料量：2.5-25L/h。
溫度傳感器：Pt100，顯示精度0.1℃，插入長度可調整，直徑3mm，檢測精餾塔塔底、塔體及塔頂溫度。
回流系統：由2個24V電磁閥和時間繼電器控制回流比。
宇電AI704M多路溫度顯示儀。
宇電AI518溫度控制儀，（帶手動功能）。
宇電AI501H回流比控制顯示儀。
電器：接觸器、開關、漏電保護空氣開關。
304不銹鋼管路、管件及閥門。
304不銹鋼儀表柜：測控、電器設備在實驗架上。
304不銹鋼材質框架1500*550*2200mm(長×寬×高)，帶腳輪及禁錮腳。
