精馏实验.docx
- 文档编号:27481423
- 上传时间:2023-07-02
- 格式:DOCX
- 页数:10
- 大小:295.26KB
精馏实验.docx
《精馏实验.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《精馏实验.docx(10页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
精馏实验
精馏实验装置
说明书
北京化工大学化工原理教研室
精馏实验装置说明
一、实验目的:
1、测定精馏塔在部分回流条件下的全塔效率;
2、测定精馏塔在全回流条件下的全塔效率及单板效率;
3、测定精馏塔在全回流条件下塔体浓度(温度)分布;
4、测定再沸器的传热膜系数。
二、装置及流程:
1、简介:
本装置主要包括三大部分:
精馏设备、调节仪表和软件系统。
下面分别加以说明:
本装置的所有设备(精馏塔及贮罐)均选用不锈钢材料,不仅耐腐蚀,而且美观。
精馏塔为筛板塔,共有八块塔板,全塔高度为2.5m。
塔身的结构尺寸为:
塔径为φ57×3.5mm,塔板间距为80mm,溢流管截面积为80mm2,溢流堰高为10mm,底隙高度为4mm,每块塔板上开有直径为1.5mm的小孔,正三角形排列,孔间距为6mm。
为了便于观察塔板上的气液接触状况,塔身设有一节玻璃视盅,另在1~6块塔板上均设有液相取样口。
蒸馏釜的尺寸φ108×4×400mm,装有液面计、电加热棒、控温电热棒、温度计接口、测压口和取样口,分别用于观测釜内液面高度、控制电加热量、测量釜温、测量塔板压降和塔釜液相取样。
塔顶冷凝器为一蛇管式换热器,换热面积为0.06m2,管外走蒸汽,管内走冷却水。
回流分配装置由回流分配器与控制器组成。
回流分配器由玻璃制成,两个出口管分别用于回流和采出,引流棒为一根φ4mm的玻璃棒,内部装有铁芯,可在控制器的作用下实现引流。
此回流分配器既可通过控制器实现手动控制回流比,也可通过计算机实现自动控制回流比。
精馏装置流程示意图
1、塔顶冷凝器2、塔身3、视盅4、塔釜5、控温棒
6、支座7、加热棒8、塔釜液冷却器9、转子流量计10、回流分配器11、原料液罐12、原料泵13、缓冲罐
2、操作要点:
(1)在原料贮罐中配制乙醇含量为15~20%(摩尔含量)乙醇—丙醇料液。
启动原料液泵,向塔中供料至塔釜液面达250—300mm。
(2)启动塔釜加热及塔身伴热,其中,伴热温度可通过仪表实现自动控制,塔釜加热可实现手动调节及仪表自动控制。
启动“手动控制”按钮后,调节仪表盘上的“电压调节”旋钮,则可改变塔釜加热电压值;如要进行自动控制,则开启“自动控制”按钮,然后,通过“塔釜温控”仪表控制塔釜加热器壁温(具体的调节方法可参照仪表的说明书),并观察塔釜、塔身、塔顶温度及塔板上的气液接触状况(观察视盅),发现塔顶温度开始上升时,打开塔顶冷凝器的冷却水控制阀。
(3)测定全回流条件下的单板效率及全塔效率:
在一定回流量下,全回流一段时间,待该塔操作参数稳定后,即可在塔顶、塔釜及塔板上取样,用阿贝折光仪进行分析,记录数据及相关的操作参数。
(4)测定部分回流条件下的全塔效率:
建议进料量维持在1~2l/h,回流比控制在2~4,塔釜液面维持恒定(调节塔釜排出量)。
请切记排出塔釜液前,一定要打开塔釜液冷却器的冷却水控制阀。
待塔操作稳定后,在塔顶、塔釜取样进行分析,测取数据。
(5)实验完毕后,停止加料,关闭塔釜加热及塔身伴热,待一段时间后(视盅内无下降料液时),切断塔顶冷凝器及塔釜液冷却器的供水。
3、注意事项:
(1)塔釜液位应在250—300mm之间,不要过低,以免在加热
时烧坏电加热器;
(2)做实验时,“手动控制”与“自动控制”两种加热方式不能同时选用;
(3)做实验时,要开启塔顶放空阀,以保证精馏塔的常压操作;(4)正常操作时塔板压降小于180mmH2O。
若操作时塔板压降
过高,请及时增加冷却水量,并对塔釜加热量进行调节;
(6)取样时,应选用较细的针头,以免损伤氟胶垫而漏液。
四、调节仪表:
每套实验装置配有8块仪表:
塔釜温控、回流比、塔身伴热、塔顶温度、塔釜温度、塔板压降、进料温度、加热电压。
仪表的使用方法请参阅仪表使用说明书。
五、精馏实验数据采集与控制程序的安装与使用
(一)硬件与系统配制要求
1.CPU:
奔腾/166以上;
2.内存:
16兆以上;
3.显示器:
VGA彩显,1024×768像素点,大字模式;
4.系统:
WIN95,WIN98;
5.通讯口:
1个RS-232串行通讯口;
(二)计算机与仪表间的通讯
AI工业调节器(它是以RS-485方式进行通讯的,所以一个通讯口可以接多块仪表)的17、18号接线柱分别与通讯控制器的端口1或2连接,回流比控制器输出端子与通讯控制器的端口3连接,通讯控制器端口4与计算机的串行通讯口(即COM1)相连接,实现数据通讯。
(三)精馏实验数据采集与控制软件的安装
在WIN95或WIN98系统下运行软盘中的SETUP.EXE,启动安装向导,安装数据采集与控制程序,安装程序自动在“开始”菜单的“程序”项中建立一个“精馏实验”的快捷方式。
点击此快捷方式,便可运行数据采集与控制软件。
(四)精馏实验数据采集与控制系统的运行与使用
当系统安装完毕后,启动程序,此时屏幕上会出现图一的画面,在画面的右下方,有三个选择项,分别为“数据采集”,“实验结果”,“退出”。
(见图一)
图一
1、数据采集
当选择数据采集项后,程序会要用户输入要保存数据的文件名,当用户输入文件名后,程序进入主画面,即精馏实验的流程图(见图二),在图中有8个数字显示框,分别为:
1-塔顶温度,2-塔板压降,3-塔釜温度,4-塔釜温度控制,5-塔釜加热电压,6-塔身伴热温度,7-进料温度,8-回流比。
图二
由于在此实验中,伴热温度与塔釜加热器温度是受仪表控制的,控制温度随仪表中的设定值(SV值)的改变而变,本软件可修改仪表的设定值,具体方法为:
用鼠标点伴热温度或塔釜加热温度的显示框,就会出现一个询问框,要用户输入相应仪表的SV值,当用户输入该值后,软件通过通讯将相应仪表上的SV值修改。
在画面中间上方,有一回流比显示窗口8,其只在回流比分配器运行的情况下才显示回流比,全回流时,其显示为空。
软件也可以通过通讯控制回流比分配器的工作过程。
具体方法为:
用鼠标点回流比显示窗口,会出现一菜单:
图三
点"运行",则回流比分配器开始运行,点"停止",回流比分配器停止运行。
点"修改回流比",则出现:
图四
向用户询问新的"采出时间"与"回流时间",此时将采出时间与回流时间输入,则回流比控制器被重新设定。
在画面上方有一排3个按钮,分别为:
"记录数据","查看数据","退出"。
①记录数据
将当前最新的数据存入前面选定的数据文件中。
②查看数据
选此功能时,画面中出现一列表框,将前面所有记录的数据
全部列出来,供用户查看,若用户对某一组数据不满意,可
以删除。
③退出
选此按钮时,程序退出采集回到主菜单。
2、实验结果
当用户在图一画面中选择"实验结果",屏幕中出现图四:
图四
点击“数据查看”,程序要求输入要查看的数据的文件名,之后屏幕中出现一个列表,将用户要查看的数据文件中的数据列于表内。
此时,若发现某组数据不好,点击此数据行,然后选择“删除”,可删除此组数据。
若要打印数据,点击“打印数据”,则可在打印机中打出此表中的全部数据。
点击“实验结果”,屏幕中出现图五:
图五
此时要求用户输入以上数据,当输入全回流操作数据时,只需输入塔顶摩尔组成、塔釜摩尔组成及实际板数。
当输入部分回流操作数据时,以上所有数据都要输入。
数据输入完毕后,点击“确定”计算机自动在X--Y坐标系中画出阶梯图并给出理论板数及全塔效率(见图六)。
图六
3.退出
当用户在图一的画面下选择“退出”,则退出数据采集与控制软件。
附录一技术参数和指标
1.乙醇—丙醇平衡数据(摩尔分率)
序号
1
2
3
4
5
6
t(℃)
97.16
93.85
92.66
91.60
88.32
86.25
x
0
0.126
0.188
0.210
0.358
0.461
y
0
0.240
0.318
0.339
0.550
0.650
序号
7
8
9
10
11
t(℃)
84.98
84.13
83.06
80.59
78.38
x
0.546
0.600
0.663
0.844
1.0
y
0.711
0.760
0.799
0.914
1.0
以上平衡数据摘自:
J.Gembling,U.Onken,Vapor-LiquidEquilibriumData
Collection-OrganicHydroxyCompounds:
Alochol(p.336)
2.乙醇—丙醇折光率于溶液浓度的关系:
25℃xW=56.60-40.84nD
40℃xW=59.28-42.77nD
其中:
xW为乙醇的质量分率;
nD为折光率。
*以上数据均为实验测得。
附录二精馏装置调节仪表的单位及参数设定
仪表
塔釜温控
塔身伴热
塔顶温度
塔釜温度
塔板压降
进料温度
加热电压
单位
C
C
C
C
kPa
C
V
SV
自定
自定
dF
自定
自定
Ctrl
1
1
M50
*
*
P
*
*
T
*
*
Ctl
*
*
Sn
0
21
21
21
35
21
34
DIP
1
1
1
1
2
1
0
DIL
0
DIH
CF
0
0
0
0
0
0
0
Addr
4
5
1
3
2
6
7
bAud
9600
9600
9600
9600
9600
9600
9600
*注:
M50、P、t、Ctl均为人工智能控制参数,他们的数值影响控制的精度,且当SV值变化较大时,若要控制精度高,这些参数的值也应相应变化,具体变化可以SV值一定时,通过自整定(即Ctrl=2)来确定,也可根据人为经验确定。
关于仪表参数的调节,请参阅《AI人工智能工业调节器使用说明书》。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 精馏 实验