板式塔連續(xù)精餾實驗影響因素分析

板式塔連續(xù)精餾試驗影響因素分析化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中能源消耗最大的單元操作之一是精餾，隨著能源價格的不斷上漲，精餾系統(tǒng)的節(jié)能在化學(xué)工業(yè)的節(jié)能中占有越來越重要的地位，有關(guān)精餾過程的節(jié)能措施始終是人們普遍關(guān)注的問題。精餾操作是化工生產(chǎn)中應(yīng)用格外廣泛的一種單元操作。分析運行中的精餾塔，當(dāng)某一操作條件轉(zhuǎn)變時的分別效果變化，屬于精餾的操作型問題。在工業(yè)生產(chǎn)中，充分把握操作條件各類因素的影響，對提高產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定生產(chǎn)，提高效益有重要的意義。本爭論從塔釜加熱電壓、進(jìn)料液濃度、回流比、進(jìn)料量、進(jìn)料位置、全回流和局部回流等操作因素對數(shù)字型篩板精餾塔進(jìn)展全面考察，得出一系列牢靠直觀的結(jié)果，加深對精餾操作中一些工程概念的理解，對工業(yè)生產(chǎn)有肯定的指導(dǎo)意義。通過本試驗我們得出了大量的試驗數(shù)據(jù)，由計算機(jī)繪圖找出最優(yōu)一組試驗參數(shù)，在這組參數(shù)下進(jìn)展提純將會節(jié)約大量能源，同時為今后開出的設(shè)計型、綜合型、爭論型的試驗工程，為學(xué)生的創(chuàng)性學(xué)習(xí)爭論具有重要的教改意義。指定泡點范圍的餾分過程。精餾是耗能大的分別過程，過程中要求盡可能地節(jié)約能量，并承受緊湊有效的設(shè)備和簡便易行的操作程序。精餾所處理的常是由沸點差不多的組分所組成的溶液，各組分的摩爾汽化熱相差不大。在工廠和試驗室中，連續(xù)精餾塔的應(yīng)用格外廣泛。承受連續(xù)精餾的方法分別均相混合液，以到達(dá)精制原料和產(chǎn)品之目的。折射率是物質(zhì)的重要物理常數(shù)之一，測定物質(zhì)的折射率可以定量地求出該物質(zhì)的濃度或純度。很多純的有機(jī)物質(zhì)具有肯定的折射率，假設(shè)純的物質(zhì)中含有雜質(zhì)其折射率發(fā)生變化，折射率的變化與溶液的濃度、測試溫度、溶劑、溶質(zhì)的性質(zhì)以及他們的折射率等因素有關(guān)，當(dāng)其它條件固定時，一般狀況下當(dāng)溶質(zhì)的折射率小于溶劑的折射率時，濃度愈大，折射率愈小。反之亦然。如乙醇溶解在正丙醇中，濃度越大其折射率愈小。1、試驗局部試劑與儀器試劑試劑：乙醇，丙酮，正丙醇，乙醚均為分析純，試驗用水均為去離子水。室溫下乙醇沸點78.3℃。97.2℃。儀器設(shè)備篩板式連續(xù)精餾試驗塔，天津大學(xué)化工根底試驗中心制：操作溫度≤150℃，功率1.5kW，精餾塔體直徑Φ57×3.5mm100mm，塔板數(shù)10塊，篩孔直徑2mm，降液管Φ8×1.5mm。CS-501型超級恒溫水浴器：操作溫度≤95500W，恒溫波動度±0.550Hz.。WAY型阿貝折射儀：折射率測量范圍1.3000~1.7000，準(zhǔn)確度±0.0002，溫度顯示范圍0~50℃，使用溫度范圍室溫-35℃。乙醇-正丙醇物系組成與折光率關(guān)系測定以正丙醇為基準(zhǔn)，配制不同質(zhì)量分率的混合液，利用阿貝折射儀測定折光率，列表并利用計算機(jī)復(fù)原數(shù)據(jù).通過折射率與乙醇-正丙醇的組成關(guān)系利用電子表格Excel1、圖1。圖1乙醇-正丙醇物系的質(zhì)量組成與折光率關(guān)系1乙醇-正丙醇物系的組成與折光率連續(xù)精餾試驗影響因素測定試驗前檢查與預(yù)備工作30℃下測定所取試樣折光率。將取樣用注射器和備好。配制質(zhì)量濃度20%左右的乙醇-正丙醇混合液14L左右，倒入儲液罐。翻開直接進(jìn)料閥門和進(jìn)料泵開關(guān)，向精餾釜內(nèi)加料到指定高度，而后關(guān)閉進(jìn)料閥門和進(jìn)料泵。試驗操作(1)在全回流狀況下穩(wěn)定20min左右，以肯定的流量進(jìn)料，待操作穩(wěn)定后在回流比R＝2~9范圍內(nèi)，在其他條件不變的條件下，選擇多個回流比值，在不同回流比下試驗，測定取樣在30℃的折光率。(2)在已確定的最正確回流比條件下，調(diào)整進(jìn)料液的流速，在其他條件不變的條件下，選擇不同進(jìn)料液30℃的折光率。30℃測定取樣折光率。10min取樣一次，共五次?？偨Y(jié)連續(xù)精餾影響因素關(guān)系及承受連續(xù)精餾法分別乙醇-正丙醇物系的最正確操作條件。2調(diào)整不同回流比時塔頂餾分折光率表3調(diào)整不同進(jìn)料液流速時塔頂餾分的折光率表4R=4，進(jìn)料液流速5.0l/h時塔頂餾分的折光率2、試驗結(jié)果當(dāng)其它條件固定時，一般狀況下當(dāng)溶質(zhì)的折射率小于溶劑的折射率時，濃度愈大，折射率愈小。反之亦然。乙醇溶解在正丙醇中，濃度越大其折射率愈小。調(diào)整不同回流比時，取樣在30℃時測定折射率如表2所示。隨著回流比的增大，折射領(lǐng)先減小后R=4時折射率nD在回流比R=4時調(diào)整進(jìn)料流速，取樣在30℃時測定折射率如表3所示。隨著進(jìn)料流速的增大，折射領(lǐng)先減小后增大。當(dāng)進(jìn)料流速為5.0l/h時，塔頂流出液中乙醇含量最高，即分別效果最正確。在回流比R=4及進(jìn)料流速為5.0l/h下進(jìn)展試驗，取樣在30℃時測定折射率如表4所示。進(jìn)料液1.3763，正丙醇的質(zhì)量組成約為0.8026，乙醇的質(zhì)量組成約為0.1974。結(jié)論通過試驗總結(jié)，在本論文涉及到的連續(xù)精餾試驗的回流比和進(jìn)料液流速這兩個影響因素中，隨回流比的增大，塔頂餾分的濃度的變化關(guān)系是先增大再降低；隨進(jìn)料液流速的增大，塔頂餾分的濃度變化是逐步增大，增大到肯定值就根本維持平穩(wěn)不變。通過試驗總結(jié)出了連續(xù)篩板精餾塔分別乙醇-正丙醇物系的最正確操作條件是回流比R=4，進(jìn)料液流速=5.0l/h。在此操作條件下乙醇正丙醇的分別效果最正確。在今后的大學(xué)化工試驗或工業(yè)生產(chǎn)中假設(shè)采用乙醇和正丙醇作為分別原料，可將此條件作為參考。另外，在今后的試驗中，也可以通過乙