筛板塔精馏过程实验
一．实验目的
1．了解筛板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。2．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。3．学习测定精馏塔全塔效率和单板效率的实验方法，研究回流比对精馏塔分离效率的影响。
二．基本原理
1．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。精馏段的操作线方程为：
y
1
提馏段的操作线方程为：
xRx
DR1R1
式（8－1）
ym1
WxwLxmLWLW
式（8－2）
式中，ym1－提馏段第m1块塔板上升的蒸汽组成，摩尔分数；xm－提馏段第m块塔板下流的液体组成，摩尔分数；xW－塔底釜液的液体组成，摩尔分数；L－提馏段内下流的液体量，kmols；W－釜液流量，kmols。
加料线（q线）方程可表示为：
y
其中，
xqxFq1q1
cpFtStFrF
式（8－3）
q1
式中，q－进料热状况参数；rF－进料液组成下的汽化潜热，kJkmol；tS－进料液的泡点温度，℃；tF－进料液温度，℃；
tStFcpF－进料液在平均温度2下的比热容，kJ（kmol℃）；
fxF－进料液组成，摩尔分数。
回流比R的确定：
R
LD
式（8－4）
式中，L－回流液量，kmols；D－馏出液量，kmols。式（8－4）只适用于泡点下回流时的情况，而实际操作时为了保证上升气流能完全冷凝，冷却水量一般都比较大，回流液温度往往低于泡点温度，即冷液回流。如图8－1所示，从全凝器出来的温度为tR、流量为L的液体回流进入塔顶第一块板，由于回流温度低于第一块塔板上的液相温度，离开第一块塔板的一部分上升蒸汽将被冷凝成液体，这样，塔内的实际流量将大于塔外回流量。
图8－1塔顶回流示意图（1）全回流操作在精馏全回流操作时，操作线在y－x图上为对角线，如图8－2所示，根据塔顶、塔釜的组成在操作线和平衡线间作梯级，即可得到理论塔板数。
f图8－2全回流时理论板数的确定（2）部分回流操作部分回流操作时，如图8－4，图解法的主要步骤为：A．根据物系和操作压力在y－x图上作出相平衡曲线，并画出对角线作为辅助线；B．在x轴上定出x＝xD、xF、xW三点，依次通过这三点作垂线分别交对角线于点a、f、b；C．在y轴上定出yC＝xDR1的点c，连接a、c作出精馏段操作线；D．由进料热状况求出q线的斜率q（q1），过点f作出q线交精馏段操作线于点d；E．连接点d、b作出提馏段操作线；F．从点ar