篩板精餾數(shù)據(jù)處理

1、篩板精餾實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理編程說明通過本實(shí)驗(yàn)可測(cè)定精餾塔全塔效率和單板效率，研究回流比對(duì)精餾塔分離效率的影響。裝置參數(shù)為：塔內(nèi)徑，D，m精餾段塔板數(shù)，N1，m提餾段塔板數(shù)，N2，m。實(shí)驗(yàn)過程中測(cè)定的參數(shù)為：塔頂產(chǎn)品濃度，aD塔底產(chǎn)品濃度，aW進(jìn)料液濃度，aF塔頂回流液溫度，tR，進(jìn)料溫度，tF，塔頂回流液流量，L，l/h塔頂產(chǎn)品液流量，D，l/h進(jìn)料液流量，F(xiàn)，l/h各塊板的溫度，tn，第n塊板上、下汽液相濃度，。上述a表示液相的質(zhì)量百分率，A表示汽相的質(zhì)量百分率。計(jì)算過程如下：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法如下（1） 精餾段塔板數(shù)N1、提餾段塔板數(shù)N2和塔徑D（由實(shí)驗(yàn)裝置確定）；（2） 塔頂回流液溫度，tR，（

2、3） 進(jìn)料溫度，tF，（4） 進(jìn)料量F，l/h（5） 回流量L，l/h（6） 產(chǎn)品量D，l/h（7） 進(jìn)料濃度xF（8） 塔頂產(chǎn)品濃度xD摩爾百分率與質(zhì)量百分率間的換算式： 或 （1）即， （9） 塔底殘液濃度xW（由式1換算）（10） 第n塊板上、下汽液相濃度，（由式1換算），（11） 乙醇水汽液平衡關(guān)系表1 乙醇水汽液平衡關(guān)系溫度，液相，x汽相，y99.795.891.689.086.285.484.383.382.582.081.681.381.080.680.380.079.7279.579.178.678.378.278.150.000550.01610.03730.06460.10

3、480.12080.15550.20.23510.27320.30610.33240.36980.42090.46550.50160.55340.61020.67270.75990.81830.85970.89410.00770.12750.26210.35830.44610.4690.50270.53090.5480.56440.5770.58780.60290.62220.63910.65430.67420.70290.73610.79260.83260.8640.89411.全回流數(shù)據(jù)處理將汽液平衡數(shù)據(jù)在xy圖中標(biāo)出，并畫出對(duì)角線，如下圖。圖1 全回流時(shí)理論板數(shù)的確定根據(jù)測(cè)定所得的xD和

4、xW在橫坐標(biāo)上標(biāo)出，并垂直向上作直線分別與對(duì)角線相交于a、b兩點(diǎn)，在a、b兩點(diǎn)范圍內(nèi)，在平衡線和對(duì)角線間作梯級(jí)，如圖中共得4.6個(gè)梯級(jí)，此數(shù)就是全塔的理論板數(shù)。 全塔塔板效率為： （2）第n塊板汽相莫弗里單板效率為： （3）式中，根據(jù)，由表1查取的汽相平衡濃度。第n塊板液相莫弗里單板效率為： （4）式中，根據(jù)，由表1查取的液相平衡濃度。上述的圖1、全塔塔板效率E0和單板效率作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示出來。從塔底到塔頂將塔板編號(hào)，并作為縱坐標(biāo)，以板上的溫度作橫坐標(biāo)作圖，得到精餾塔的溫度分布圖。2部分回流實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1）.回流比R計(jì)算實(shí)際回流比： （5）式中： L回流液流量， l/h； D產(chǎn)品液流量， l/

5、h； 回流液泡點(diǎn)溫度，根據(jù)x=xD由表1查??； 即塔頂回流液溫度，t1，回流液的汽化潛熱，230kcal/kg； 回流液在與平均溫度下的比熱容，0.75kcal/（kg）2). 圖解法求理論塔板數(shù)圖解法又稱麥卡勃蒂列（McCabeThiele）法，簡(jiǎn)稱MT法，其原理與逐板計(jì)算法完全相同，只是將逐板計(jì)算過程在yx圖上直觀地表示出來。精餾段的操作線方程為： （6） 式中： 精餾段第n+1塊塔板上升的蒸汽組成，摩爾分?jǐn)?shù)； 精餾段第n塊塔板下流的液體組成，摩爾分?jǐn)?shù)； 塔頂溜出液的液體組成，摩爾分?jǐn)?shù)； 回流比。提餾段的操作線方程為： （7）式中： 提餾段第m+1塊塔板上升的蒸汽組成，摩爾分?jǐn)?shù)；提餾段第m

6、塊塔板下流的液體組成，摩爾分?jǐn)?shù)；塔底釜液的液體組成，摩爾分?jǐn)?shù)；提餾段內(nèi)下流的液體量，kmol/s；釜液流量，kmol/s。加料線（q線）方程可表示為： （8）其中， （9）式中：進(jìn)料熱狀況參數(shù)；進(jìn)料液的汽化潛熱，482kcal/kg；進(jìn)料液的泡點(diǎn)溫度，根據(jù)x=xF由表1查??；進(jìn)料液溫度，即進(jìn)料溫度t2，；進(jìn)料液在平均溫度/2下的比熱容，1.03kcal/（kg）；進(jìn)料液組成，摩爾分?jǐn)?shù)。部分回流操作時(shí)，如圖2，圖解法的主要步驟為：A. 根據(jù)物系和操作壓力在yx圖上作出相平衡曲線，并畫出對(duì)角線作為輔助線；B. 在x軸上定出xxD、xF、xW三點(diǎn)，依次通過這三點(diǎn)作垂線分別交對(duì)角線于點(diǎn)a、f、b；C.

7、 在y軸上定出yCxD/(R+1)的點(diǎn)c，連接a、c作出精餾段操作線；D. 由進(jìn)料熱狀況求出q線的斜率q/（q-1），過點(diǎn)f作出q線交精餾段操作線于點(diǎn)d；E. 連接點(diǎn)d、b作出提餾段操作線；F. 從點(diǎn)a開始在平衡線和精餾段操作線之間畫階梯，當(dāng)梯級(jí)跨過點(diǎn)d時(shí)，就改在平衡線和提餾段操作線之間畫階梯，直至梯級(jí)跨過點(diǎn)b為止；G. 所畫的總階梯數(shù)就是全塔所需的理論塔板數(shù)（包含再沸器），跨過點(diǎn)d的那塊板就是加料板，其上的階梯數(shù)為精餾段的理論塔板數(shù)。 圖2 部分回流時(shí)理論板數(shù)的確定由圖中可讀取全塔理論板數(shù)為N，則全塔板效率為： （10）第n塊板汽相莫弗里單板效率為： （11）式中，根據(jù)，由表1查取的汽相平衡