填料精馏塔实验性能测试及计算机绘图

科　学　技　术　与　工　程

ScienceTechnologyandEngineering

　Vol.8　No.6　Mar.2008

Ζ　2008　Sci.Tech.Engng.

化工技术

填料精馏塔实验性能测试及计算机绘图

王增英　熊双喜

3

(台州学院医药化工学院,临海317000)

摘　要　对废液中各浓度乙醇的回收再利用进行了研究,主要对各浓度乙醇精馏过程中的不同实验条件进行了初探,得出了塔釜加热温度、塔釜液浓度、回流比等实验条件与塔顶产品浓度之间的关系,并用计算机绘制了图表,确定一组最优的实验条件。

关键词　精馏　　乙醇　　回流比　　塔顶产品浓度中图法分类号　TQ028.31;　　　　文献标志码　B

　　乙醇是一种重要的精细有机化工产品,也是一种常用的化学试剂,在电子工业中用作清洗剂,制药工业、涂料及黏合剂中作为溶剂或燃料,用量大。

通过填料精馏塔对低浓度乙醇的提纯是化工工业中最常用的一种方法,但提纯过程中精馏塔的很多参数都需要确定与优化。通过本实验我们得出了大量的实验数据,由计算机绘图找出最优一组实验参数,在这组参数下进行提纯将会节约大量能源。同时又可随着石油工业的飞速发展,原料与产品的纯度要求不断提高,沸点相近的溶剂混合物组分的分离日益增多,低浓度乙醇无法满足各个方面要求,且在工业生产的废液中含有大量的低浓度乙醇,所以低浓度乙醇的提纯和回收再利用的研究与开发已十分活跃

〔1—3〕

。

1　实验部分

1.1　实验装置(图1)

图1　填料精馏塔过程示意图

θ环不本实验装置的主体设备是填料精馏塔、锈钢填抖。配套有冷凝器2回流头、蒸馏瓶、电磁铁—时间继电器、电热包、加料管、温度计,压力计,流量计,TK控温仪表等。1.2　实验分析条件

2007年11月29日收到

第一作者简介:王增英(1984—),女,吉林省安图县人,E2mial:Lu2

oshamengde@126.com。

3

实验采用温岭市福立分析仪器公司GC9790型气相色谱,载气为氢气,柱为φ3×0.5×2000不锈

通信作者简介;熊双喜(1953—),男,副教授。湖南道县人。

6期王增英,等:填料精馏塔实验性能测试及计算机绘图16　21

钢填充柱。固定相为GDX2101白色担体,老化温度200℃,最高使用温度220℃。热导检测温度180℃,

2.2　改变塔釜液浓度对精馏的影响

实验条件:确定塔釜加热为280℃不变,设定不同塔釜液浓度(10%,20%,40%,60%,80%)进行全回流待回流。稳定有回流液出现时开始记时,稳定50min后分别取样分析,同时测定回流液量。并做塔顶乙醇含量2塔釜液浓度曲线(图3)。

汽化室温度170℃,柱温110℃,检测室温度200℃,柱前压0.2MPa,进样量0.5μL,应用软件为浙大N2000色谱工作站。1.3　实验步骤

本实验可分为以下步骤:(1)全回流操作下,在同一塔釜浓度下,建立塔釜加热温度梯度,测量对应塔顶浓度。(2)全回流操作下加热温度与釜液浓度,在不同回流比下测定对应塔顶浓度。(3)部分回流下测定产品浓度与不同塔釜液关系。

本文在全回流下,对不同加热温度和不同塔釜液与塔顶产品浓度情况进行比较分析,找出一组最佳操作条件。在最佳操作温度与塔釜浓度下进行部分回流,对不同回流比和不同塔釜液下塔顶浓度测量比较分析,得出间歇式精馏的最佳操作条件。图3　釜液浓度对分离效率的影响实验结果:由上图3可以看出,随塔釜液浓度的升高,分离效率呈明显上升趋势,但考虑到节约原料,我们可以选取一个最优塔釜液浓度80%。2.3　改变回流比对精馏的影响

2　结果与讨论

2.1　改变塔釜加热温度对精馏的影响

实验条件:向塔釜加入(10%,20,40%,60%,80%)乙醇—异丙醇混合溶液,设定塔釜加热温度

为280℃,进料浓度40%。待全回流稳定后,设定回流比R(2.0:1,3.0:1,4.0:1,5.0:1,6.0:1),进行部分回流操作,有回流液时开始记时,稳定50min后对塔顶取样分析,并作出塔顶乙醇浓度—回流比曲线(图4)。

实验条件:向塔釜加入(10%,20%,40%,60%,80%)乙醇2异丙醇混合溶液(用乙醇异丙醇配

制),设定不同塔釜加热温度(依次200℃,240℃,280℃,320℃,360℃)进行全回流操作,待有回流液

出现时开始记时50min后,分别对塔顶进行取样分析,同时测定回流液量。并做出塔顶乙醇含量2塔釜加热温度曲线(图2)。

实验结果:由图2可以知道,随塔釜加热温度的升高,分离效率先升高后下降,其最优塔釜加热温度为280℃左右。

图4　回流比对分离效率的影响

实验结果:增大回流比可以提高回流效率,但降低了乙醇的产量,同样生产要求增大了能耗,且回流比在2.8以后,分离效率变化比较平缓,所以本实验可以选择2.8作为本部实验的最优回流比,但实验生产是还要根据需要处理的废液量来选择合

图2　塔釜加热温度对分离效率的影响

适的回流比。

1622科　学　技　术　与　工　程8卷

出,在用废液回收乙醇的实际操作时,还是要针对

3　结论

本实验通过乙醇2异丙醇混合系统在调料精馏塔中各种分离条件的优化,确定了一些分离参数。首先通过全回流确定塔釜加热电压与塔釜液浓度,再在部分回流下确定回流比,同时校正了塔釜液浓度与全回流时一致。从而得出一组优化后的分离参数,但这些参数只是在实验室内的小型塔器内得

企业自身情况选择适宜的操作方式进行精馏。

参　考　文　献

1　王正平,陈兴娟.化学工程与工艺实验技术.哈尔滨:哈尔滨工程

大学出版社,2005

2　王保国.化工过程综合实验.北京:清华大学出版社,20043　张雅明,谷和平,丁　健.化学工程与工艺实验.南京:南京大学

出版社,2006

FunctionTasteofFillerDistillationColumnandComputerDrawing

WANGZeng2ying,HEQian2xin,XiongShuang2xi

3

(DepartmentofPharmaceutical　engineering,TaizhouUniversity,Linhai317000,P.R.China)

[Abstract]　Recyclingthelowdensityethanolinwasteliquidisresearched.Differentexperimentalconditionsduringtheprocessofrectifyingthelowdensityethanolareexploringed.Throughtheexperiments,theconditionsoftheexperimentssuchasbottomcalefactionvoltage,thedensityofbottomπsliquidandrefluxratiowiththedensityoftipproductionπsrelationshiparegotten.Then,chartsbycomputerandfixonagroupoftheexcellentexperimentalconditionsaredrall.

[Keywords]　rectify　　ethanol　　refluxratio　　thedensityoftipproduction

(上接第1612页)

ResearchofValveFaultDiagnosisBasedonEMDand

PowerSpectrumAnalysis

MAOZhong2qiang,ZHAOXiu2mei,CUIHou2xi,FANChang2Bo

(DepartmentofExploitationandProjectinTarimOilfield,Kuerle841000,P.R.China;

SchoolofMechanicalandElectronicEngineering,ChinaUniversityofPetroleum(Beijing)1,Beijing102249,P.R.China)

13

1

[Abstract]　Accordingtothefrequentfailureandthenon2stationaryandnon2linearcharacteristicofvalvevibra2tionsignal,ananalysismethodbasedonempiricalmodedecompositionandpowerspectrumisputforward.EMDmethodisself2adaptive,itisapplicabletonon2linearandnon2stationarysignals.Theoriginalvibrationsignalsaredecomposedintoafinitenumberofstationaryintrinsicmodefunctions(IMF)byEMD.ThenthepowerspectrumanalysisisappliedinthesensitiveIMFtoextractthefaultinformation.Appliedexampleprovestheeffectivenessofthemethodcomparedwiththetraditionalpoweranalysis.

[Keywords]　reciprocatingcompressorvalve　　faultdiagnosis　　empiricalmodedecomposition　　powerspectrum