精馏法分离纯化乙醇水溶液:实验原理

在生产工艺及实验中常常涉及互溶液体混合物的分离问题,如有机产物的提纯、溶剂回收等问题,常用的分离方法为蒸馏或精馏。

蒸馏技术是利用液体混合物中各组分的挥发度不同,通过加热使其部分汽化从而实现混合液分离、纯化的一种常用分离技术,广泛应用于石油、化工、制药、食品加工及其他领域。根据料液分离的难易程度和分离的纯度差异,此项技术又可分为一般蒸馏、普通精馏及特殊精馏等。本实验对酒精-水体系进行分离,属于普通精馏实验。精馏操作通常在精馏塔中进行,图6-3就是一个典型的精馏塔工作原理示意图。

图6-3 精馏设备原理图

(1)精馏塔的构件说明

(2)结构参数 塔内径 =68mm,塔总高 =3000mm,塔内采用筛板及弓形降液管,共有15块板,一般用下进料管进料,提馏段为4块板,精馏段为11块板。板间距 =70mm,板上孔径 =3mm,筛孔数 =50个,开孔率9.73%。

塔顶为列管式冷凝器,冷却水走管外,蒸汽在管内冷凝。回流比由回流转子流量计与产品转子流量计数值决定。料液由泵从原料罐中经转子流量计计量后加入塔内。

(3)仪表参数 转子流量计:①L 、L 冷却水:LZB-10(16~160L/h);②L 进料:LZB-4(16~160mL/min);③L 塔顶回流:LZB-4(10~100mL/min);④L 塔顶产品:LZB-3(2.5~25mL/min)。

压力表:0~10kPa。

泵:磁力循环泵15W。

电加热:总加热功率为2×3=6kW(1组可调);塔釜3×2kW 220V回形250mm长;预热1×2kW 220V回形250mm长。

冷凝管内换热面积:45×3.14×0.007×0.3=0.296m 

(4)操作参数 釜 =1.5~3.0k Pa; 灵 =77℃~83℃; 顶 =75℃~78℃; 釜 =97℃~99℃。

控制说明:①塔釜液位力学自动控制;②回流比手动。

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