精馏实验虚拟仿真系统

精馏过程简介

精馏是一种利用回流使液体混合物得到高纯度分离的蒸馏方法,是工业上应用最广的液体混合物分离操作, 广泛用于石油、化工、轻工、食品、冶金等部门。精馏操作按不同方法进行分类。根据操作方式,可分为 连续精馏和间歇精馏;根据混合物的组分数,可分为二元精馏和多元精馏;根据是否在混合物中加入影响汽液 平衡的添加剂,可分为普通精馏和特殊精馏(包括萃取精馏、恒沸精馏和加盐精馏)。若精馏过程伴有化学反应, 则称为反应精馏。

精馏实验简介

精馏实验是化工单元操作之一,本实验选取筛板精馏塔进行实验。通过本实验学生需掌握精馏塔的基本结构和原理。 了解塔釜液位自动控制、回流比和电加热自动控制的工作原理和操作方法。掌握全回流及部分回流的操作方法,确定 部分回流时不同回流比对精馏塔效率的影响。学会板式精馏塔全塔效率、单板效率和填料精馏塔等板高度的测定方法。

精馏仿真实验的意义

通过精馏虚拟仿真实验,实现虚实结合,辅助精馏实验的实验教学。 解决了精馏实验过程中的预习难、实验讲解难、实验操作难、练习难、 数据处理难、实验考核难、实验教学管理难等一系列问题,提高了教与学的质量。

精馏仿真实验目的

通过精馏实验虚拟现实系统,学生可以了解精馏实验的目的、原理、操作流程以及数据处理方法等。 了解筛板精馏塔及各个主要部件的基本结构和原理。通过虚拟操作,学生掌握全回流及部分回流的操 作方法,确定部分回流时不同回流比对精馏塔效率的影响。通过操作自测部分,完成精馏实验的仿真考核。

实验原理

精馏单元操作是一种分离液体混合物常用的有效的方法,其依据是液体中各组分挥发度的差异。 它在石油化工、轻工、医药等行业有着广泛的用途。在化工生产中,我们把含有多次部分汽化与 冷凝且有回流的蒸馏操作称为精馏。本实验采用乙醇—水体系,在全回流状态下测定板式精馏塔的全塔效率ET、 单板效率EM及填料精馏塔的等板高度HETP。

实验装置及工艺

本实验装置为筛板精馏塔,主要部件包括筛板塔、 塔釜(6L)、塔顶全凝器、塔底产品冷凝器、 原料预热器、无音磁力循环泵、原料罐、塔顶产品罐、塔釜产品罐、流量计、温度传感器、压力表等。

筛板塔精馏实验装置流程图

仿真实验特点

精馏仿真实验系统以1:1比例绘制实验设备模型,通过系统,学生可以进行实验预习、 实验练习、实验自测等。通过系统,学生可以完全掌握实验目的、原理、实验操作流程、 各部件的原理及内部结构。由于虚拟模型与真实设备完全相同,通过虚拟演练后,学生进入 真实实验室的时候,可以更容易的掌握真实实验操作,虚实结合,以虚辅实。

精馏仿真实验系统包括实验讲义、实验讲解、实验装置、实验操作、操作自测、数据处理、 记录回放七个部分。通过实验讲义部分,学生可以对实验进行整体把握,了解实验目的、实 验原理、实验流程、数据处理等,在实验讲义中,对重要的部件及操作过程进行了超链接,可 以点击链接了解详情,学生的预习记录会上传到服务器;在实验讲解部分,学生可以通过观看 实验操作过程的视频讲解了解整个实验的操作过程;通过实验装置部分,学生可以了解实验设 备上所有部件的名称、用途及原理,学生对装置的学习记录可以上传到服务器;通过实验操作部分, 学生可以进行整个操作过程的练习,并可观察到每一操作步骤所对应的实验现象,学生的操作练习记 录会上传到服务器;通过实验自测部分,学生可以对自己的练习情况进行自测,自测过程可上传到服 务器,供任课教师查看;通过数据处理部分,学生可以了解实验需要记录哪些数据,如何对数据进行 处理并生成实验报告;通过记录回放部分,学生可以查看到自己的自测记录的回放。

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