Versuchsbeschreibung zum Chemisch-Technischen Grundpraktikum

Ähnliche Dokumente
Versuch: Siedediagramm eines binären Gemisches

Versuch 10. Rektifikation und Rektifizierkolonne

Endersch, Jonas 09./

VERDAMPFUNGSGLEICHGEWICHTE: SIEDEDIAGRAMM EINER BINÄREN MISCHUNG


REKTIFIKATION. 1. Voraussetzung. 2. Zielsetzung

E1: Bestimmung der Dissoziationskonstante einer schwachen Säure durch Messung der elektrischen Leitfähigkeit der Elektrolytlösung

Thermische Trennverfahren I Destillation, Rektifikation Shell Eastern Petrochemicals Complex (SEPC), Pulau Bukom, Singapore

Praktikum Innovative Werkstoffkunde

Versuch Bestimmung der Verdampfungsenthalpie leichtflüchtiger Stoffe

Protokoll Dampfdruck. Punkte: /10

Robert-Bosch-Gymnasium

E19 Magnetische Suszeptibilität

Versuch RE Bestimmung von Flüssigkeits-Dampf-Gleichgewichten Ermittlung der Trennleistung verschiedener Rektifikationskolonnen

Physikalische Chemie Praktikum. Thermodynamik: Verbrennungsenthalpie einer organischen Substanz

1. BESTIMMUNG DER DAMPFDRUCKKURVE EINER REINEN FLÜSSIGKEIT ZUR BERECHNUNG DER VER- DAMPFUNGSENTHALPIE DH verd UND -ENTROPIE DS verd

Laborpraktikum Grundlagen der Umwelttechnik II

Physikalisches Anfängerpraktikum, Fakultät für Physik und Geowissenschaften, Universität Leipzig

Physikalisches Grundpraktikum Taupunktmessung. Taupunktmessung

Manfred Nitsche. Kolonnen-Fibel. Für die Praxis im chemischen Anlagenbau. Springer Vi eweg

Einführungspraktikum zu den Arbeitsmethoden in der Organischen Chemie

Fraktionierte Destillation eines Gemisches

Liebigkühler. Rundkolben Vorstoß. Becherglas

Institut für Technische Chemie Technische Universität Clausthal

Inhalt. 1. Erläuterungen zum Versuch 1.1. Aufgabenstellung und physikalischer Hintergrund 1.2. Messmethode und Schaltbild 1.3. Versuchdurchführung

Phasengleichgewicht (Destillation)

A. Grundlagen: B. Liste der Geräte

Alles was uns umgibt!

Entwicklung spezieller Lösungen für die Messtechnik. Konzentrationsmessung in Mehrkomponentensystemen

Stelle Stoffgemische aus Flüssigkeiten her und untersuche ihre Eigenschaften.

Bravilor Bonamat RLX HEIßWASSERMODUL

Protokoll zum Versuch: Atwood'sche Fallmaschine

V.2 Phasengleichgewichte

Kuchenfiltration. Daniel Utech

Fachlabor UTRM. Versuch: Kontinuierliche-Rektifikation SS 2016 RUHR-UNIVERSITÄT BOCHUM

EnzymeLab.

Schülerexperiment: Messen elektrischer Größen und Erstellen von Kennlinien

Abiturprüfung Physik, Grundkurs

Versuch V1 - Viskosität, Flammpunkt, Dichte

Membrantechnik. Daniel Bomze Paul Gauss Paul Kautny Inhaltsverzeichnis. 1. Aufgabenstellung Theoretische Grundlagen...

Versuch 412: Photometrische Bestimmung von Phosphatspuren als "Phosphormolybdänblau"

Physikalisches Praktikum I

Physikalische Chemie Praktikum. Mischphasenthermodynamik: Siedediagramm eines binären Systems

Physikalisches Praktikum

Grundlagen: Die Zersetzung von Ameisensäure in konzentrierter Schwefelsäure verläuft nach folgendem Mechanismus:

Praktikum. Technische Chemie. Europa Fachhochschule Fresenius, Idstein. Versuch 05. Wärmeübergang in Gaswirbelschichten

A 3 Dampfdruckkurve einer leichtflüchtigen Flüssigkeit

Elektrizitätslehre Elektromagnetische Induktion Induktion durch ein veränderliches Magnetfeld

Projektbericht. Inhaltsverzeichnis. 1. Projektentstehung Seite Zielsetzung für die Projektarbeit Seite Pilotanlage der Fa.

Fußboden-Niedrigtemperaturheizung

Regelungstechnik 1 Praktikum Versuch Unterschied zwischen Steuerung und Regelung Reglereinstellung mittels Schwingversuch

Versuchsanleitungen zum Praktikum Physikalische Chemie für Anfänger 1. Lambert Beer sches Gesetz - Zerfall des Manganoxalations

Verwandte Begriffe Maxwell-Gleichungen, elektrisches Wirbelfeld, Magnetfeld von Spulen, magnetischer Fluss, induzierte Spannung.

Reaktionsenthalpie der Hydratbildung von Salzen

Hochschule für angewandte Wissenschaften Hamburg, Department F + F

Multiple-Choice Test. Alle Fragen können mit Hilfe der Versuchsanleitung richtig gelöst werden.

Versuchsanleitungen zum Praktikum Physikalische Chemie für Anfänger 1

Kippschaltung. Machen Sie sich mit den Grundschaltungen des Operationsverstärkers vertraut:

POGGENDORFSCHE KOMPENSATIONSMETHODE

PROTOKOLL ZUM VERSUCH TRANSISTOR

Becherglas mit Wasser, 4 Reagenzgläser, Thermometer, Brenner. Proben von Schweineschmalz, Butter, Kokosfett, Sonnenblumenöl

LEE2: 2. Messung der Molrefraktion der Flüssigkeiten für die Bestimmung der Qualität des Rohmaterials

Versuch Nr. 7. = q + p dv

Versuch 4. Enzymkinetik

3. Stoffgemische und Ihre Zerlegung

Halte das Papier sofort nach dem Auftupfen gegen das Licht. Föhne die Flecken trocken und halte das Filterpapier noch einmal gegen das Licht.

Bestimmung der Phenolaseaktivität in Kartoffelpreßsaft

Hall-Effekt. Aufgaben

Versuchsprotokoll. Adsorption von Essigsäure an Aktivkohle

Microsoft PowerPoint 2013 Folienübergänge

Protokoll zur Herstellung von Essigsäureethylester

Labor für Technische Akustik

Physikalisch-Chemisches Praktikum für Fortgeschrittene V 12. Dynamische Elektrochemie. Brennstoffzelle

Siedediagramm binärer Systeme

Seminar HPLC. Seminar HPLC / WS 2003/04. Dr. R. Vasold

Fadenpendel (M1) Ziel des Versuches. Theoretischer Hintergrund

1. Inhaltsangabe Inhalt Seite. 2. Einfachstbedienung Installationshinweise Installation Anschluß 7

Chemisches Praktikum für TUM-BWL Praxisseminar II Grundoperationen und Reinigungstechniken

Physik-Übung * Jahrgangsstufe 8 * Elektrische Widerstände Blatt 1

IP MINI ABSAUGUNG BEDIENUNGSANLEITUNG

Was uns so antreibt: Alkohol & Benzin. Die Destillation. Destillation

Heizlüfter Cat Kompakter Heizlüfter für kleinere Anlagen

Praktikum Grundlagen der Elektrotechnik 1 (GET1) Versuch 2

Versuchsprotokoll von Thomas Bauer und Patrick Fritzsch. Münster, den

Elektrische Warmwasserbereiter Ökonomisch, umweltfreundlich und komfortabel.

Wie verändern sich die Eigenschaften der Alkohole bei Zunahme der Kohlenstoffzahl?

Frequenzgang und Übergangsfunktion

Universität Stuttgart. Institut für Technische Chemie

Synthese von Essigsäureisopropylester (1) Präparat 1

Bedienungsanleitung. Siepmann

Dampfdruck von Flüssigkeiten (Clausius-Clapeyron' sche Gleichung)

S05-Mischungslücke_Bsc Erstelldatum :15:00

Protokoll für das NAWI-Profil. Namen: / Klasse: Datum:

Viskosität und Dichte von wässrigen n-propanollösungen

Fachhochschule Flensburg. Institut für Physik

Wärmepumpe DT400-1P. NTL-Schriftenreihe Versuchsanleitung - Wärmepumpe

2. Bestimmen Sie die Geschwindigkeitskonstante k der Rohrzuckerinversion in s -1.

Bedienungsanleitung Programmierbarer Digitaler Timer mit großem LCD Display

HTBL-PINKAFELD Arbeitsblatt A4/1 Wasser

Carl-Engler-Schule Karlsruhe Physik-Labor (BS/BK/FS) 1 (5)

Transkript:

Universität Karlsruhe Institut für Chemische Technik Prof. Dr. H. Bockhorn Versuchsbeschreibung zum Chemisch-Technischen Grundpraktikum Glockenbodenkolonne

1 Literatur Bockhard/Güntzschel/Poetschukat Grundlagen der Verfahrenstechnik für Ingeniere, 3. Auflage 1992, Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig Patat, Franz; Kirchner, Kurt; Praktikum der Technischen Chemie, 4. Auflage 1986, Walter de Gruyter-Verlag Berlin, New York Prof. Dr. H. Bockhorn, Vorlesungsskript Chemische Technik II, Universität Karlsruhe Andreas Hornun, Versuchsbeschreibung zum Chemisch-Technischen Grundpraktikum; Kontinuierliche Rektifikation 2 Aufgabenstellung In einer Glockenbodenkolonne mit 17 Böden ist die Trennung eines Wasser/Essigsäure- Gemisches durchzuführen. Neben der Ermittlung der theoretischen Bodenzahl nach dem McCabe Thiele Verfahren bei vollständigem Rücklauf soll aus dem vorliegenden Gemisch ein Erzeugnis gleicher Zusammensetzung gewonnen werden. Das Rücklaufverhältnis ist dabei entsprechend zu variieren. Die Erzeugnismenge und das Rücklaufverhältnis sind über der Blasenkonzentration graphisch aufzutragen. 3 Theorie Bitte erarbeiten Sie den Abschnitt der Versuchsvorschrift Kontinuierliche Rektifikation sowie die Abschnitte 4 bis 4.3.5 der Vorlesung Chemische Technik II. 4 Versuchsbeschreibung Das Testgemisch wird in der Destillationsblase, die durch einen stufenlos regelbaren elektrischen Heizpilz beheizt wird, verdampft. (Das Gemisch wird dabei durch den Einfüllstutzen eingefüllt.) Zur Beobachtung der Siedetemperatur dient ein Thermometer. Der erzeugte Gemischdampf durchströmt die Glöckenböden und gelangt schließlich an den Rückflußkühler, wo der Dampf kondensiert und in einen Kelch zurückfließt. Dieser Kelch ist mit einem Magneten versehen und durch ein Zeitschaltgerät auf bestimmte Rücklaufverhältnisse einstellbar. Das abfließende Erzeugnis gelangt in ein Steigrohr, aus dem es zur Konzentrations- und Mengenbestimmung entnommen werden kann. 2

- Bedienung des Zeitschaltgerätes (RTA) Für die Versuchsdurchführung sind nur die Drucktaste Ein, Ruecklauf, Automatik und Ablauf zu benutzen. Durch den Schalter Ein wird das Gerät in Betrieb gesetzt. Durch den Schalter Ruecklauf bzw. Ablauf wird die Säule auf totalen Rücklauf bzw. totalen Ablauf geschaltet. Der Schalter Automatik regelt das im digitalen Zeitschalter eingestellte Rücklaufverhältnis automatisch, siehe Abbildung 2. Das gewünschte Rücklaufverhältnis wird mittels Digitalschalter eingestellt. Die beiden ersten Zahlen sind Einer und Zehntel. Am 3. Schalter wird Normal- oder Umkehrbetrieb gewählt. Schalter 4 und 5 sind zusammengefasst als Multiplikator, und zwar wahlweise (x1) und x10. Die Impulszeit ist mit 2 sec fest eingestellt, 5:1 bedeutet z.b. 10 sec zu 2 sec. Abb. 1: Schema der Glockenbodenkolonne 3

Abb. 2: Schema der Steuerung 5 Versuchsdurchführung Neben der Bestimmung der theoretischen Stufenzahl bei vollständigem Rücklauf soll ein Erzeugnis gleicher Zusammensetzung hergestellt werden. Da sich die Zusammensetzung der Blase während des Versuches ändert, muß durch Angleichung des Rücklaufverhältnisses v die Erzeugniskonzentration konstant gehalten werden. Die Blase soll zu Beginn des Versuches ca. 60 Mol-% Wasser enthalten (±3%). Das Rücklaufverhältnis v ist so einzustellen, dass das Kopfprodukt ca. 97 Mol-% Wasser enthält. Da die Konzentration an Leichtsieder in der Blase abnimmt, muss das Rücklaufverhältnis gesteigert werden. Die Erzeugnismenge wird dadurch abnehmen. Es ist die Konzentration an Wasser im Produktstrom sowie der Produktstrom zu protokollieren. Folgende Auftragungen sind erforderlich: 1. Die Erzeugniskonzentration als Funktion der Zeit, 2. das Rücklaufverhältnis als Funktion der Zeit, 3. der Produktstrom als Funktion der Zeit. Die Rektifikation ist ca. 2-3 Stunden durchzuführen; während dieser Zeit ist die Erzeugniskonzentration in den Grenzen ± 1 Mol-% konstant zu halten. Erst nach Beendigung des Versuches ist das Erzeugnis und die gezogenen Proben wieder der Blase zuzugeben. 4

- Messgeräte der Versuchsanlage 1. Mengenmessung Das Erzeugnis ist durch Entleeren des Steigrohres und Zuordnen des Zeitintervalls zu bestimmen. 2. Konzentrationsbestimmung Die Blasenkonzentration ist durch Probenahme durch den Stutzen mit Hilfe einer Pipette und anschließendes Messen im Refraktometer zu bestimmen. Das Erzeugnis wird dem Steigrohr entnommen. - Einstellung der Blasenzusammensetzung Es ist zu Beginn des Versuches eine Blasenkonzentration von 60 Mol-% Wasser (± 3 Mol-%) einzustellen. Durch Probenahme ist die vorliegende Blasenkonzentration zu überprüfen und gegebenenfalls zu korrigieren. Da der Brechungsindex des Gemisches zwischen 0 und 65 Mol-% Wasser zweideutig ist, ist mit Hilfe der Siedetemperatur der Blasenfüllung festzustellen, ob man sich auf dem abfallenden Ast der Brechungsindex- Kurve befindet. Dazu ist die Siedetemperatur der Blase zu Beginn des Siedens zu bestimmen. - Einstellen der Dampfgeschwindigkeit Um die Blasenmischung schnell hoch zuheizen und die Kolonne samt Isolierung auf Arbeitstemperatur zu bringen, ist mit hoher Heizleistung anzufahren (ca. 1h). Bei Fluten ist die Heizung kurzzeitig abzustellen, bis der Beobachtungsboden nur noch halb mit Flüssigkeit gefüllt ist. Danach schaltet man die Heizleistung zurück und regelt die gewünschte Dampfgeschwindigkeit ein. - Messung der Dampfmenge Nachdem die gewünschte Dampfgeschwindigkeit erreicht ist (ca. 1h), wird kurzzeitig auf totalen Ablauf geschaltet. Die ersten Tropfen des Ablaufes sind in einem Probegläschen aufzufangen und zur Konzentrationsmessung zu verwenden. Dann sind 20 ml des Ablaufes und die dazu benötigte Zeit mit Hilfe eines Messzylinders und einer Stoppuhr zu bestimmen. Nach 5 min Regenarationszeit ist die Mengenmessung zu wiederholen. 5

- Trennversuch Nach dem Aufheizen der Kolonne wird eine hohe Heizleistung eingestellt, die dann während des ganzen Versuches konstant gehalten wird. Da sich die Zusammensetzung der Blase bei Abnahme von Erzeugnis am Kopf ändert, ändert sich auch die Konzentration des Erzeugnisses. Der Konzentrationsverlauf des Kopfproduktes ist deshalb alle 5 min durch Probennahme am Steigrohr zu ermitteln. Um die Erzeugniskonzentration konstant zu halten, muss das Rücklaufverhältnis gesteigert werden. Am besten beginnt man mit v=2:1 und steigert je nach Situation auf 3:1 bzw. 4:1 usw. 7 Auswertung - Aufarbeitung der theoretischen Grundlagen des Versuchs, - Beschreibung der Versuchsapparatur und der durchgeführten Experimente, - Tabellarische Auflistung aller Versuchsergebnisse, - Diskussion des Einflusses von Rücklaufverhältnis und Betrieb der Kolonne. 6

7

8