Đang tải... (xem toàn văn)
ĐỀ TÀI ỨNG DỤNG KỸ THUẬT PHÂN RIÊNG CÔ ĐẶC NaOH BẰNG HỆ THỐNG CÔ ĐẶC CHÂN KHÔNG 3 NỒI. Khái quát chung về kỹ thuật phân riêng ứng dụng vào kỹ thuật hóa và ứng dụng vào các chuyên ngành: Vật liệu hữu cơ, vật liệu vô cơ, tổng hợp vô cơ.
BÀI TẬP ỨNG DỤNG KỸ THUẬT PHÂN RIÊNG ĐỀ TÀI: CÔ ĐẶC NaOH BẰNG HỆ THỐNG CÔ ĐẶC CHÂN KHÔNG NỒI Giảng viên hướng dẫn: NHÓM : 04 – 01 HỌC KỲ I– NĂM HỌC 2022-2023 BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ CHO CÁC THÀNH VIÊN TRONG NHÓM ĐỀ TÀI : 01 - 10 LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC .3 MỞ ĐẦU CHƯƠNG : KHÁI QUÁT VỀ VẤN ĐỀ ỨNG DỤNG KỸ THUẬT PHÂN RIÊNG .5 1.1 Khái quát ứng dụng Kỹ thuật phân riêng ngành Kỹ thuật hóa học .5 1.2 Ứng dụng kỹ thuật phân riêng chuyên ngành Vật liệu hữu Tổng hợp hữu .11 CHƯƠNG : SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ TỔNG THỂ VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 36 2.1 Khái quát hệ thống cô đặc .36 2.2 Quy trình cơng nghệ 46 2.3 Thuyết minh quy trình cơng nghệ 47 2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình đặc NaOH hệ thống cô đặc nồi 48 CHƯƠNG 3: CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM VÀ SỬ DỤNG HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG 51 KẾT LUẬN 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO .59 MỞ ĐẦU Trong công nghiệp, để tăng nồng độ chất khô sản phẩm, làm tăng độ sinh lượng thực phẩm, kéo dài thời gian bảo quản (vì hạn chế vi sinh vật phát triển nước, áp suất thẩm thấu cao) giảm khối lượng vận chuyển Phương pháp sử dụng phổ biến cô đặc- cách tách phần dung môi khỏi dung dịch Để hiểu cách sâu sắc phương pháp “phân riêng” áp dụng trình sản xuất khác Cũng việc biết rõ việc lựa chọn phương pháp để áp dụng, thiết kế hệ thống cách phù hợp với u cầu, kinh phí Vì việc tìm hiểu, học tập sâu mơn Kĩ thuật phân riêng điều cấp thiết Trong luận đề cập đến quy trình tổng thể đặc NaOH hệ thống cô đặc chân không nồi Tìm hiểu sâu yếu tố ảnh hưởng đến q trình đặc Và ứng dụng Kỹ thuật phân riêng vào ngành hóa nói chung , ngành vật liệu hữu ngành tổng hợp hữu nói riêng CHƯƠNG : KHÁI QUÁT VỀ VẤN ĐỀ ỨNG DỤNG KỸ THUẬT PHÂN RIÊNG 1.1 Khái quát ứng dụng Kỹ thuật phân riêng ngành Kỹ thuật hóa học 1.1.1 Tổng quan ứng dụng Kỹ thuật phân riêng phương pháp học a Ứng dụng q trình đặc Cơ đặc q trình làm tăng nồng độ cấu tử dung dịch gồm nhiều cấu tử, thường gồm chất tan dung môi cách tách phần dung môi khỏi dung dịch phương pháp bốc dung môi phương pháp kết tinh dung môi (phương pháp lạnh) Tùy vào yêu cầu sản phẩm mà ta sử dụng phương pháp cô đặc khác để tạo sản phẩm có nồng độ đạt yêu cầu mà tính chất cần thiết sản phẩm Thường sản phẩm khơng bị biến tính nhiệt độ cao, ta sử dụng phương pháp bốc (phương pháp nhiệt) dung dịch để đặc Cịn chất dễ bị biến tính nhiệt, phương pháp kết tinh dung mơi cô đặc phương pháp nhiệt áp suất chân khơng tối ưu Q trình đặc thường sử dụng để cô đặc sữa tươi, nước ép trái cây, cà phê, loại tương, sốt v.v… Thường sản phẩm ngành cơng nghiệp thực phẩm thường cô đặc phương pháp kết tinh dung môi Cô đặc phương pháp nhiệt dùng cô đặc NaOH, muối NaCl loại muối vô khác lại phổ biến Đối với dược phẩm dễ bị biến tính nhiệt độ, ta thường đặc áp suất chân khơng để dung mơi bay nhiệt độ phòng, giúp sản phẩm cô đặc không bị ảnh hưởng nhiệt độ từ giữ tính chất hóa học tăng độ tinh khiết b Ứng dụng trình chưng cất Chưng cất trình tách hỗn hợp lỏng đồng thể thành cấu tử riêng biệt cách đun sôi hỗn hợp lỏng, tách tạo thành cho ngưng tụ lại thành lỏng Dựa vào độ bay tương đối khác cấu tử hỗn hợp lỏng, ta sử dụng chưng cất để tách cấu tử cần thiết ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực Ta sử dụng q trình chưng cất để điều chế cồn cơng nghiệp, propylen, butadien, nước cất, ester v.v… Xử lí loại dầu thô phương pháp chưng cất để tách xăng, dầu hỏa, nhiên liệu diesel ngành công nghiệp dầu khí Ta cịn sử dụng chưng cất chân khơng để chưng cất nước trái cây, giúp giữ lại vitamin có hoa quả, giữ nguyên mùi vị tự nhiên, đồng thời bảo quản lâu Một số ứng dụng khác sản xuất tinh dầu thiên nhiên, dầu thực vật, làm tạp chất keo, nhựa bẩn, trình sản xuất rượu chưng cất tinh dầu v.v… c Ứng dụng trình hấp thụ Hấp thụ trình tách cấu tử khí (hoặc hơi) khỏi hỗn hợp khí (hoặc hơi) hịa tan có chọn lọc vào mơi trường lỏng Điều kiện trình cấu tử khí cần tách phải có khả hịa tan vào môi trường lỏng Hấp thụ ứng dụng rộng rãi phổ biến nhiều lĩnh vực khác nhau: - Việc tách cấu tử khí cần thiết giúp ta gia cơng chế biến hỗn hợp khí thải, ví dụ tách cấu tử khí N 2, H2 từ hỗn hợp khí thải để tổng hợp NH3 sản xuất ure - Sử dụng q trình hấp thụ để xử khí lí thải công nghiệp, hấp thụ SO huyền phù CaCO3, hấp thụ H2S etanolamin, hấp thụ oxit nito q trình chưng cất dầu thơ dùng dịch kiềm, acid v.v… - Sử dụng để điều chế loại acid H 2SO4, HNO3 cho nước hấp thụ khí SO2, NO2 d Ứng dụng q trình hấp phụ Hấp phụ trình hút chất bề mặt vật liệu xốp nhờ vào lực bề mặt. Các vật liệu xốp gọi chất hấp phụ, chất bị hút gọi chất bị hấp phụ Hấp phụ trình ứng dụng rộng rãi cơng nghiệp hóa chất, thực phẩm nhiều lĩnh vực chế biến khác Phương pháp ứng dụng việc làm khí (tách thành phần khí độc), khử mùi, đặc biệt tách triệt để chất khí có hàm lượng thấp; ứng dụng rộng rãi để làm triệt để nước khỏi chất hữu hòa tan chất diệt cỏ, phenol, chất hoạt động bề mặt, thuốc nhuộm,…; tách hỗn hợp khí bay thành cấu tử (chất hấp phụ thường chất quý), để thu khí đó, sau hấp phụ tiến hành q trình nhả hấp thụ sau ngưng tụ- thu hồi dung môi dễ bay Ngày nay, chất hấp phụ chế tạo để tách đồng phân paraffin, tách nhiều chất lỏng hữu phân tử thấp thay cho trình chưng luyện trường hợp khó khăn; tách khơng khí thành hai phần: phần giàu oxy (95%) phần giàu nitơ (99%) Ngồi ra, chất hấp phụ cịn giữ vai trò quan trọng việc sản xuất chất xúc tác e Ứng dụng q trình trích ly Trích ly trình tách chất tan chất lỏng hay chất rắn chất lỏng khác (dung mơi) Cũng giống chưng luyện phương pháp chủ yếu để phân tách hỗn hợp đồng thành cấu tử thành phần Q trình trích ly sử dụng rộng rãi nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt công nghiệp hóa chất thực phẩm nhằm mục đích: tách cấu tử quý, thu dung dịch có nồng độ đậm đặc (đối với trích ly lỏng-lỏng) Ví dụ: trình tách acid/base, hợp chất phân cực từ chất hữu cơ; tách acid cacboxylic từ dịch lên men; tinh chế sản phẩm vitamin; tách caprolactam phục vụ cho việc sản xuất nylon Hiện nay, trích ly ứng dụng nhiều để thu chất hữu cao su tổng hợp để tách nguyên tố Trích ly tiến hành nhiệt độ thường nên thích hợp với chất dễ phân hủy nhiệt độ cao Nhờ đó, tách dung dịch đẳng phí (nếu có) mà phương pháp chưng cất thơng thường khơng thực được, tách dung dịch có độ bay tương đối gần dung dịch q lỗng dùng phương pháp trích ly tiết kiệm lượng hơn, kinh tế Ngồi ra, trích ly chất rắn ứng dụng để tách cấu tử quý khỏi quặng khoáng sản (giai đoạn đầu); tách nguyên tố quý công nghệ hạt nhân nguyên tử tinh chế Uranium; tách dầu từ loại hạt; loại bỏ caffeine khỏi cà phê trà; nhiều sản phẩm dầu mỏ f Ứng dụng trình sấy Sấy trình tách ẩm khỏi vật liệu phương pháp nhiệt Q trình sấy tiến hành sấy tự nhiên đỡ tốn nhiên liệu điều chỉnh vận tốc, suất, Do đó, cơng nghiệp thường dùng q trình sấy nhân tạo Đây trình kỹ thuật phổ biến quan trọng nhiều ngành cơng nghiệp, đặc biệt ngành hóa chất thực phẩm Bằng phương pháp sấy, vật liệu tách ẩm trở nên khơ khối lượng giảm, bảo quản tốt hơn; giảm tiêu tốn lượng chi phí q trình vận chuyển; chất lượng dinh dưỡng sản phẩm tăng lên; đặc biệt mang lại giá trị kinh tế sử dụng phương pháp sấy đặc biệt sấy thăng hoa (như sấy thực phẩm, trái cây,…) giữ nguyên vẹn chất dinh dưỡng vitamin, protein, …; sấy dòng điện cao tần (như sấy hạt điều, hạt cacao, ); sấy tia hồng ngoại (như sấy khơ hủ tíu, trà, hương liệu, dược liệu,…) Ngồi ra, sấy cịn để đảm bảo thơng số kỹ thuật cho q trình gia cơng vật liệu tiếp theo,… g Ứng dụng trình kết tinh Kết tinh q trình tách chất rắn hịa tan dung dịch dạng tinh thể Trong công nghệ lọc dầu: dầu sau rời khỏi cơng đoạn trích ly cần tách parafin (để giảm điểm vẩn đục điểm chảy từ dầu gốc) Tách parafin phương pháp kết tinh phân tử parafin thành dạng rắn cách làm lạnh (loại bỏ phân tử parafin có nhiệt độ kết tinh cao) Đóng vai trị quan trọng việc sản xuất loại dầu gốc có chất lượng cao Trong cơng nghiệp hóa chất thực phẩm q trình kết tinh ứng dụng rộng rãi để nhận biết chất dạng Quá trình kết tinh sử dụng công nghệ chế biến đường saccaroza kết tinh, đường glucoza sản xuất mì (bột ), sản xuất acid citric axit thực phẩm khác, tinh chế muối ăn; việc kết tinh dung dịch nước hay dung dịch chất hữu (như rượu, este, hydrocacbon….) Khoáng sản: Ruby tinh thể màu đỏ hình thành từ kết tinh oxit nhôm (coridon). Thạch anh loại đá quý hình thành từ kết tinh anhydrit silicic, khoáng chất phong phú đá màu sắc thay đổi Viên kim cương loại đá q, nó hình thành từ kết tinh cacbon nguyên chất. Sự hình thành tự nhiên, trường hợp kim cương tìm thấy mỏ khai thác, tổng hợp Đây vật liệu cứng biết đến hành tinh 1.1.2 Tổng quan ứng dụng Kỹ thuật phân riêng phương pháp học Phân riêng phương pháp học hệ khí hệ lỏng khơng đồng ứng dụng rộng rãi ngành cơng nghiệp nói chung cơng nghiệp hố chất cơng nghệ sinh học - thực phẩm nói riêng nhằm nhiều mục đích khác : - Thu hồi, phân loại hạt, đặc biệt hạt có giá trị kinh tế cao - Tránh việc tạo thành hợp chất có ảnh hưởng xấu đến trình thiết bị khâu cơng nghệ - Làm khí lỏng trước thải mơi trường bên ngồi nhằm bảo vệ an tồn cho người môi trường, v.v Các phương pháp học áp dụng phổ biến để phân riêng hệ khí hệ lỏng khơng đồng : - Lắng phương pháp phân riêng dựa vào khác khối lượng riêng kích thước hai pha tác dụng trường lực Trong sản xuất người ta áp dụng trường lực như: trường trọng lực, trường ly tâm, trường tĩnh điện - Lọc là phương pháp loại bỏ chất rắn khỏi dung dịch hay khí cách cho dung dịch hay khí qua màng lọc để giữ chất rắn lại Người ta sử dụng phương pháp lọc để tách chất rắn không tan chất lỏng khỏi