Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế tháp chưng cất hệ acid axetic
ĐAMH Quá Trình và Thiết Bị GVHD : NGUYỄN ĐÌNH THỌ MỤC LỤC trang LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I : TỔNG QUAN I . LÝù THUYẾT VỀ CHƯNG CẤT 1 . Phương pháp chưng cất 2 . Thiết bị chưng cất: II . GIỚI THIỆU SƠ BỘ NGUYÊN LIỆU 1 . Acid axetic 2 . Nước 3 . Hỗn hợp Acid axetic – Nước III . CÔNG NGHỆ CHƯNG CẤT HỆ ACID AXETIC– NƯỚC CHƯƠNG II : CÂN BẰNG VẬT CHẤT I . CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU II . XÁC ĐỊNH SUẤT LƯỢNG SẢN PHẨM ĐỈNH VÀ SẢN PHẨM ĐÁY III . XÁC ĐỊNH TỈ SỐ HỒN LƯU THÍCH HỢP 1 . Tỉ số hồn lưu tối thiểu 2 . Tỉ số hồn lưu thích hợp IV . PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG LÀM VIỆC – SỐ MÂM LÝ THUYẾT 1 . Phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn cất 2 . Phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn chưng 3 . Số mâm lý thuyết V . XÁC ĐỊNH SỐ MÂM THỰC TẾ CHƯƠNG III :TÍNH TỐN –THIẾT KẾ THÁP CHƯNG CẤT I . ĐƯỜNG KÍNH THÁP 1 . Đường kính đoạn cất 2 . Đường kính đoạn chưng II . MÂM LỖ – TRỞ LỰC CỦA MÂM 1 . Cấu tạo mâm lỗ 2 . Độ giảm áp của pha khí qua một mâm 3 . Kiểm tra ngập lụt khi tháp hoạt độngO( III . TÍNH TỐN CƠ KHÍ CỦA THÁP 1 . Bề dày thân tháp : 2 . Đáy và nắp thiết bị : 3 . Bích ghép thân, đáy và nắp : 4 . Đường kính các ống dẫn – Bích ghép các ống dẫn : 1 1 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 2 ĐAMH Quá Trình và Thiết Bị GVHD : NGUYỄN ĐÌNH THỌ 5 . Tai treo và chân đỡ: CHƯƠNG IV : TÍNH TỐN THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT- THIẾT BỊ PHỤ I . CÁC THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT 1 . Thiết bị ngưng tụ sản phẩm đỉnh 2 . Thiết bị làm nguội sản phẩm đỉnh 3 . Nồi đun gia nhiệt sản phẩm đáy 4 . Thiết bị trao đổi nhiệt giữa nhập liệu và sản phẩm đáy 5 . Thiết gia nhiệt nhập liệu II. TÍNH BẢO ÔN CỦA THIẾT BỊ III . TÍNH TỐN BƠM NHẬP LIỆU 1 . Tính chiều cao bồn cao vị 2 . Chọn bơm CHƯƠNG V : GIÁ THÀNH THIẾT BỊ I . TÍNH SƠ BỘ GIÁ THÀNH CỦA THIẾT BỊ II . KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO 2 5 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 6 ĐAMH Quá Trình và Thiết Bị GVHD : NGUYỄN ĐÌNH THỌ LỜI MỞ ĐẦU Một trong những ngành có sự đóng góp to lớn đến ngành công nghiệp nước ta nói riêng và thế giới nói chung, đó là ngành công nghiệp hóa học. Đặc biệt là ngành hóa chất cơ bản. Hiện nay, trong nhiều ngành sản suất hóa học cũng như sử dụng sản phẩm hóa học, nhu cầu sử dụng nguyên liệu hoặc sản phẩm có độ tinh khiết cao phải phù hợp với quy trình sản suất hoặc nhu cầu sử dụng. Ngày nay, các phương pháp được sử dụng để nâng cao độ tinh khiết: trích ly, chưng cất, cô đặc, hấp thu… Tùy theo đặc tính yêu cầu của sản phẩm mà ta có sự lựa chọn phương pháp thích hợp. Đối với hệ acid axetic- Nước là 2 cấu tử tan lẫn hồn tồn, ta phải dùng phương pháp chưng cất để nâng cao độ tinh khiết cho acid axetic. Đồ án môn học Quá trình và Thiết bị là một môn học mang tính tổng hợp trong quá trình học tập của các kỹû sư hố- thự c phẩm tương lai. Môn học giúp sinh viên giải quyết nhiệm vụ tính tốn cụ thể về: yêu cầu công nghệ, kết cấu, giá thành của một thiết bị trong sản xuất hố chất - thực phẩm. Đây là bước đầu tiên để sinh viên vận dụng những kiến thức đã học của nhiều môn học vào giải quyết những vấn đề kỹû thuật thực tế một cách tổng hợp. Nhiệm vụ của ĐAMH là thiết kế tháp chưng cất hệ acid axetic - Nước hoạt động liên tục với nâng suất nhập liệu : 5m 3 /h có nồng độ 8% mol acid axetic ,thu được sản phẩm đỉnh có nồng độ 0.5% mol acid axetic với nồng độ dung dịch đáy acid axetic là 30%. Em chân thành cảm ơn các quí thầy cô bộ môn Máy & Thiết Bị, các bạn sinh viên đã giúp em hồn thành đồ án này. Tuy nhiên, trong quá trình hồn thành đồ án không thể không có sai sót, em rất mong quí thầy cô góp ý, chỉ dẫn. 3 9 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 10 ĐAMH Quá Trình và Thiết Bị GVHD : NGUYỄN ĐÌNH THỌ CHƯƠNG I : TỔNG QUAN. I . LÝù THUYẾT VỀ CHƯNG CẤT: 1 . Phương pháp chưng cất : Chưng cất là qua ùtrình phân tách hỗn hợp lỏng (hoặc khí lỏng) thành các cấu tử riêng biệt dựa vào sự khác nhau về độ bay hơi của chúng (hay nhiệt độ sôi khác nhau ở cùng áp suất), bằng cách lặp đi lặp lại nhiều lần quá trình bay hơi - ngưng tụ, trong đó vật chất đi từ pha lỏng vào pha hơi hoặc ngược lại. Khác với cô đặc, chưng cất là quá trình trong đó cả dung môi và chất tan đều bay hơi, còn cô đặc là quá trình trong đó chỉ có dung môi bay hơi. Khi chưng cất ta thu được nhiều cấu tử và thường thì bao nhiêu cấu tử sẽ thu được bấy nhiêu sản phẩm. Nếu xét hệ đơn giản chỉ có 2 hệ cấu tử thì ta thu được 2 sản phẩm: sản phẩm đỉnh chủ yếu gồm gồm cấu tử có độ bay hơi lớn (nhiệt độ sôi nhỏ ), sản phẩm đáy chủ yếu gồm cấu tử có độ bay hơi bé(nhiệt độ sôi lớn) .Đối với hệ acid axetic - nước sản phẩm đỉnh chủ yếu gồm nước và một ít acid axetic , ngược lại sản phẩm đáy chủ yếu gồm acid axetic và một ít nước. Các phương pháp chưng cất: được phân loại theo: • Áp suất làm việc : chưng cất áp suất thấp, áp suất thường và áp suất cao. Nguyên tắc của phương pháp này là dựa vào nhiệt độ sôi của các cấu tử, nếu nhiệt độ sôi của các cấu tử quá cao thì ta giảm áp suất làm việc để giảm nhiệt độ sôi của các cấu tử. • Nguyên lý làm việc: liên tục, gián đoạn(chưng đơn giản) và liên tục. * Chưng cất đơn giản(gián đoạn): phương pháp này đuợc sử dụng trong các trường hợp sau: + Khi nhiệt độ sôi của các cấu tử khác xa nhau. + Không đòi hỏi sản phẩm có độ tinh khiết cao. + Tách hỗn hợp lỏng ra khỏi tạp chất không bay hơi. + Tách sơ bộ hỗn hợp nhiều cấu tử. * Chưng cất hỗn hợp hai cấu tử (dùng thiết bị hoạt động liên tục) là quá trình được thực hiện liên tục, nghịch dòng, nhều đoạn. • Phương pháp cấp nhiệt ở đáy tháp: cấp nhiệt trực tiếp bằng hơi nước: thường được áp dụng trường hợp chất được tách không tan trong nước . Vậy: đối với hệ acid axetic – Nước, ta chọn phương pháp chưng cất liên tục cấp nhiệt gián tiếp bằng nồi đun ở áp suất thường. 4 13 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 14 ĐAMH Quá Trình và Thiết Bị GVHD : NGUYỄN ĐÌNH THỌ 2 . Thiết bị chưng cất: Trong sản xuất thường sử dụng rất nhiều loại tháp nhưng chúng đều có một yêu cầu cơ bản là diện tích bề mặt tiếp xúc pha phải lớn ,điều này phụ thuộc vào độ phân tán của lưu chất này vaò lưu chất kia . Tháp chưng cất rất phong phú về kích cỡ và ứng dụng ,các tháp lớn nhất thường được ứng dụng trong công nghiệp lọc hố dầu. Kích thước của tháp : đường kính tháp và chiều cao tháp tuỳ thuộc suất lượng pha lỏng, pha khí của tháp và độ tinh khiết của sản phẩm. Ta khảo sát 2 loại tháp chưng cất thường dùng là tháp mâm và tháp chêm. • Tháp mâm: thân tháp hình trụ, thẳng đứng phía trong có gắn các mâm có cấu tạo khác nhau để chia thân tháp thành những đoạn bằng nhau, trên mâm pha lỏng và pha hơi đựơc cho tiếp xúc với nhau. Tùy theo cấu tạo của đĩa, ta có: * Tháp mâm chóp : trên mâm có chóp dạng tròn hay một dạng khác,có rãnh xung quanh để pha khí đi qua va ống chảy chuyền có hình tron * Tháp mâm xuyên lỗ: trên mâm bố trí các lỗ có đường kính 3-12mm được bố trí trên các đỉnh tam giác,bước lổ bằng 2,5 đến 5 lần đường kính • Tháp chêm(tháp đệm): tháp hình trụ, gồm nhiều đoạn nối với nhau bằng mặt bích hay hàn. Vật chêm được cho vào tháp theo một trong hai phương pháp: xếp ngẫu nhiên hay xếp thứ tự. • So sánh ưu và nhược điểm của các loại tháp : Tháp chêm. Tháp mâm xuyên lo.ã Tháp mâm chóp. Ưu điểm: - Đơn giản. - Hiệu suất tương đối cao. - Hiệu suất cao. - Trở lực thấp. - Hoạt động khá ổn định. - Hoạt động ổn định. - Làm việc với chất lỏng bẩn. Nhược điểm: - Hiệu suất thấp. - Trở lực khá cao. - Cấu tạo phức tạp. 5 - Thiết bị nặng. - Không làm việc với chất lỏng bẩn. - Độ ổn định kém. - Yêu cầu lắp đặt khắt khe -> lắp đĩa thật phẳng. - Trở lực lớn. 17 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 18 ĐAMH Quá Trình và Thiết Bị GVHD : NGUYỄN ĐÌNH THỌ 6 21 162 22 ĐAMH Quá Trình và Thiết Bị GVHD : NGUYỄN ĐÌNH THỌ Nhận xét: tháp mâm xuyên lỗ là trạng thái trung gian giữa tháp chêm và tháp mâm chóp. Nên ta chọn tháp chưng cất là tháp mâm xuyên lỗ. Vậy: Chưng cất hệ acid axetic - Nước ta dùng tháp mâm xuyên lỗ hoạt động liên tục ở áp suất thường, cấp nhiệt gián tiếp ở đáy tháp. II . GIỚI THIỆU SƠ BỘ NGUYÊN LIỆU : Nguyên liệu là hỗn hợp acid axetic - Nước. 1 . Etanol: (Còn gọi là rượu etylic , cồn êtylic hay cồn thực phẩm). Etanol có công thức phân tử: CH 3 -CH 2 -OH, khối lượng phân tử: 46 đvC. Là chất lỏng có mùi đặc trưng, không độc, tan nhiều trong nước. • Một số thông số vật lý và nhiệt động của etanol: + Nhiệt độ sôi ở 760(mmHg): 78.3 o C. + Khối lượng riêng: d 4 20 = 810 (Kg/m 3 ). • Tính chất hóa học: Tất cả các phản ứng hố học xảy ra ở nhóm hydroxyl (-OH) của etanol là thể hiện tính chất hố học của nó. * Phản ứng của hydro trong nhóm hydroxyl: CH 3 -CH 2 -OH CH 3 -CH 2 -O - + H + Hằng số phân ly của etanol: 18 10 23 − −− = OHCHCH K , cho nên etanol là chất trung tính. + Tính acid của rượu thể hiện qua phản ứng với kim loại kiềm, Natri hydrua(NaH), Natri amid(NaNH 2 ): CH 3 -CH 2 -OH + NaH CH 3 -CH 2 -ONa + H 2 Natri etylat Do 14 10 223 − −− =< OHOHCHCH KK : tính acid của rượu nhỏ hơn tính acid của nước, nên khi muối Natri etylat tan trong nước sẽ bị thuỷ phân thành rượu trở lại. + Tác dụng với acid tạo ester: Rượu etanol có tính bazơ tương đương với nước. Khi rượu tác dụng với acid vô cơ H 2 SO 4 , HNO 3 và acid hữu cơ đều tạo ra ester. CH 3 -CH 2 -OH + HO-SO 3 -H CH 3 -CH 2 O-SO 3 -H + H 2 O CH 3 -CH 2 O-H + HO-CO-CH 3 CH 3 -COO-C 2 H 5 + H 2 O * Phản ứng trên nhóm hydroxyl: + Tác dụng với HX: CH 3 -CH 2 -OH + HX CH 3 -CH 2 -X + H 2 O + Tác dụng với Triclo Phốt pho: CH 3 -CH 2 -OH + PCl 3 CH 3 -CH 2 -Cl + POCl + HCl + Tác dụng với NH 3 : CH 3 -CH 2 -OH + NH 3 C 2 H 5 -NH 2 + H 2 O + Phản ứng tạo eter và tách loại nước: 2CH 3 -CH 2 -OH (CH 3 -CH 2 ) 2 O + H 2 O CH 3 -CH 2 -OH CH 2 =CH 2 + H 2 O 7 Lạnh H + Al 2 O 3 t o H 2 SO 4 >150 o C H 2 SO 4 >150 o C 25 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 26 ĐAMH Quá Trình và Thiết Bị GVHD : NGUYỄN ĐÌNH THỌ * Phản ứng hydro và oxy hố: CH 3 -CH 2 -OH CH 3 -CHO + H 2 • Ứng dụng: etanol có nhiều ứng dụng hơn metanol, nó đóng một vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Nó là nguyên liệu dùng để sản suất hơn 150 mặt hàng khác nhau và được ứng dụng rộng rãi trong các ngành: công nghiệp nặng, y tế và dược, quốc phòng, giao thông vận tải, dệt, chế biến gỗ và nông nghiệp. Sơ đồ tóm tắt vị trí của etanol trong các ngành công nghiệp. • Phương pháp điều chế: có nhiều phương pháp điều chế etanol: hydrat hố etylen với xúc tác H 2 SO 4 ; thuỷ phân dẫn xuất halogen và ester của etanol khi đun nóng với nước xúc tác dung dịch bazơ; hydro hố aldyhyt acêtic; từ các hợp chất cơ kim… Trong công nghiệp, điều chế etanol bằng phương pháp lên men từ nguồn tinh bột và rỉ đường. Những năm gần đây, ở nước ta công nghệ sản suất etanol chủ yếu là sử dụng chủng nấm men Saccharomyses cerevisiae để lên men tinh bột: C 6 H 6 O 6 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 + 28 Kcal Trong đó: 95% nguyên liệu chuyển thành etanol và CO 2 . 5% nguyên liệu chuyển thành sản phẩm phụ: glyxêrin, acid sucxinic, dầu fusel, metylic và các acid hữu cơ(lactic, butylic…). 2 . Nước: Trong điều kiện bình thường: nước là chất lỏng không màu, không mùi, không vị nhưng khối nước dày sẽ có màu xanh nhạt. Khi hóa rắn nó có thể tồn tại ở dạng 5 dạng tinh thể khác nhau: Khối lượng phân tử : 18 g / mol Khối lượng riêng d 4 0 c : 1 g / ml Nhiệt độ nóng chảy : 0 0 C 8 Cu 200-300 o C Nấm men Zymaza + Thuốc súng không khói. + Nhiên liệu hoả tiễn, bom bay. + Động lực. + Thuốc trừ sâu. + Sơn. + Vecni. + Đồ nhựa. + Keo dán. + Hương liệu. + Sát trùng. + Pha chế thuốc. + Thuốc nhuộm. + Tơ nhân tạo. + Rượu mùi. + Dấm. + Dung môi hữu cơ:pha sơn + Nguyên liệu. + Công nghiệp cao su tổng hợp + Động lực. Nhiên liệu. Etano l 29 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 30 ĐAMH Quá Trình và Thiết Bị GVHD : NGUYỄN ĐÌNH THỌ Nhiệt độ sôi : 100 0 C Nước là hợp chất chiếm phần lớn trên trái đất (3/4 diện tích trái đất là nước biển) và rất cần thiết cho sự sống. Nước là dung môi phân cực mạnh, có khả năng hồ tan nhiều chất và là dung môi rất quan trọng trong kỹ thuật hóa học. 3 . Hỗn hợp Etanol – Nước: Ta có bảng thành phần lỏng (x) – hơi (y) và nhiệt độ sôi của hỗn hợp Etanol - Nước ở 760 mmHg: 9 x(%phân mol) 0 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 y(%phân mol) 0 9.2 16.7 30.3 42.5 53 62.6 71.6 79.5 86.4 93 100 t( o C) 118. 4 115.4 113. 8 110.1 107.5 105.8 104. 4 103. 3 102.1 101. 3 100.6 100 33 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 34 ĐAMH Quá Trình và Thiết Bị GVHD : NGUYỄN ĐÌNH THỌ III. CÔNG NGHỆ CHƯNG CẤT HỆ ETANOL – NƯỚC: Etanol là một chất lỏng tan vô hạn trong H 2 O, nhiệt độ sôi là 78,3 0 C ở 760mmHg, nhiệt độ sôi của nước là 100 o C ở 760mmHg : hơi cách biệt khá xa nên phương pháp hiệu quả để thu etanol có độ tinh khiết cao là phương pháp chưng cất. Trong trường hợp này, ta không thể sử dụng phương pháp cô đặc vì các cấu tử đều có khả năng bay hơi, và không sử dụng phương pháp trích ly cũng như phương pháp hấp thụ do phải đưa vào một khoa mới để tách, có thể làm cho quá trình phức tạp hơn hay quá trình tách không được hồn tồn. * Sơ đồ qui trình công nghệ chưng cất hệ Etanol – nước: Chú thích các kí hiệu trong qui trình: 1 . Bồn chứa nguyên liệu. 2 . Bơm. 3 . Bồn cao vị. 4 . Lưu lượng kế. 5 . Thiết bị trao đổi nhiệt với sản phẩm đáy. 6 . Thiết bị gia nhiệt nhập liệu. 7 . Bẩy hơi. 8 . Tháp chưng cất. 9 . Nhiệt kế. 10 . Aùp kế. 11 . Thiết bị ngưng tụ sản phẩm đỉnh. 12 . Nồi đun. 13 . Thiết bị làm nguội sản phẩm đỉnh. 14 . Bồn chứa sản phẩm đỉnh. 15 . Bồn chứa sản phẩm đáy. 16 . Bộ phận phân dòng. 10 37 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 38 [...]... TỐN –THIẾT KẾ THÁP CHƯNG CẤT I ĐƯỜNG KÍNH THÁP :(Dt) Dt = 4Vtb g tb = 0,0188 π.3600.ω tb ( ρ y ω y ) tb (m)(t2 tr181) Vtb :lượng hơi trung bình đi trong tháp (m3/h) ωtb :tốc độ hơi trung bình đi trong tháp (m/s) gtb : lượng hơi trung bình đi trong tháp (Kg/h) Lượng hơi trung bình đi trong đoạn chưng và đoạn cất khác nhau.Do đó, đường kính đoạn chưng và đoạn cất cũng khác nhau 1 Đường kính đoạn cất. .. CƠ KHÍ CỦA THÁP : 1 Bề dày thân tháp : Vì tháp chưng cất hoạt động ở áp suất thường nên ta thiết kế thân hình trụ bằng phương pháp hàn giáp mối (phương pháp hồ quang ) Thân tháp được ghép với nhau bằng các mối ghép bích Để đảm bảo chất lượng của sản phẩm và khả năng ăn mòn của etylic đối với thiết bị, ta chọn vật liệu chế tạo thân tháp là thép không gỉ mã X18H10T • Aùp suất tính tốn : Tháp làm việc... đổi nên lượng lỏng hồi lưu sẽ tỉ lệ với (R+1) ,do đó , tiết diện tháp sẽ tỉ lệ với (R+1) Ngồi ra ,chiều cao tháp tỉ lệ với số đơn vị chuyển khối mox hay số mâm lý thuyết Nlt Cho nên ,thể tích làm việc của tháp tỉ lệ với tích số mox*(R+1) Như vậy, ta có thể thiết lập quan hệ giữa R và Vtháp theo quan hệ R và mox*(R+1) Từ đồ thị của quan hệ này ,ta xác định được điểm cực tiểu của mox*(R+1) ứng với tỉ... 58 = x /ρ a + (1 − x) / ρ n =20/89/1039.6+(1-20/89)/995.6, ρ tb =1005.16kg/m3) • Nồng độ nhập liệu : xF = 8% mol acid axetic (xF=0.92) • Nồng độ sản phẩm đỉnh : xD = 0.5% mol acid axetic( xD=0.995) • Nồng độ sản phẩm đáy : xW = 30% mol acid axetic. (xW=0.7) • Khối lượng phân tử của acid axetic và nước : MA =60 kg/kmol , MN =18 kg/kmol • Chọn : + Nhiệt độ nhập liệu : t’F =28oC + Nhiệt độ sản phẩm đỉnh... trong tháp : ωh = 0,8.ωgh = 0,8.1.172 = 0.9376 (m/s) Vậy :đường kính đoạn cất : Dcất = 0,0188 42135.38 1.745.0.9376 = 3.017 (m) 627 2 Đường kính đoạn chưng : 628 a Lượng hơi trung bình đi trong tháp : g , n + g ,1 , 629 (Kg/h) g tb = 2 630 g’n : lượng hơi ra khỏi đoạn chưng (Kg/h) 631 g’1 : lượng hơi đi vào đoạn chưng (Kg/h) 632 • Xác định g’n : g’n = g1 = 561,873 (Kg/h) 633 • Xác định g’1 : Từ hệ phương... 0,8.1,762 = 1,409 (m/s) Vậy :đường kính đoạn cất : Dchưng= 0,0188 476,441 0,746.1,409 = 0,400 (m) Kết luận : hai đường kính đoạn cất và đoạn chưng không chênh lệch nhau quá lớn nên ta chọn đường kính của tồn tháp là : Dt = 0,500 (m) Khi đó tốc độ làm việc thực ở : 0,0188 2.g tb 0,0188 2.747,768 = = 0,903 (m/s) + Phần cất : ωlv = 2 0,5 2.1,171 Dt ρ ytb + Phần chưng :ω’lv = 0,0188 2.g 'tb Dt ρ ' ytb 2 =... số hồn lưu thích hợp từ điều kiện tháp nhỏ nhất Để tính được tỉ số hồn lưu thích hợp theo điều kiện tháp nhỏ nhất (không tính đến chi phí điều hành),ta cần lập mối quan hệ giữa tỉ số hồn lưu và thể tích tháp ,từ đó chọn Rth ứng với thể tích tháp là nhỏ nhất Nhận thấy ,tiết diện tháp tỉ lệ với lượng hơi đi trong tháp ,mà lượng hơi lại tỉ lệ với lượng lỏng hồi lưu trong tháp ,do trong điều kiện làm việc... Thuyết minh qui trình công nghệ: Hỗn hợp etanol – nước có nồng độ etanol 10% ( theo phân mol), nhiệt độ khoảng 0 28 C tại bình chứa nguyên liệu (1) được bơm (2) bơm lên bồn cao vị (3) Từ đó được đưa đến thiết bị trao đổi nhiệt (5) ( trao đổi nhiệt với sản phẩm đáy ) Sau đó, hỗn hợp được đun sôi đến nhiệt độ sôi trong thiết bị gia nhiệt(6)ù, hỗn hợp được đưa vào tháp chưng cất (8) ở đĩa nhập liệu Trên... động 2 2 các mâm ở phần chưng sẽ không bị ngập lụt Vậy : khi hoạt động đảm bảo tháp sẽ không bị ngập lụt Chiều cao của thân tháp :Hthân =Ntt (hmâm+δmâm ) + 0,8 =53.(0,250+0,0018) +0,8 =14,2(m) Chiều cao của đáy và nắp : Hđ = Hn =ht +hgờ =0,125+0,025=0,150(m) (Xem ở phần (III.2) : Đáy và Nắp thiết bị ) Chiều cao của tháp : H = Hthân + Hđ + Hn = 14,5(m) 28 113ĐAMH Quá Trình và Thiết Bị 811 812 813 814... ra: hiệu suất trung bình của tháp : η F + η W + η D 0,395 + 0,365 + 0,600 = = 0,4567 3 3 552 tb = 553 • Số mâm thực tế của tháp Ntt : 554 555 74 N tt = 28 0,4567 =52,55 mâm Vậy chọn Ntt = 53 mâm , gồm : 42 mâm cất 19 77ĐAMH Quá Trình và Thiết Bị GVHD : NGUYỄN ĐÌNH THỌ 1 mâm nhập liệu 10 mâm chưng 556 557 558 559 560 561 562 563 564 565 566 567 568 78 20 81ĐAMH Quá Trình và Thiết Bị 569 570 571 572 573 . trung gian giữa tháp chêm và tháp mâm chóp. Nên ta chọn tháp chưng cất là tháp mâm xuyên lỗ. Vậy: Chưng cất hệ acid axetic - Nước ta dùng tháp mâm xuyên. THUYẾT VỀ CHƯNG CẤT 1 . Phương pháp chưng cất 2 . Thiết bị chưng cất: II . GIỚI THIỆU SƠ BỘ NGUYÊN LIỆU 1 . Acid axetic 2 . Nước 3 . Hỗn hợp Acid axetic
