Đang tải... (xem toàn văn)
Mục lụcCHƯƠNG I : TỔNG QUAN4I. LÝ THUYẾT VỀ CHƯNG CẤT41.Khái niệm42.Thiết bị chưng cất5II.GIỚI THIỆU SƠ BỘ VỀ TÍNH CHẤT NGUYÊN LIỆU71.Axit axetic72.Nước73. Hỗn hợp Acid acetic – Nước7III.CÔNG NGHỆ CHƯNG CẤT NƯỚC – ACID ACETIC101.Sơ đồ quy trình công nghệ chưng cất hệ hai cấu tử nước – acid acetic102.thuyết minh quy trình công nghệ11CHƯƠNG II: CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG13I.CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU13II.XÁC ĐỊNH SUẤT LƯỢNG SẢN PHẨM ĐỈNH VÀ SẢN PHẨM ĐÁY THU ĐƯỢC14III.XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ HỒI LƯU LÀM VIỆC161.tỉ số hồi lưu tối thiểu162.tỉ số hồi lưu thích hợp16IV.XÁC ĐỊNH SỐ MÂN CỦA THÁP251.xác định số mân lý thuyết252.xác định số mâm thực tế25V.CÂN BẰNG NHIỆT CHO TOÀN THÁP27VI.NHIỆT DUNG RIÊNG VÀ ENTHALPY28CHƯƠNG III : TÍNH THIẾT BỊ CHÍNH30I. CHIỀU CAO THÁP30II.TÍNH ĐƯỜNG KÍNH THÁP301.đường kính đoạn cất30Tra bảng 1.2, trang 9, 1312.Đường kính đoạn chưng:33III. Trở lực của tháp371.Tính toán chóp372. Tính cho ống chảy chuyền:403.tính tổn thất áp suất qua toàn tháp423.3 Tính chi tiết ống dẫn45CHƯƠNG IV : TÍNH TOÁN CƠ KHÍ47I.TÍNH BỀ DÀY THÂN TRỤ CỦA THÁP48II.TÍNH CHỌN BỀ DÀY ĐÁY VÀ NẮP THIẾT BỊ51III.CHỌN BÍCH VÀ VÒNG ĐỆM521.Bích và vòng đệm để nối và bít kín thiết bị522.Bích để nối các ống dẫn54IV.CHÂN ĐỠ VÀ TAI TREO THIẾT BỊ551.Chọn tai treo572.Chọn chân đỡ :58CHƯƠNG V: TÍNH THIẾT BỊ PHỤ58I.THIẾT BỊ GIA NHIỆT HỖN HỢP ĐẦU HAY LÀM NGUỘI SẢN PHẨM ĐÁY:581.điều kiện nhiệt độ của quá trình:582.nhiệt tải :593.chọn thiết bị :60II.THIẾT BỊ LÀM NGUỘI SẢN PHẨM ĐỈNH641. Điều kiện nhiệt độ của quá trình :642.nhiệt tải :653.chọn thiết bị65III.THIẾT BỊ NGƯNG TỤ HỒI LƯU711. Điều kiện nhiệt độ của quá trình712.Tải nhiệt713.Chọn thiết bị714. Xác định hệ số cấp nhiêt từ dòng sản phẩm đỉnh đến thành ống.725. xác định hệ số cấp nhiệt từ thành ống đến nước:726.Nhiệt tải riêng.737.Hệ số truyền nhiệt75→ K = 16560,54 + 0,387.103 + 0,00393 + 0,464.103 + 13731 = 269,06 (m2.độW)758.Bề mặt truyền nhiệt.759.Chiều dài ống.76IV.THIẾT BỊ ĐUN761.Điều kiện nhiệt độ.762.Nhiệt tải.763.Chọn thiết bị.774.Xác định hệ số cấp nhiệt từ dòng sản phẩm đỉnh đến thành ống.775.Tính hệ số cấp nhiệt của sản phẩm đáy nồi.777.Bề mặt truyền nhiêt.79Tài Liệu Tham Khảo81
ĐAMH Quá trình & Thiết bị GVHD: Dương Khắc Hồng Đồ án chuyên nghành Đề tài: CHƯNG CẤT HỖN HỢP AXIT AXETIC VÀ NƯỚC Mục lục DH11H1 Trang 1 ĐAMH Quá trình & Thiết bị GVHD: Dương Khắc Hồng CHƯƠNG I : TỔNG QUAN I. LÝ THUYẾT VỀ CHƯNG CẤT 1.Khái niệm !"#!$%&'#()! '*+!,!$-. )!#/'012 3(&&''4!5'".%!678!9 !'':; -' 4!5'"#<.%#=)!':>2 3'?)!;-&@:@- (!"!9!(A!4!)#;' @!&B#()!*+B!$!$ ';!&4!C$1-0'@:D A@!#()!0@#()!2 E!!B&?#'!".F #(!".;G2H67I$)!;DAJ J.;GK LM;GD(6NA#()!4&O A#()!#I2 LM;G((6NA#()!#I&O A#()!42 )P'5!Q'K DH11H1 Trang 2 ĐAMH Quá trình & Thiết bị GVHD: Dương Khắc Hồng LR.&!$K.-.?&.'2 H("S)(%&'!$.@!- 6!$.@!'!;.&!$ !;!$.@!2 LH("T&!$K!">-!'5*)!;12 L)!;*!'51K)(.>' ?.K UE!!$.@!72 UE@0!!.;GA!!6'2 U3!5@#()!2 U.)#!B2 L!*!6#V'5!">1 %!$!">-V0-!B'52 L)!$,(K!$%!6#<'!4- )J>'?@' 42 VậyK=!&4!$H4WX7!7Q!-Y)!"> !$!!6#<N!,.?2 2.Thiết bị chưng cất 3'.;7?!B'5!!6#V!6 23(!"("O)#;!6#V&Z!=+ !$ #B:!678;!4-!B(>&'[P (&'!2H6 P&' A'5!P-6P&' A"- -\]P(;'.J'5!?P&"2 DH11H1 Trang 3 ĐAMH Quá trình & Thiết bị GVHD: Dương Khắc Hồng L3PKP>-^[ 'ASPA 5'-"A&)!'!678&4!2 3(Q'5'+-AK 3PAK"P#= AA50-7-9.\-A/ 7 !&=;((BA02 L3P7("K"PA!B(/ L3"*$1K>-N!B#_=!&4!#< :# (2`_"'&'Q''!) K76Z!"(76[%2 M'.!'5!K 3" 3P7(" 3 P A a ! L5')!;2 L3,%2 Lb&!$&4! #G6$OAρ≈ρ 2 L 3, % ) =! 2 Lc!$.'2 Lb&!$&4! #G2 LEdV2 Lc!$.' H ! L e' A !$ [ → !$.(B=!2 LfdV@'-A &_2 Le'A!$[→! L E6 [ 52 L A , % 42 L3!"=!B &_- 6 [52 DH11H1 Trang 4 ĐAMH Quá trình & Thiết bị GVHD: Dương Khắc Hồng gg . !$ [ g → Agg .2 L3!6#V:B2 `_(.>PAXhi3Xhj3iW Hak II.GIỚI THIỆU SƠ BỘ VỀ TÍNH CHẤT NGUYÊN LIỆU 1.Axit axetic X7!7Q!'5!7!Y''5!7!9)-Al" .>/!&A)#;!B6!BY2X7! 7Q![>'K bg*g[m-no7!7Q!12 b@:%'.2 bl').!7Q'p7QW!;@5(2 b%6 '(&!(7Q2 bG-G-4'd2 X7Q@S*''B1 qO4Q.Q7QB@!- >K!p'(7Q 0!B'5!%7Q'p2 2.Nước 3'!B!$#?K4@-@!- @&V=!4(.FA752 DH11H1 Trang 5 ĐAMH Quá trình & Thiết bị GVHD: Dương Khắc Hồng H4!6O4"!*rsm!$ !4 #!1&O!6'.%.=2 H4@!P%5-A;g'!B& @!Y't_AY2 3. Hỗn hợp Acid acetic – Nước 3A#;O*71W)!*(1&!$.@!X! Q!L H4,uvwcK DH11H1 Trang 6 ĐAMH Quá trình & Thiết bị GVHD: Dương Khắc Hồng 7*oP '1 w n xw Jw rw mw nw vw uw yw zw xww (*oP '1 w z2J xv2u rw2r mJ2n nr vJ2v ux2v uz2n yv2m zr xww * w 1 xxy2 m xxn 2m xxr2 y xxw2 x xwu2 n xwn2 y xwm2 m xwr2 r xwJ2 x xwx2 r xww2 v xww Hình12KGiản đồ x - y của hệ Axit axetic - Nước DH11H1 Trang 7 ĐAMH Quá trình & Thiết bị GVHD: Dương Khắc Hồng Hình 2KGiản đồ T – x,y của hệ Axit axetic–Nước III.CÔNG NGHỆ CHƯNG CẤT NƯỚC – ACID ACETIC 1.Sơ đồ quy trình công nghệ chưng cất hệ hai cấu tử nước – acid acetic 8 1 {N[("!$2 2 {)2 3 3!6#V!!$_!$2 4 b62 5 3 6 3!6#V>.;GD2 7 3!6#V!.;GD2 8 {N[.;GD2 DH11H1 Trang 8 ĐAMH Quá trình & Thiết bị GVHD: Dương Khắc Hồng 9 3!6#V.@!(2 10 {Z()!2 11 3!6#V!.;G(2 12 {N[.;G(2 13 `2 14 {_!02 2.thuyết minh quy trình công nghệ cH4WX7!7Q!AN4rno*Q'O=! 1-!$';Ju w 5!#[("!$*x1#)*J1 #)&'!6#V!!$*r1235!P(0_!$!!$6!$ .@!'!6#V(B!$=2MA&' *n1,+_!$&#SO2b 0_!$!.'6*m123"+_!$- &4!O|'5($;(7=23'- )!!|4!":|"7=2]P(-A.%!678&' d!!9!&4!2q('O 7=4!!;N}#()!&/#V)!5'" |N!*z1@!=}#()!2H!$""- "!)!!+|4!"A!$.@!'7! 7Q!.F>5!-=!"DA 4!6!B*ANzwoO=!12c)!(!&' !6#V>*v1&>''2~O >!!6#V!.;GD*u1-!#< !6#V'd!!$=N=*u1N!#N[.;GD *y12qO05!>'&B,+" &4!D.=N! &!.'#<6*m12 =!,(O6A#()! DH11H1 Trang 9 ĐAMH Quá trình & Thiết bị GVHD: Dương Khắc Hồng *7!Q!12c,(ANX7!Q!zvoO=!-0 5!42eV,(!!&'N!*z123'N! VO.F#=)!5!'!6> &!$-O05!!N!'!6#V!.;G (*xx1N!.A&'#N[.;G(2c$=&!$!"> '.;GD4-.;G(X7!Q!2 DH11H1 Trang 10 [...]... CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG I.CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU Chọn loại tháp là tháp chóp Khi chưng luyện dung dịch axit axetic thì cấu tử dễ bay hơi là nước Hỗn hợp: Axit axetic : CH 3 COOH ⇒ M A = 60 ( g / mol ) Nuoc : H 2 O ⇒ M N = 18 ( g / mol ) Năng suất nhập liệu: GF = 45000 (tấn/năm) = 5136.98 (kg/h) Nồng độ nhập liệu: xF = 0.35 (kg nước/ kg hỗn hợp) Nồng độ sản phẩm đỉnh: xD = 0.9 (kg nước/ kg hỗn hợp) ... RIÊNG VÀ ENTHALPY Tra bảng 1.249, trang 310, [1] Nhiệt dung riêng của nước ở 101,55oC = 4,2201 (kJ/kg.K) Nhiệt dung riêng của nước ở 101,02oC = 4,2220 (kJ/kg.K) Nhiệt dung riêng của nước ở 111,87oC = 4,2365 (kJ/kg.K) Tra bảng 1.154, trang 172, [1] Nhiệt dung riêng của axit axetic ở 101,55oC = 2,4300 (kJ/kg.K) Nhiệt dung riêng của axit axetic ở 101,02oC = 2,4384 (kJ/kg.K) Nhiệt dung riêng của axit axetic. .. đoạn cất r1 : ẩn nhiệt hoá hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa thứ nhất của đoạn cất rd : ẩn nhiệt hoá hơi của hỗn hợp hơi đi ra ở đỉnh tháp DH11H1 Trang 23 ĐAMH Quá trình & Thiết bị GVHD: Dương Khắc Hồng Ta có: * Tính r1 : tF = 101,55oC , Tra bảng 1.251, trang 314, [1] và trang256,[1] ta có: Ẩn nhiệt hoá hơi của nước : rFN = 40617,05 (KJ/kg) Ẩn nhiệt hoá hơi của axit : rFA = 24855,65 (KJ/kmol) Suy ra... đỉnh và đáy tháp ⇒ H = 31.( 0,5 + 0,004 ) + 1 = 16,624 ( m ) II.TÍNH ĐƯỜNG KÍNH THÁP Dt = 4Vtb g tb = 0,0188 π.3600.ω tb ( ρ y ω y ) tb (m) (trang181,[2]) ( ρ y ω y ) tb :tốc độ hơi trung bình đi trong tháp (kg/m2s) 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. .. thuyết (gồm đường cân bằng,đoạn chưng, đoạn cất) Từ đồ thị: Tổng số mân lý thuyết là: Nlt =19 mâm, gồm 8 mâm chưng và 11 mâm cất 2.xác định số mâm thực tế Số mâm thực tế tính theo hiệu suất trung bình: NTT = Trong đó: DH11H1 Trang 16 ĐAMH Quá trình & Thiết bị GVHD: Dương Khắc Hồng ƞTB:hiệu suất trung bình của đĩa,là một hàm số của độ bay hơi tương đối và độ nhớt của hỗn hợp lỏng (ƞ=f(α,µ)) NLT: số mâm... Hồng 2.Đường kính đoạn chưng: 2.1 khối lượng riêng trung bình của pha lỏng trong phần chưng - Nồng độ mol trung bình của pha lỏng trong phần chưng: Xc== 0,382 (molacid/mol hỗn hợp) - Nhiệt độ trung bình của pha lỏng trong phần chưng: TLC= 106,1 (o C ) - Nồng độ phần khối lượng trung bình của pha lỏng trong phần chưng: =+= Tra bảng (I.249), trang 311, [1] Khối lượng riêng của nước ở 106,1 (oC ): N=955,3... : lượng hơi ra khỏi đoạn chưng (Kg/h) g’1 : lượng hơi đi vào đoạn chưng (Kg/h) - Xác định g’n : g’n = g1 =7352,18 (kg/h) - Xác định g’1 :Từ hệ phương trình : G '1 = g '1 + W ' ' G 1.x'1 = g 1 yW + W xW g ' r ' = g ' r ' = g r n n 1 1 1 1 (II) Với : G’1 : lượng lỏng ở đĩa thứ nhất của đoạn chưng r’ 1 : ẩn nhiệt hoá hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa thứ nhất của đoạn chưng * Tính r’1 : xW =0,122... hơi trong phần cất xC = DH11H1 xD + xF 0,968 + 0,642 = 2 2 = 0,805 (mol nước/ mol hỗn hợp) Trang 21 ĐAMH Quá trình & Thiết bị GVHD: Dương Khắc Hồng TL=100,3OC Nồng độ trung bình của pha lỏng trong phần luyện: =+= Ta bảng I.249,trang311,[1] Tra bảng 1.249, trang 310, [1] ⇒ Khối lượng riêng của nước ở 101,02oC: ρNL = 958,178 (kg/m3) Tra bảng 1.2, trang 9, [1] ⇒ Khối lượng riêng của axit axetic ở 101,02oC:... bảng 1.251, trang 314 [1 ]và trang 256,[1] ta có: Ẩn nhiệt hoá hơi của nước : rDnước = 40698,62(KJ/kmol) Ẩn nhiệt hoá hơi của axit : rDacid=24898,54(KJ/kmol) YD =0,97 Suy ra : rD = rDnước.yD + (1-yD).rDacid =40698,62 0,97+ (1- 0,97) 24898,54 = 40224,62(KJ/kmol) * x1 = xF = 0,642 y1=0,75 M1TB=28,5 r1=36676,7 Giải hệ (III.1) , ta được : Vậy : gtb = (Kg/h) Vậy đường kính đoạn cất: DC=0,0188 = DH11H1... lỏng chảy vào ống chảy chuyền tc : how * ho dtw = 0.8* + Khoảng cách rơi tự do trong ống chảy chuyền : ho = Hmin + hw - hd = 300 + 50 -147= 203 (mm) how = 11,6 (mm) 203.11, 6 Suy ra dtw = 0,8 = 38,8(mm) < 70 (mm) + Đại lượng này để kiểm tra chất lỏng chảy vào tháp có đều không và chất lỏng không va đập vào thành : tỷ số d tw ≤ 0.6 dw dtw< 0,6.dw = 0,6.70 = 42 → Vậy chất lỏng chảy vào tháp đều và không . chuyên nghành Đề tài: CHƯNG CẤT HỖN HỢP AXIT AXETIC VÀ NƯỚC Mục lục DH11H1 Trang 1 ĐAMH Quá trình & Thiết bị GVHD: Dương Khắc Hồng CHƯƠNG I : TỔNG QUAN I. LÝ THUYẾT VỀ CHƯNG CẤT 1.Khái niệm . đồ x - y của hệ Axit axetic - Nước DH11H1 Trang 7 ĐAMH Quá trình & Thiết bị GVHD: Dương Khắc Hồng Hình 2KGiản đồ T – x,y của hệ Axit axetic Nước III.CÔNG NGHỆ CHƯNG CẤT NƯỚC – ACID ACETIC 1.Sơ. !4 #!1&O!6'.%.=2 H4@!P%5-A;g'!B& @!Y't_AY2 3. Hỗn hợp Acid acetic – Nước 3A#;O*71W)!*(1&!$.@!X! Q!L H4,uvwcK DH11H1