Thiết kế tháp chưng luyện loại tháp lưới để tách hỗn hợp hai cấu tử axeton – rượu etylic

31 1.9K 10
Thiết kế tháp chưng luyện loại tháp lưới để tách hỗn hợp hai cấu tử axeton – rượu etylic

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

MỞ ĐẦU Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nền công nghiệp đã mang lại cho con người những lợi ích vô cùng to lớn về vật chất và tinh thần. Để nâng cao đời sống nhân dân, để hòa nhập chung với sự phát triển chung của các nước trong khu vực cũng như trên thế giới Đảng và Nhà nước ta đã đề ra mục tiêu công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước. Trong tiến trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước những ngành mũi nhọn như công nghệ thông tin, công nghệ sinh học, công nghệ điện tử tự động hóa… công nghệ hóa giữ vai trò quan trọng trong việc sản xuất các sản phẩm phục vụ cho nền kinh tế quốc dân, tạo tiền đề cho nhiều ngành khác phát triển. Khi kinh tế phát triển thì nhu cầu của con người ngày càng tăng. Do vậy các sản phẩm cũng đòi hỏi cao hơn, đa dạng hơn, phong phú hơn, theo đó công nghệ sản xuất cũng phải nâng cao. Trong công nghệ hóa học nói chung việc sử dụng hóa chất có độ tinh khiết cao là yếu tố căn bản tạo ra sản phẩm có chất lượng cao. Có nhiều phương pháp khác nhau để làm tăng nồng độ, độ tinh khiết như: chưng cất, cô đặc, trích ly. Tùy vào tính chất của hệ mà ta lựa chọn phương pháp thích hợp. Đối với hệ axeton – nước là hai cấu tử an lẫn hoàn toàn ta phải dùng phương pháp chưng cất để nâng cao độ tinh khiết của axeton. Đồ án môn học Quá trình và Thiết bị là một môn học mang tính tổng hợp trong quá trình học tâp của các cử nhân công nghê thực phẩm tương lai. Môn học giúp sinh viên giải quyết nhiệm vụ tính toán cụ thể về: yêu cầu công nghệ, kết cấu, giá thành của một thiết bị trong sản suất hóa 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 kĩ thuật thực tế một cách tổng hợp. Nhiệm vụ đồ án môn học là “ Thiết kế tháp chưng luyện loại tháp lưới để tách hỗn hợp hai cấu tử axeton – Rượu etylic. Em xin chân thành cám ơn các thầy cô bộ môn Quá Trình và Thiết bị đã giúp em hoàn thành đồ án này. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1.GIỚI THIỆU VỀ HỖN HỢP CHƯNG LUYỆN 1.1.1. Rượu etylic ( C 2 H 5 OH) Rượu etylic còn được biết đến với tên gọi etanol, ancol etylic, rượu ngũ cốc hay cồn. Là một hợp chất hữu cơ nằm trong dãy đồng đang của ancol metylic, dễ cháy, không màu. Là một ancol mạch thắng, công thức phân tử là C2H6O hay C2H5OH. a) Tính chất vật lý: Là một chất lỏng không màu, mùi thơm dễ chịu và đặc trưng, vị cay, nhẹ hơn nước (khối lượng riêng là 0,7936 g/ml ở 15°C), dễ bay hơi (sôi ở 78,39°C), hóa rắn ở - 114,15°c, tan vô hạn trong nước; tan trong ete và clorofom, hút ẩm, dễ cháy, khi cháy không có khói và ngọn lửa có màu xanh da trời. Sở dĩ rượu etylic tan vô hạn trong nước và có nhiệt độ sôi cao hơn nhiều so với este hay andehit có khối lượng phân tử xấp xỉ là do sự tạo thành liên kết hidro giữa các phân tử rượu với nhau và với nước. b) Tính chất hóa học: - Phản ứng thế với kim loại kiềm, kim loại kiềm thố: 2C2H5OH + 2Na -ỳ2C 2 H 5 ONa + H 2 - Phản ứng este hóa- phản ứng giữa rượu và axit với môi trường H2SO4 đặc nóng tạo ra este: c 2 H 5 OH + CH3COOH -ỳCH3COOC2H5 + h 2 0 - Phản ứng loại nước tạo olefin trong môi trường H2SO4 đặc ở 180°C: C2H5OH -ỳ C2H4 + H 2 0 - Phản ứng tách nước giữa hai phân tử ancol tạo ra ete: C2H5OH + C2H5OH -ỳ C2H5OC2H5 + H 2 0 - Phản ứng oxi hóa: C2H5OH + CuO -» CH3CHO + Cu + H 2 0 C2H5OH + 0 2 -ỳ CH3COOH + H 2 0 C2H5OH + 0 2 -> C0 2 + H 2 0 - Phản ứng riêng: o Phản ứng tạo butadiene-1,3: Cho hơi rượu đi qua chất xúc tác hỗn hợp, ví dụ AI2O3 + Cu ở 380-400°C, lúc đó xảy ra phản ứng tách loại nước: 2 C2H5OH -» CH 2 =CH-CH=CH 2 + 2H 2 0 + H 2 o Phản ứng lên men giấm: Oxi hóa rượu 10° bằng oxi không khí có mặt men giấm ở nhiệt độ khoảng 25°C: C2H5OH + 0 2 -ỳ CH3COOH + H 2 0 c) Điều chế: Rượu etylic được sản xuất bằng cả công nghiệp hóa dầu, thông qua công nghệ hyđrat hóa êtylen, và theo phương pháp sinh học, bằng cách lên men đường hay ngũ cốc với men rượu. d) Ứng dụng của rượu etylic: - Thực phẩm: đồ uống, rượu mùi, pha chế cồn thực phẩm, làm giấm. - Công nghệ khai thác: Tổng hợp hóa học, thuốc 1.1.2 Axeton Acetone là hợp chất hữu cơ có công thức phân tử (CH 3 ) 2 CO, là chất lỏng không màu, dễ cháy và là hợp chất đơn giản nhất trong họ ketones. Acetone hòa tan được trong nước và dễ bay hơi nên nó thường được dùng trong phòng thí nghiệm để rửa các thiết bị có lẫn nước. a) Tính chất: - Công thức phân tử: C 3 H 6 O - Khối lượng phân tử: 58.08g/mol - Ngoại quan: Chất lỏng không màu - Mùi: Dung môi - Tỉ trọng: 0.791g/cm 3 - Nhiệt độ đông đặc: -95 o C - Nhiệt độ sôi: 56-57 o C - Tính tan trong nước: Tan vô hạn - Áp suất hơi: 24.46-24.60 kPa (ở 20 o C) - Độ nhớt: 0.3075cp (ở 20 o C) b) Điều chế: -Acetone được sản xuất trực tiếp hoặc gián tiếp từ propylene. Khoảng 83% acetone được sản xuất bằng quy trình cumene. Quy trình này cũng đồng thời sản xuất ra phenol. Trong quy trình này benzene được alkyl hóa với propylene cho ra cumene (isopropylbenzene), tuy nhiên sản phẩm này ngay lập tức bị oxi hóa cho ra phenol và acetone. -Một số phương pháp khác để điều chế acetone là oxy hóa trực tiếp propylene (quy trình Wacker - Hoechst) hay thủy phân propylene để cho ra 2-propanol, sau đó được oxi hóa cho ra acetone. -Trước đây acetone được sản xuất bằng cách chưng cất khô các muối acetate như calcium acetate. Trong thế chiến thứ I acetone được sản xuất bằng việc lên men vi sinh, phương pháp này sau đó được Chaim Weizmann (sau này là tổng thống đầu tiên của Israel) để hỗ trợ cuộc chiến tranh của Anh. Phương pháp này sau đó bị lãng quên do hiệu suất sản xuất thấp. c) Ứng dụng Một phần ba lượng acetone trên thế giới được dùng làm dung môi, một phần tư được dùng để sản xuất methyl methacrylate và nhiều ứng dụng khác như: - Acetone là một dung môi ưa chuộng cho nhiều loại nhựa và sợi tổng hợp bao gồm cả những chất được sử dụng trong phòng thí nghiệm như các chai đựng làm bằng polystyrene, polycarbonate và một số polypropylene. - Là dung môi lý tưởng cho sợi thủy tinh, dùng để tẩy rửa các dụng cụ bằng sợi thủy tinh. - Dùng để pha keo epoxy 2 thành phần trước khi đóng rắn. - Dùng làm dung môi pha sơn và vecni. - Dùng để tẩy rửa các loại dầu mỡ nặng, tẩy rửa bề mặt kim loại trước khi sơn. - Dung môi pha nhựa polyester, vinyl. - Dùng để sản xuất methyl isobutyl carbinol (MIBC), methyl isobutyl ketone (MIBK). - Dùng làm dung môi, làm tá dược trong ngành dược phẩm. - Làm tác nhân biến tính cho rượu biến tính. - Dùng làm dung môi hòa tan acetylene trong việc lưu trữ và bảo quản loại khí này, 1 lit acetone có thể hòa tan 250 lit khí acetylene. - Dùng để sản xuất methyl methacrylate, là một monomer quan trọng trong việc tổng hợp nhựa polymethylmethacrylate. - Dùng để sản xuất Bisphenol A, một hợp chất quan trọng để sản xuất nhiều loại polymer như polycarbonate, polyurethane và nhựa epoxy. - Được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực y học, mỹ phẩm như tẩy da. - Làm dung môi cho các phản ứng ở phòng thí nghiệm, đặc biệt trong các phản ứng thế SN 2 . - Dùng làm chất tẩy sơn móng tay. =>Nhìn chung Axeton có nhiều ứng dụng trong công nghiệp cũng như trong đời sống hằng ngày nên cần thiết phải tách riêng được chúng. 1.2. LÍ THUYẾT VỀ CHƯNG LUYỆN 1.2.1 Phương pháp chưng luyện. Chưng luyện là một phương pháp nhằm để phân tách một hỗn hợp khí đã hóa lỏng dựa trên độ bay hơi tương đối khác nhau giữa các cấu tử thành phần ở cùng một áp suất. Phương pháp chưng luyện này là một quá trình trong đó hỗn hợp được bốc hơi và ngưng tụ nhiều lần. Kết quả cuối cùng ở đỉnh tháp ta thu được một hỗn hợp gồm hầu hết các cấu tử dễ bay hơi và nồng độ đạt yêu cầu.Phương pháp chưng luyện cho hiệu suất phân tách cao, vì vậy nó được sử dụng nhiều trong thực tế. Dựa trên các phương pháp chưng luyện liên tục, người ta đưa ra nhiều thiết bị phân tách đa dạng như tháp chóp, tháp đĩa lỗ không có ống chảy truyền, tháp đĩa lỗ có ống chảy truyền, tháp đệm… Cùng với các thiết bị ta có các phương pháp chưng cất là: a. Áp suất làm việc: - Chưng cất ở áp suất thấp. - Chưng cất ở áp suất thường. - Chưng cất ở áp suất cao. Nguyên tắc của phương pháp này là dựa trên nhiệt độ sôi của các cấu tử: nếu nhiệt độ sôi của các cấu tử quá cao thì giảm áp suất làm việc để giảm nhệt độ sôi của các cấu tử. b. Nguyên lý làm việc: có thể làm việc theo nguyên lý liên tục hoặc gián đoạn: •Chưng gián đoạn: phương pháp này được sử dụng khi: + Nhiệt độ sôi của các cấu tử khác xa nhau. + Không cần 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 liên tục: là quá trình được thực hiện liên tục, nghịch dòng và nhiều đoạn. lý thuyết. 1.2.2.Thiết bị chưng luyện Trong sản xuất thường dùng rất nhiều loại tháp khác nhau : tháp đĩa, tháp đệm, tháp phun, tháp màng… Tuy nhiên, yêu cầu cơ bản chung của các thiết bị vẫn giống nhau là diện tích bề mặt tiếp xúc pha lớn, điều này phụ thuộc vào mức độ phân tán của một lưu chất này vào lưu chất kia. Nếu pha khí phân tán vào pha lỏng ta các loại tháp đĩa, nếu pha lỏng phân tán vào pha khí ta có tháp đệm, tháp phun  Tháp đĩa : Tháp có thân hình trụ, thẳng đứng phía trong có gắn các đĩa có cấu tạo khác nhau để chia tháp thành những đoạn bằng nhau, trên đĩa có pha lỏng và pha hơi được cho tiếp xúc với nhau. Tùy theo cấu tạo của đĩa, ta có : • Tháp đĩa chóp : Tháp đĩa thường cấu tạo gồm thân hình trụ thẳng đứng, bên trong có đặt các tấm ngăn (đĩa) cách nhau một khoảng nhất định. Trên mỗi đĩa hai pha chuyển động ngược hoặc chéo chiều : lỏng từ trên xuống ( hoặc đi ngang), khí từ dưới lên hoặc xuyên qua chất lỏng chảy ngang ; ở đây tiếp xúc pha xảy ra theo từng bậc là đĩa. Tùy thuộc cấu tạo của đĩa chất lỏng trên đĩa có thể là khuấy lý tưởng hay dòng lỏng chảy qua. Trên đĩa có cấu tạo đặc biệt để lỏng đi từ đĩa trên xuống đĩa dưới theo đường riêng biệt gọi là ống chảy chuyền, đĩa cuối cùng ống chảy chuyền ngập sâu trong khối chất lỏng đáy tháp gọi là van thủy lực ngăn không cho khí (hơi hay lỏng) đi theo ống lên đĩa trên. Pha khí (hơi hay lỏng) xuyên qua các lỗ, khe chóp, khe lưới, hay khe xupap sục vào pha lỏng trên đĩa. Để phân phối đều chất lỏng người ta dùng tấm ngăn điều chỉnh chiều cao mức chất lỏng trên đĩa. • Tháp lưới (Tháp đĩa lỗ ) : Tháp lưới (Tháp đĩa lỗ ) hình trụ, bên trong có nhiều đĩa, có lỗ tròn hoặc rãnh. Chất lỏng chảy từ trên xuống qua các ống chảy chuyền. Khí đi từ dưới lên qua các lỗ hoặc rãnh đĩa. Đĩa có thể lắp cân bằng hoặc xuyên một góc 1/45 – 1/50. Trong trường hợp này khí và lỏng cùng chảy qua một lỗ trên đĩa, vì vậy không có hiện tượng giảm chiều cao chất lỏng trên đĩa như trong các loại tháp có ống chảy chuyền khác, và tất cả bề mặt đĩa đều làm việc, nên hiệu quả của đĩa cao hơn. Vì vậy trong những năm gần đây loại tháp này đang được sử dụng rộng rãi.  Tháp đệm : Tháp hình trụ, gồm nhiều đoạn nối với nhau bằng mặt bích hay hàn. Vật đệm được cho vào tháp theo một trong hai phương pháp : xếp ngẫu nhiên hay xếp thứ tự. Cấu tạo gồm : thân tháp rỗng, bên trong đổ đầy đệm làm từ vật liệu khác nhau (gỗ, nhựa, kim loại, gốm…) với những hình dạng khác nhau (trụ, cầu, tấm, yên ngựa,…) ; lưới đỡ đệm, ống dẫn khí và lỏng vào ra. Để phân phối đều lỏng lên khối đệm chứa trong tháp, người ta dùng bộ phận phân phối dạng : lưới phân phối (lỏng đi trong ống – khí ngoài ống ; lỏng và khí đi trong cùng ống) ; màng phân phối ; vòi phun hoa sen (dạng trụ, bán cầu, khe) ; bánh xe quay (ống có lỗ, phun quay…). Các phần tử đệm được đặc trưng bằng : đường kính d, chiều cao h, bề dày δ. Đối với đệm trụ, h=d chứ được nhiều phần tử nhất trong một đơn vị thể tích. Khối đệm được đặc trưng bằng các kích thước : bề mặt riêng a (m 2 /m 3 ) ; thể tích tự do ε (m 2 /m 3 ) ; đường kính tương đương d(tđ) = 4r(thủy lực) = 4.S/n = 4ε/a ; tiết diện tự do S(m 2 /m 3 ). Khi chọn đệm cần lưu ý : thấm ướt tốt chất lỏng ; trở lực nhỏ, thể tích tự do và tiết diện ngang lớn ; có thể làm việc với trọng tải lớn của lỏng và khí khi ε và S lớn ; khối lượng riêng nhỏ ; phân phối đều lỏng ; có tính chịu ăn mòn cao, rẻ tiền, dễ kiếm…  So sánh ưu nhược điểm của các loại tháp : Tháp đệm Tháp lưới Tháp đĩa chóp Ưu điểm - Cấu tạo đơn giản. - Trở lực thấp. - Làm việc được với chất lỏng bẩn nếu dùng đệm cầu có ρ~=ρ của chất lỏng. - Hiệu suất tương đối cao. - Hoạt động tương đối ổn định. - Vệ sinh dễ dàng. - Trở lực thấp hơn tháp chóp. - Ít tốn kim loại hơn tháp chóp. - Hiệu suất cao. - Hoạt động ổn định. - Làm việc với chất lỏng bẩn. - Ít tiêu hao năng lượng nên số đĩa thấp hơn. Nhược điểm - Hoạt động kém ổn định, khó vận hành. - Do có hiệu ứng thành → hiệu suất truyền khối thấp, khó tăng năng suất. - Dễ bị sặc. - Thiết bị khá nặng nề. - Trở lực khá cao. - Không làm việc được với chất lỏng bẩn. - Yêu cầu lắp đặt khắt khe : lắp đĩa thật phẳng. - Đối với những tháp có đường kính lớn (>2.4 m) ít dùng tháp đĩa xuyên lỗ vì chất lỏng phân phối không đều trên đĩa. - Cấu tạo phức tạp. - Trở lực lớn. - Thiết bị khá nặng. Ở đồ án này, để phân tách hỗn hợp hai cấu tử aceton-rượu etylic em được giao nhiệm vụ thiết kế hệ thống chưng cất loại tháp lưới. 1.3. Quy trình sản xuất Chú thích: 1:Thùng chứa hỗn hợp đầu 7:Thiết bị làm lạnh sẩn phẩm đỉnh 2:Bơm 8: Thiết bị chứa sản phẩm đỉnh 3: Thùng cao vị 9: Thiết bị gia nhiệt đáy tháp 4:Thiết bị gai nhiệt hỗn hợp đầu 10: Thùng chứa sản phẩm đáy 5: Tháp chưng luyện 11:Thiết bị tháo nước ngưng. 6: Thiết bị ngưng tụ hồi lưu  THUYẾT MINH QUY TRÌNH: Hỗn hợp Acetone- Rượu etylic có nồng độ Acetone 30% ( theo số mol) , nhiệt độ khoảng 20 0 C tại bình chứa nguyên liệu (1) được bơm (2) bơm lên bồn cao vị (3). Từ đó được đưa đến thiết bị gia nhiệt (3) bằng hơi nước bão hòa. Ở đây, hỗn hợp được đun sôi đến nhiệt độ sôi . Sau đó, hỗn hợp được đưa qua lưu lượng kế (6) vào tháp chưng cất (8) ở đĩa nhập liệu. Trên đĩa nhập liệu, chất lỏng được trộn với phần lỏng từ đoạn cất của tháp chảy xuống. Trong tháp hơi, đi từ dưới lên gặp chất lỏng từ trên xuống . Ở đây, có sự tiếp xúc và trao đổi giữa hai pha với nhau. Pha lỏng chuyển động trong phần chưng càng xuống dưới càng giảm nồng độ các cấu tử dễ bay hơi vì đã bị pha hơi tạo nên từ nồi đun (11) lôi cuốn cấu tử dễ bay hơi . Nhiệt độ càng lên trên càng thấp, nên khi hơi đi qua các đĩa từ dưới lên thì cấu tử có nhiệt độ sôi cao là nước sẽ ngưng tụ lại, cuối cùng trên đỉnh tháp ta thu được hỗn hợp có cấu tử Acetone chiếm nhiều nhất ( có nồng độ 87% theo số mol). Hơi này đi vào thiết bị ngưng tụ (9) và được ngưng tụ một phần ( chỉ ngưng tụ hồi lưu). Một phần chất lỏng ngưng đi qua thiết bị làm nguội sản phẩm đỉnh (15), được làm nguội đến 30 0 C , rồi được đưa qua bồn chứa sản phẩm đỉnh (16). Phần còn lại của chất lỏng ngưng được hồi lưu về tháp ở đĩa trên cùng với tỷ số hoàn lưu tối ưu . Một phần cấu tử có nhiệt độ sôi thấp được bốc hơi, còn lại cấu tử có nhiệt độ sôi cao trong chất lỏng ngày càng tăng . Cuối cùng, ở đáy tháp ta thu được hỗn hợp lỏng gồm hầu hết là cấu tử khó bay hơi (Rượu etylic). Hỗn hợp lỏng ở đáy có nồng độ Acetone là 0.05% theo số mol, còn lại là rượu etylic. Dung dịch lỏng ở đáy đi ra khỏi tháp, một phần dược đun, bốc hơi ở nồi đun (11) cung cấp lại cho tháp để tiếp tục làm việc, phần còn lại được làm nguội đến 40 0 C bằng thiết bị trao đổi nhiệt (12). Hệ thống làm việc liên tục cho ra sản phẩm đỉnh là Acetone, sản phẩm đáy sau khi trao đổi nhiệt với nhập liệu được thải bỏ. CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH 2.1. TÍNH CÂN BẰNG VẬT LIỆU 2.1.1. Giải thích các kí hiệu: G F : Lưu lượng khối lượng của hỗn hợp đầu. G P : Lưu lượng khối lượng của sản phẩm đỉnh. G W :Lưu lượng khối lượng của sản phẩm đáy. N F :Lưu lượng mol của hỗn hợp đầu. N P :Lưu lượng mol của sản phẩm đỉnh. N W : Lưu lượng mol của sản phẩm đáy. a F : Nồng độ phần mol của hỗn hợp đầu. a P , a W : Nồng độ phần khối lượng của sản phẩm đỉnh và đáy. x F :Nồng độ phần mol của hỗn hợp đầu. x P , x W : Nồng độ phần mol của sản phẩm đỉnh và đáy. ρ F :Khối lượngriêng của hỗn hợp đầu. ρ P , ρ W :Khối lượngriêng của sản phẩm đỉnh và đáy. M: Khối lượng phân tử. V F :Lưu lượng thể tích của hỗn hợp đầu. V P , V W :Lưu lượng thể tích của sản phẩm đỉnh và đáy. 2.1.2. Cân bằng vật liệu tính theo khối lượng: Hỗn hợp đầu vào F ( Aceton – Rượu etylic) được phân tách thành sản phẩm đỉnh P (axeton), và sản phẩm đáy W (Rượu etylic). Ở đĩa trên cùng có 1 lượng lỏng hồi lưu, ở đáy tháp có thiết bị đun sôi. Lượng hơi đi ra đỉnh tháp D o . Phương trình cân bằng vật liệu: G F = G P + G w (1) Phương trình cân bằng vật liệu cho cấu tử dễ bay hơi (axeton ): G F . a F = G P . a P + G w .a w (2) [...]... tính toán và thiết kế một hệ thống chưng luyện liên tục và hấp thụ có nhiều điểm giống nhau.Tuy nhiên do đặc điểm của quá trình chưng luyện là hệ số phân bố thay đổi theo chiều cao tháp, đồng thời quá trình truyền nhiệt diễn ra song song với quá trình chuyển khối vì vậy làm cho quá trình tính toán và thiết kế trở nên phức tạp Một khó khăn nữa mà khi tính toán và thiết kế hệ thống chưng luyện luôn gặp... cấu tử trong hỗn hợp - Dựa vào công thức trên ta tính: + Độ nhớt của hỗn hợp tại đĩa trên cùng P: lg µhh = 0.87* lg(0.233312)+ 0.13* lg(0.61377) =-0.5775 ⇒µhh= + Độ nhớt của hỗn hợp tại đĩa tiếp liệu F: lg µhh = 0.3* lg(0.22115)+ 0.7* lg(0.49896) = -0.408 ⇒µhh= + Độ nhớt của hỗn hợp tại đĩa dưới cùng W: lg µhh = 0.0005* lg(0.20651) + 0.9995* lg(0.468852)= -0.329 ⇒µhh=  Bảng tổng hợp Độ nhớt của hỗn hợp, ... - Ở hỗn hợp đầu: X Y 0.3 0.524 - Ở sản phẩm đỉnh: x y 0.8 0.865 0.9 0.929 0.87 0.9098 0 0 0.05 0.155 0.0005 0.00155 -Ở sản phẩm đáy: x y Nhiệt độ sôi hỗn hợp hai cấu tử tương ứng ở cân bằng ( Bảng IX2a-STQTTB T2/145) - Ở hỗn hợp đầu: X t, oC 0.3 65.9 - Ở sản phẩm đỉnh: x t, oC 0.8 58 0.9 57 0.87 57.93 0 78.3 0.05 75.4 0.0005 78.29855 -Ở sản phẩm đáy: x t, oC  Bảng tổng hợp: Vị trí Nồng độ cấu tử tương... các cấu tử theo nhiệt độ sôi ( Bảng I.101-STQTTB T1/91 ) Nhiệt độ sôi, oC A, B, tF=65.9 0.22115 0.49896 tP=57.93 0.233312 0.61377 tW=78.29855 0.20651 0.468852 a) Tính độ nhớt của hỗn hợp Công thức tính độ nhớt của hỗn hợp chất lỏng: lg µhh = x1* lg µacetone + x2 * lg rượu etylic ( CT I.12 STQTTB T1/84) Trong đó: µ1, µ2 : là độ nhớt động lực của các cấu tử thành phần x1, x2 : là nồng ộ mol của các cấu. .. đĩa thực tế của đoạn chưng: Vậy thiết bị gồm 32 đĩa 15 đĩa đoạn luyện và 17đĩa đoạn chưng η(%) 64.35 49.43 47.23 CHƯƠNG 3: TÍNH ĐƯỜNG KÍNH VÀ CHIỀU CAO THÁP 3.1 TÍNH ĐƯỜNG KÍNH THÁP Đường kính tháp được xác định theo công thức: Hay Trong đó: Vtb: lượng hơi khí trung bình đi trong tháp (m3/h) tb: tốc độ hơi (khí) trung bình đi trong tháp (m/s) gtb: lượng hơi (khí) trung bình đi trong tháp (kg/h) : tốc... riêng của các cấu tử A và B ở 20oC : ( Tra bảng I.2 STQTTB T1/9) Cấu tử A (aceton) B (rượu etylic) - Khối lượng riêng của hỗn hợp đầu : ρ F=ρA* a F+ρB*(1- a F)=719*+789*(1-) =764.444(Kg/m3) - Khối lượng riêng của sản phẩm đỉnh : ρp=ρA* ap+ρB*(1- ap)=719*+789*(1-) =726.42(Kg/m3) - Khối lượng riêng của sản phẩm đáy : ρw=ρA* aw+ρB*(1- aw)=719*+789*(1-) =788.956(Kg/m3) - Lưu lượng thể tích của hỗn hợp đầu :... tính toán cân bằng nhiệt lượng là để xác định lượng hơi đốt cần thiết khi đun nóng hỗn hợp đầu, đun bốc hơi ở đáy tháp cũng như xác định lượng nước lạnh cần thiết cho quá trình ngưng tụ làm lạnh Chọn nước làm chất tải nhiệt vì nó là nguồn nguyên liệu rẻ tiền, phổ biến trong thiên nhiên và có khả năng đáp ứng yêu cầu công nghệ 4.1.Lượng hơi đốt cung cấp cho tháp chưng luyện: Tổng lượng nhiệt mang vào... khối lượng riêng trung bình trong pha lỏng đối với cấu tử A,B lấy theo nhiệt độ trung bình (kg/m3) atbA: phần khối lượng trung bình của cấu tử A trong pha lỏng Nhiệt độ trung bình của đoạn luyện:  Khối lượng riêng của aceton và rượu etylic ở = oC (Tra bảng và nội suy theo bảng I.2 STQTTB T1/9) t, oC 3 Kg/m Kg/m3 60 746 754  Khối lượng riêng của hỗn hợp  80 719 735 Khối lượng riêng trung bình của pha... và Thiết bị Công nghệ Hóa chất – Tập 1”, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 1999, 626tr 2 Tập thể tác giả, “Sổ tay Quá trình và Thiết bị Công nghệ Hóa chất – Tập 2”, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 1999, 447tr 3 Phạm Văn Bôn – Vũ Bá Minh – Hoàng Minh Nam, “Quá trình và Thiết bị trong Công Nghệ Hóa Học – Tập 10: Ví dụ và Bài tập”, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TpHCM, 468tr 4 Võ Văn Bang –. .. 2000 1 660.6 123.331 0.766 1215.234 1 1216.069 1 2.1.5 Cân bằng vật liệu toàn phần theo các đơn vị thời gian: Lượng hỗn hợp Vị trí hỗn hợp Lượng hỗn hợp, Giây (s) Kg tính trên Giờ (h) đơn vị thời Ngày gian Tháng Năm Lượng hỗn hợp Vị trí hỗn hợp Lượng hỗn hợp, Giây (s) Kmol tính trên Giờ (h) GF 0.556 2000 48000 NF 0.0112 G-khối lượng, Kg GP 0.22 GW 0.3378 1216.069 18814.344 29185.656 564430.32 875569.68 . tổng hợp. Nhiệm vụ đồ án môn học là “ Thiết kế tháp chưng luyện loại tháp lưới để tách hỗn hợp hai cấu tử axeton – Rượu etylic. Em xin chân thành cám ơn các thầy cô bộ môn Quá Trình và Thiết. trên đĩa. - Cấu tạo phức tạp. - Trở lực lớn. - Thiết bị khá nặng. Ở đồ án này, để phân tách hỗn hợp hai cấu tử aceton -rượu etylic em được giao nhiệm vụ thiết kế hệ thống chưng cất loại tháp lưới. 1.3 độ sôi của các cấu tử khác xa nhau. + Không cần 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 liên tục:

Ngày đăng: 03/07/2015, 13:04

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan