Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC Phần 1: TỔNG QUAN 5 1.1 Giới thiệu chung về chưng luyện 5 1.1.1 Khái niệm 5 1.1.2 Phương pháp chưng luyện 5 1.1.3 Thiết bị chưng luyện 5 1.1.4 Giới thiệu về nguyên liệu chưng luyện 6 1.2 Quy trình công nghệ sản xuất 7 1.2.1 Thuyết minh dây chuyền công nghệ sản xuất 7 1.2.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ 9 Phần 2: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH 10 2.1 Phương trình cân bằng vật liệu cho toàn tháp 10 2.2 Xác định bậc thay đổi nồng độ 11 2.2.1 Xác định chỉ số hồi lưu 11 2.3. TÍNH ĐƯỜNG KÍNH CỦA THÁP: 29 2.1. Đường kính đoạn luyện: 29 2.2.Đường kính đoạn chưng 34 2.4.TÍNH CHIỀU CAO THÁP: 38 2.4.1. Tính chiều cao đoạn luyện: 38 2.4.2. Chiều cao của đoạn chưng: 44 2.5. Tính trở lực của tháp đệm : 48 2.6.Tính cân bằng nhiệt lượng 50 PHẦN 3. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ 57 I: Thiết bi gia nhiệt hỗn hợp đầu 57 II: Tính bơm và thùng cao vị 64 PHẦN 4:TÍNH TOÁN CƠ KHÍ 73 I. Tính chiều dày của thân tháp: 73 II. Tính đường kính các ống dẫn 75 III. Tính đáy và nắp thiết bị: 78 IV Chọn mặt bích 80 V. Tính và chọn chân giá đỡ, tai treo: 81 PHẦN 5: KẾT LUẬN CHUNG 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87
I HC CễNG NGHIP H NI KHOA HểA CễNG NGH Giỏo viờn hng dn Sinh viờn thc hin Ngnh hc Lp Ni dung ỏn : Pham Thi Thanh Yờn : Lờ Th Xuyn : Cụng Nghờ Hoa : Hoa 1-K6 :Thiờt kờ thap chng luyờn liờn tuc loai thap ờm phõn tach hụn hp Benzen - Toluen H NI, NM 2014 B Cụng thng Trng H Cụng nghip H Ni Cng ho xó hi ch ngha Vit Nam c lp T Hnh phỳc ỏn mụn hc Quỏ trỡnh thit b S : H v tờn HS-SV : Lờ Th Xuyn Lp : LT C - H Hoỏ Khoỏ: Khoa : Cụng Ngh Hoỏ Giỏo viờn hng dn : Phm Th Thanh Yờn Ni dung Thit k thỏp chng luyn liờn tc loi thỏp m phõn tỏch hn hp Benzen- Toluen Cỏc s liu ban u: - Nng sut tớnh theo hn hp u GF = 13 tn/ gi = 13000 kg/gi - Nng cu t d bay hi trong: + Hn hp u: xF = 35% = 0,35 phn mol + Sn phm nh: xP = 93% = 0,93 phn mol + Sn phm ỏy: xw = 18% = 0,018 phn mol - Thỏp lm vic ỏp sut thng - Hn hp u c gia nhit n nhit sụi TT Tờn bn v V dõy chuyn sn xut V h thng thỏp chng luyn Kh giy A4 A0 S lng 01 01 Phn thuyt minh Ngy giao : Ngy hon thnh : Trng Khoa Giỏo viờn hng dn Trng i Hc cụng nghip H Ni Khoa cụng ngh hoỏ MC LC MC LC Phn 1: TNG QUAN 1.1 Gii thiu chung v chng luyn .5 1.1.1 Khỏi nim 1.2 Quy trỡnh cụng ngh sn xut 1.2.1 Thuyt minh dõy chuyn cụng ngh sn xut 1.2.2 S dõy chuyn cụng ngh .9 Phn 2: TNH TON THIT B CHNH .10 2.1 Phng trỡnh cõn bng vt liu cho ton thỏp 10 T cỏc s liu bng trờn ta v c biu : 11 11 b Tớnh m: 42 2.4.2 Chiu cao ca on chng: 44 b Tớnh m: 46 PHN 3: TNH TON THIT B PH .57 I: Thit b gia nhit hn hp u 57 II: Tớnh bm v thựng cao v 64 PHN 4: TNH TON C KH 73 I/ Tớnh chiu dy ca thõn thỏp: 73 II/ Tớnh ng kớnh cỏc ng dn 75 III/ Tớnh ỏy v np thit b: 78 IV/ Chn mt bớch .80 V/ Tớnh v chn chõn giỏ , tai treo: 81 PHN 5: KT LUN CHUNG 86 TI LIU THAM KHO .87 ỏn mụn QT&TB Sinh Viờn : Lờ Th Xuyn - Lp LTC- H Hoỏ1 -K Trng i Hc cụng nghip H Ni Khoa cụng ngh hoỏ LI M U Khoa hc k thut ngy cng phỏt trin v cú nhiu úng gúp to ln cho nn cụng nghip nc ta núi riờng v th gii núi chung V mt nhng ngnh ú l ngnh cụng nghip hoỏ hc, c bit l ngnh sn xut cỏc hoỏ cht c bn Hin nay, cỏc ngnh cụng nghip cn s dng rt nhiu hoỏ cht cú tinh khit cao Nhu cu ny t cho cỏc nh sn xut hoỏ cht cn s dng nhiu phng phỏp nõng cao tinh khit ca sn phm nh: trớch ly, chng luyn, cụ c, hp thu Tuy nhiờn, tu theo c tớnh yờu cu ca tng loi sn phm m ta cú s la chn phng phỏp cho phự hp i vi h Benzen Toluen l h cu t cú kh nng hũa tan ln vo nhau, ta chn phng phỏp chng ct nõng cao tinh khit cho Benzen ỏn mụn hc Quỏ trỡnh & Thit b l mt mụn hc mang tớnh tng hp quỏ trỡnh hc ca cỏc k s Cụng ngh Hoỏ hc tng lai Mụn hc ny giỳp sinh viờn cú th tớnh toỏn c th: quy trỡnh cụng ngh, kt cu, giỏ thnh ca mt thit b sn xut hoỏ cht - thc phm õy l ln u tiờn sinh viờn c dng cỏc kin thc ó hc gii quyt cỏc k thut thc t mt cỏch tng hp Nhim v ca ỏn l Thit k thỏp chng luyn liờn tc loi thỏp m phõn tỏch hn hp Benzen Toluen Cỏc s liu ban u: Nng sut tớnh theo hn hp u: GF = 13 tn/ gi = 13000 kg/ gi Nng cu t d bay hi trong: - Hn hp u: xF = 0,35 phn mol - Sn phm nh: xP = 0,93 phn mol - Sn phm ỏy: xw = 0,018 phn mol Thỏp lm vic ỏp sut thng Hn hp u c gia nhit n nhit sụi ỏn mụn QT&TB Sinh Viờn : Lờ Th Xuyn - Lp LTC- H Hoỏ1 -K Trng i Hc cụng nghip H Ni Khoa cụng ngh hoỏ Phn 1: TNG QUAN 1.1 Gii thiu chung v chng luyn 1.1.1 Khỏi nim - Chng luyn l quỏ trỡnh dựng tỏch cỏc cu t ca hn hp lng cng nh hn hp khớ - lng thnh cỏc cu t riờng bit da vo bay hi khỏc ca cỏc cu t hn hp (ngha l cựng nhit , ỏp sut hi bóo ho ca cỏc cu t khỏc nhau) - Thay vỡ a vo hn hp mt pha mi to nờn s tip xỳc gia hai pha nh quỏ trỡnh hp thu hoc nh khớ, quỏ trỡnh chng luyn pha mi c to nờn bng s bc hi hoc ngng t - Trong quỏ trỡnh chng luyn dung mụi v cht tan u bay hi (ngha l cỏc cu t u hin din c hai pha nhng vi t l khỏc nhau) - Khi chng luyn ta thu c nhiu cu t v thng thỡ a vo chng luyn bao nhiờu cu t s thu c by nhiờu sn phm Nu xột h n gin ch cú hai cu t thỡ ta s thu c hai sn phm : Sn phm nh ch yu gm cu t cú bay hi ln (nhit sụi nh) Sn phm ỏy ch yu gm cu t cú bay hi nh (nhit sụi ln) - i vi h Benzen Toluen: Sn phm nh ch yu gm Benzen v mt ớt Toluen Sn phm ỏy ch yu l Toluen v mt ớt Benzen 1.1.2 Phng phỏp chng luyn Cỏc phng phỏp chng ct c phõn loi theo : - p sut lm vic : p sut thp p sut thng p sut cao - Nguyờn tc lm vic: da vo nhit sụi ca cỏc cu t, nu nhit sụi ca cỏc cu t quỏ cao thỡ ta gim ỏp sut lm vic gim nhit sụi ca cỏc cu t - Nguyờn lớ lm vic : Chng mt bc Chng lụi cun theo hi nc Chng luyn - Cp nhit ỏy thỏp : Cp nhit trc tip Cp nhit giỏn tip Vi h hai cu t Benzen Toluen ta dựng phng phỏp chng luyn liờn tc ỏp sut thng 1.1.3 Thit b chng luyn Trong sn xut, ngi ta thng dựng nhiu loi thit b khỏc tin hnh chng luyn Tuy nhiờn, yờu cu c bn chung ca cỏc thit b ging ngha l din tớch tip xỳc pha phi ln iu ny ph thuc vo mc phõn tỏn ca mt lu cht ny vo lu cht Nu pha khớ phõn tỏn vo pha ỏn mụn QT&TB Sinh Viờn : Lờ Th Xuyn - Lp LTC- H Hoỏ1 -K Trng i Hc cụng nghip H Ni Khoa cụng ngh hoỏ lng ta cú cỏc loi thỏp a, nu pha lng phõn tỏn vo pha khớ ta cú thỏp m õy ta kho sỏt loi thng dựng l thỏp a v thỏp m Thỏp a : thõn thỏp hỡnh tr, thng ng phớa cú gn cỏc a cú cu to khỏc nhau, trờn ú pha lng v pha hi c cho tip xỳc vi Tu theo cu to ca a, ta cú : - Thỏp a chúp : trờn a b trớ cú chúp dng trũn - Thỏp a l : trờn a cú nhiu l hay rónh Thỏp m : thỏp hỡnh tr, gm nhiu bc ni vi bng mt bớch hay hn Vt m c cho vo thỏp theo mt hai phng phỏp sau : xp ngu nhiờn hay xp th t 1.1.4 Gii thiu v nguyờn liu chng luyn Benzen & Toluen: Benzen: l mt hp cht mch vũng, dng lng khụng mu v cú mựi thm nh Cụng thc phn t l C6H6 Benzen khụng phõn cc,vỡ vy tan tt cỏc dung mụi hu c khụng phõn cc v tan rt ớt nc Trc õy ngi ta thng s dng Benzen lm dung mụi Tuy nhiờn sau ú ngi ta phỏt hin rng nng Benzen khụng khớ ch cn thp khong 1ppm cng cú kh nng gõy bnh bch cu, nờn ngy Benzen c hn ch s dng Cỏc tớnh cht vt lớ ca Benzen: Khi lng phõn t: 78,11 T trng(200C): 0,879 Nhit sụi: 80oC Nhit núng chy: 5,50C Toluen: l mt hp cht mch vũng, dng lng v cú tớnh thm, cụng thc phõn t tng t nh Benzen cú gn thờm nhúm CH Khụng phõn cc,do ú Toluen tan tt Benzen.Toluen cú tớnh cht dung mụi tng t Benzen nhng c tớnh thp hn nhiu, nờn ngy thng c s dng thay Benzen lm dung mụi phũng thớ nghim v cụng nghip Cỏc tớnh cht vt lớ ca Toluen: Khi lng phõn t : 92,13 T trng (20oC) : 0,866 Nhit sụi : 110,6oC Nhit núng chy : -95 oC Cỏc phng thc iu ch : i t ngun thiờn nhiờn: Thụng thng cỏc hidrocacbon ớt c iu ch phũng thớ nghim, vỡ cú th thu c lng ln nú bng phng phỏp chng ct than ỏ, du m úng vũng v ehidro húa ankan: Cỏc ankan cú th tham gia úng vũng v ehidro húa to thnh hidrocacbon thm nhit cao v cú mt xỳc tỏc nh Cr2O3, hay cỏc lim loi chuyn tip nh Pd, Pt ỏn mụn QT&TB Sinh Viờn : Lờ Th Xuyn - Lp LTC- H Hoỏ1 -K 6 Trng i Hc cụng nghip H Ni Khoa cụng ngh hoỏ C6H6 CH3(CH2)4CH3 ehidro húa cỏc Cycloankan: Cỏc cycloankan cú th b ehidro húa nhit cao vi s cú mt ca cỏc xỳc tỏc l cỏc kim loi chuyn tip to thnh Benzen hay cỏc dn xut ca Benzen Cr2O3 / Al2O3 C6H12 C6H6 i t Acetylen : Acetylen vi s cú mt ca xỳc tỏc, nhit l than hot tớnh hay phc ca niken nh Ni(CO)[(C6H5)P] s thu c Benzen ,t 3C2H2 xt C6H6 T Benzen ta cú th iu ch c cỏc dn xut ca Benzen nh Toluen bng ankyl húa Benzen bng cỏc dn xut ankyl halogen vi s cú mt ca xỳc tỏc AlCl3 khan AlCl C6H6 + CH3- Cl C6H5-CH3 Hn hp Benzen Toluen: Ta cú bng thnh phn lng (x) hi (y) v nhit sụi ca hn hp hai cu t Benzen Toluen 760mmHg (phn trm mol) th hin bng IX.2a (II-146) Pt / Pd x y t 110,6 o ( C) 11,8 10 21,4 108,3 106,1 20 38 30 40 50 51,1 61,9 71,2 60 79 70 85,4 80 91 90 95,9 100 100 102,2 98,6 95,2 92,1 89,4 86,8 84,4 82,3 80,2 1.2 Quy trỡnh cụng ngh sn xut 1.2.1 Thuyt minh dõy chuyn cụng ngh sn xut Dung dch u thựng (1) c bm (2) bm liờn tc lờn thựng cao v (3), mc cht lng cao nht thựng cao v c khng ch nh ng chy trn, t thựng cao v dung dch c a vo thit b un núng (4) qua lu lng k (11), õy dung dch c un núng n nhit sụi bng hi nc bóo ho, t thiột bi gia nhit (4) dung dch c a vo thỏp chng luyn (5) nh a tip liu, thỏp hi i t di lờn gp cht nng i t trờn xung, nhit v nng cỏc cu t thay i theo chiu cao ca thỏp Vỡ vy hi t a phớa di lờn a phớa trờn, cỏc cu t cú nhit sụi cao s c ngng t li v cui cựng trờn nh ta thu c hn hp gm hu ht cỏc cu t d bay hi Hi ú i vo thit b ngng t hi lu (6), õy nú c ngng t li Mt phn cht lng i qua thit b lm lnh (7) lm lnh n nhit cn thit ri i vo thựng cha sn phm nh (8), mt phn khỏc hi lu v thỏp a trờn cựng Cht lng i t trờn xung gp hi cú nhit cao hn, mt phn cu t cú nhit sụi thp c bc hi v ú nng cu t khú bay hi cht lng ngy cng tng v cui cựng ỏy thỏp ta thu dc hn hp lng gm hu ht l cu t khú bay hi Cht lng i thỏp c lm lnh ri i vo ỏn mụn QT&TB Sinh Viờn : Lờ Th Xuyn - Lp LTC- H Hoỏ1 -K Trng i Hc cụng nghip H Ni Khoa cụng ngh hoỏ thựng cha sn phm ỏy (10) Nh vy vi thit b lm vic liờn tc thỡ hn hp u c a vo liờn tc v sn phm cng c thỏo liờn tc Khi hi bay lờn a s cú thnh phn cu t d bay hi Benzen l y Sc trc tip vo lp cht lng trờn a cú thnh phn cu t d bay hi Benzen l x1 vi (x1 < y1) Trong hi bao gi cng giu cu t d bay hi hn lng Khi sc vo a hi a sc vo lp cht lng a m nhit a nh hn nhit a nờn hi ú s b ngng t mt phn cu t khú bay hi (Toluen) Quỏ trỡnh ngng t li l quỏ trỡnh to nhit v nhit ny s lm bay hi mt phn cu t khú bay hi a s Do ú x > x1, y2 > y1 dn ti hi a tip tc sc vo a Quỏ trỡnh ny xy tng t nhiu ln cui cựng trờn nh thỏp ta thu c hn hp gm hu ht l cu t d bay hi (Benzen) Hi t nh thỏp vo thit b ngng t hi lu õy mt phn hi c ngng t li v quay tr li thỏp, phn hi cũn li c a vo thit b ngng t lm lnh ngng t hon ton sn phm ri chuyn vo thựng cha sn phm nh Cht lng hi lu i t trờn xung di gp hi cú nhit cao i t di lờn, mt phn cu t cú nhit sụi thp li bc hi i lờn, mt phn cu t khú bay hi pha hi s ngng t i xung.Do ú nng cu t khú bay hi pha lng ngy cng tng, cui cựng ỏy thỏp ta thu c hn hp lng gm hu ht cu t khú bay hi (Toluen), v mt phn ớt cu t d bay hi (Benzen) Hn hp lng ny s c chia lm phn Mt phn c un sụi bng ni un sụi ỏy thỏp (dựng hi nc bóo ho) Nú cú tỏc dng un sụi tun hon v bc hi hn hp sn phm ỏy to dũng hi i t di lờn Mt phn c vo thựng cha sn phm ỏy 10 v cú th c x lớ tip õy l loi thỏp chng luyn liờn tc nờn hn hp u v cỏc sn phm c ly l liờn tc ỏn mụn QT&TB Sinh Viờn : Lờ Th Xuyn - Lp LTC- H Hoỏ1 -K Trng i Hc cụng nghip H Ni Khoa cụng ngh hoỏ 1.2.2 S dõy chuyn cụng ngh Nước Nước lạnh Hơi đốt Nước Nước lạnh 11 Nước ngưng Hơi đốt 11 Chỳ thớch: Thựng cha hn hp u Bm Thựng cao v Thit b gia nhit hn hp u Thỏp chng luyn Thit b ngng t hi lu Nước ngưng 10 Thit b lm lnh sn phm nh Thựng cha sn phm nh Thit b gia nhit ỏy thỏp 10 Thựng cha sn phm ỏy 11 Thit b thỏo nc ngng ỏn mụn QT&TB Sinh Viờn : Lờ Th Xuyn - Lp LTC- H Hoỏ1 -K Trng i Hc cụng nghip H Ni Khoa cụng ngh hoỏ Phn 2: TNH TON THIT B CHNH 2.1 Phng trỡnh cõn bng vt liu cho ton thỏp Loi thỏp: thỏp a l cú ng chy chuyn Khi chng luyn hn hp Benzen Toluen thỡ cu t d bay hi l Benzen Benzen : C6 H M B = 78 g / mol Hn hp: Toluen : C H CH M = 92 g / mol T Gi thit: - S mol pha hi i t di lờn l bng tt c mi tit din ca thỏp - S mol cht lng khụng thay i theo chiu cao on chng v on luyn - Hn hp u i vo thỏp nhit sụi - Cht lng ngng t thit b ngng t cú thnh phn bng thnh phn ca hi i nh thỏp - Cp nhit ỏy thỏp bng hi t giỏn tip Phng trỡnh cõn bng vt liu: Theo u bi ta cú: Nng sut tớnh theo hn hp u: GF = 13 tn/ gi = 13000 kg/ gi Nng cu t d bay hi trong: - Hn hp u: xF = 0,35 phn mol - Sn phm nh: xP = 0,93 phn mol - Sn phm ỏy: xw = 0,018 phn mol Theo phng trỡnh cõn bng vt liu cho ton thỏp F=P+W (II-144) V phng trỡnh cõn bng vt liu cho riờng cu t d bay hi Benzen: F x F = P.xP + W xW Khi lng mol trung bỡnh ca hn hp u l: Khi lng trung bỡnh c xỏc nh theo cụng thc: M = x.MB + (1-x).MT Trong ú: M - lng phõn t trung bỡnh (kg/kmol) x - nng phn mol Khi lng mol trung bỡnh ca hn hp u : MF = xF.MB + (1 xF).MT = 0,35.78 + (1 0,35).92 = 87,1 (kg/kmol) Lng sn phm hn hp u l: F= G F 13000 = = 149,25(kmol / h) MF 87,1 Khi lng mol trung bỡnh ca sn phm nh : MP = xP.MB + (1 xP).MT = 0,93.78+ (1 - 0,93).92 = 78,98 (kg/kmol) Lng sn phm nh l: ỏn mụn QT&TB Sinh Viờn : Lờ Th Xuyn - Lp LTC- H Hoỏ1 -K 10 Trng i Hc cụng nghip H Ni Khoa cụng ngh hoỏ PHN 4: TNH TON C KH I/ Tớnh chiu dy ca thõn thỏp: Thõn hinh tru la bụ phõn chu yờu cua tao thiờt bi hoa chõt Tuy theo iờu kiờn lam viờc ma ngi ta la chon võt liờu va phng phap chờ tao Do iờu kiờn ca ụ an la thõn thap lam viờc ap suõt thng nhiờt ụ lam viờc khụng cao lm ( t = 96,9C), - dung dich cha Benzen - Toluen, o ta chon loai võt liờu la thep khụng gi vi mac thep la X18H10T lam thõn thap, o la võt liờu tt, chiu nhiờt phự hp vi dung dch Thõn thỏp c to bng cỏch cun cỏc tm vt liu vi kớch thc ó nh, sau ú hn ghộp mi Thõn dc chia lm on v c ghộp ni vi bng mt bớch Khi ch to thõn hỡnh tr, hn cn chỳ ý cỏc im sau: + m bo ng hn cng ngn cng tt + B trớ mi hn v tri d quan sỏt, mi hn phi kớn + Khụng khoan l ti v trớ mi hn + B trớ cỏc ng hn dc cỏch ớt nht 1mm 1/ Tớnh b dy ca thõn hỡnh tr hn, thng ng, lm vic vi ỏp sut bờn - Chiu dy ca thõn hỡnh tr lm vic ỏp sut bờn P c xỏc nh theo cụng thc: S= Dt P +C 2[ ]. P [II- 360] Trong ú: + Dt: ng kớnh ca thỏp, m + : H s bn ca thnh hỡnh tr theo phng dc + C: H s b sung n mũn, mi mũn v dung sai õm v chiu dy (m) + P: p sut ca thit b (N/m2) + []: ng sut cho phộp a/ p sut thit b P Mụi trng lm vic l hn hp lng hi nờn ỏp sut lm vic bng tng ỏp sut hi (Pmt) v ỏp sut thy tnh (P1) ca ct cht lng P = Pmt +P1 [ II 367] Trong ú: - p sut thy tnh c xỏc nh theo cụng thc: P1 = 1.g.H1 , N/m2 [II- 360] ỏn mụn QT&TB Sinh Viờn : Lờ Th Xuyn - Lp LTC- H Hoỏ1 -K 73 Trng i Hc cụng nghip H Ni Khoa cụng ngh hoỏ + H1: Chiu cao ca ct cht lng, m ( Ly bng chiu cao ca thỏp) H1 = 7,9 m + 1: Khi lng riờng trung bỡnh ca cht lng = L C xtb + xtb 803,68 + 786,33 = = 795,0 (kg/m3) 2 P1 = 795,0.9,81.7,9 = 61612,1 (N/m2) + p sut hi Pmt = Pa = 9,81.104 N/m2 P = 9,81.104 + 61612,1 = 159712,1 (N/m2) b/ ng sut cho phộp: * tớnh toỏn sc bn ca thit b - Chn vt liu l loi thộp X18H10T, hỡnh tr + ng sut cho phộp ca thộp theo gii hn bn kộo v bn chy k [k]= n , N/m2 ; k c [c]= n , N/m2 [II- 355] c Trong ú: + : H s hiu chnh Theo bng XIII.2 [II- 356] thỡ õy l loi thit b thuc nhúm loi II Giỏ tr ca h s hiu chnh = 0,9 [ II- 356] + nk, nc: H s an ton kộo v chy nk = 2,6; 356] nc = 1,5 [II- + k, c: Gii hn bn kộo v chy, N/m2 k = 540.106 N/m2 c = 220.106 N/m2 [ K ] = 540.10 2,6 0,9 = 187.10 N/m 220.10 [ C ] = 0,9 = 132.10 N/m2 1,5 m bo bn ta ly giỏ tr ng sut cho phộp l ng sut nh nht ng sut trờn []= [c] = 132.106 N/m2 + : H s bn ca thnh hỡnh tr theo phng dc, = 0,95 Lp t s [ ] = P 132.10 0,95 = 785,2 > 50 nờn cú th b qua i lng P mu 159712,1 ca cụng thc tớnh chiu dy [II- 360] c/ i lng b sung: ỏn mụn QT&TB Sinh Viờn : Lờ Th Xuyn - Lp LTC- H Hoỏ1 -K 74 Trng i Hc cụng nghip H Ni Khoa cụng ngh hoỏ c xỏc nh theo cụng thc: C = C1 + C2 + C3 (m), [II- 363] + C1: i lng b sung n mũn Vi thộp X18H10T, tc g l 0,06mm /nm , thi gian lm vic t 15 n 20 nm nờn ta chn C1 = 1mm + C2: B sung bo mũn trng hp nhiờn liu cha cỏc ht rn chuyn ng vi tc ln thit b Chn C2 = + C3: i lng b sung dung sai, ph thuc vo chiu dy tm thộp Chn C3 = 0,4mm C = 1+0,4 = 1,4 (mm) d/ Chiu dy ca thõn thỏp: S= Dt * P 1,4.159712,1 +C = + 1,4.10 = 2,3.10 (m) = 2,3 (mm) 2[ ]. 2.132.10 6.0,95 Ta quy chun chiu dy ca thỏp l S = mm = 4.10-3 (m) - Kim tra ng sut theo ỏp sut th bng cụng thc: = [ Dt + ( S C )] * P0 2( S C ) * c 1,2 N/m2 [II- 365] Vi ỏp sut th tớnh toỏn P0 c xỏc nh theo cụng thc P0 = Pth +P1 , N/m2 + Pth: p sut th thy lc Pth =1,5.P = 1,5 159712,1 = 239568,2 (N/m2) + P1: p sut thy tnh ca hn hp P1 = 61612,1 (N/m2) P0 = 239568,2 + 61612,1 = 301180,3 (N/m2) Th iu kin: = [1,4 + (0,004 1,4.10 )].301180,3 2(0,004 1,4.10 ).0,95 = 85,513.10 220.10 = 183,33.10 1,2 (N/m2) Tha iu kin bn Vy chiu dy thõn thỏp l S = mm II/ Tớnh ng kớnh cỏc ng dn Chn vt liu ng dn cựng loi vt liu thỏp l X18H10T ng kớnh cỏc ng dn v ca vo ca thit b c xỏc nh t phng trỡnh lu lng d= V 0,785.w [I 369] Trong ú: w: Vn tc trung bỡnh , m/s V: Lu lng th tớch, m3/s V = g g: Lu lng dũng pha, kg/s : Khi lng riờng trung bỡnh ca dũng pha, kg/m3 ỏn mụn QT&TB Sinh Viờn : Lờ Th Xuyn - Lp LTC- H Hoỏ1 -K 75 Trng i Hc cụng nghip H Ni Khoa cụng ngh hoỏ 1/ ng kớnh ng dn sn phm nh ng dn sn phm nh l ng ni gia np thỏp v thit b ngng t Khớ i thỏp l hn hp hi vi nng cu t d bay hi yP = xP = 0,93 phn mol = 0,9185 phn lng v cú t = tP = 81,67 0C - Khi lng riờng ca hi nh thỏp: = [ ytb1.M A + (1 ytb1 ).M B ] * 273 = 22,4 * T MP 78,98 273 = * 273 22,4.T 22,4(273 + 81,67) = 2,714 (kg/m3) + g = 15757,5 kg/h V= g 15757,5 = = 1,613 (m3/s) 3600. 3600.2,714 - Thỏp lm vic ỏp sut thng v hi quỏ nhit - Chn w= 25 m/s bng II.2 [I 370] V 1,613 = = 0,287 (m) 0,785.w 0,785.25 d= Quy chun chn d = 300 mm Theo bng XIII.32 [II- 434] Chiu di ng ni l l = 140 mm 2/ ng kớnh ng dn hi lu sn phm nh V = GR R Trong ú: + GR: Lng lng hi lu GR = 5446,77 Kg/h + R: Khi lng riờng ca sn phm nh hi lu ti t = tP = 81,67 C Ta cú: a aP = P + R A B Ti = 81,67 C ta cú: + A = 813,163 kg/m3 + B = 806,33 kg/m3 [I -9] 0,9185 0,9185 = + R 813,163 806,33 R = 812,6 (kg/m ) - Lu lng th tớch ca hi ngng t: V= GR 5446,77 = = 0,001862 (m3/s) R 3600 * 812,6 - Chn tc hi ngng t hi lu w = 0,2 m/s bng II.2 [I 370] ng kớnh ng dn hi lu sn phm nh: d= V 0,001862 = = 0,109 (m) = 109 (mm) 0,785 * w 0,785 * 0,2 ỏn mụn QT&TB Sinh Viờn : Lờ Th Xuyn - Lp LTC- H Hoỏ1 -K 76 Trng i Hc cụng nghip H Ni Khoa cụng ngh hoỏ Quy chun d = 125 mm Theo bng XIII.32 [II- 434] Chiu di ng ni l l = 120 mm 3/ ng kớnh ng dn nguyờn liu u - Lu lng hn hp u i vo thỏp: V = F F m3/s Trong ú: + F = 13000 kg/h + : Khi lng riờng ca hn hp u ti t = tF = 96,9 0C aF aF Ta cú: = + F A B Ti tF = 96,9 C ta cú: + A = 796,41 kg/m3 + B = 791,1 kg/m3 [I -9] - Nng lng ca dung dch aF = 0,3134 0,3134 0,3134 = + F = 792,76 (kg/m3) F 796,41 791,1 V= F 13000 = = 0,004555 (m3/s) F 3600 * 792,76 - Tc cht lng vo thỏp t chy Chn w = 0,3m/s Bng II.2[I 370] d= V 0,004555 = = 0,139 (m) = 139 (mm) 0,785.w 0,785 * 0,3 Quy chun d = 150 mm Theo bng XIII.32 [II- 434] Chiu di ng ng l l = 130 mm 4/ ng kớnh ng dn sn phm ỏy: - Sn phm ỏy l hn hp lng t chy nờn tc tra bng II.2 [I 370] ta cú w = 0,1ữ0,5 m/s - Lng sn phm ỏy: Gw = 8708,733 kg/h - Nng sn phm ỏy aw = 0,0153 phn lng - Nhit hn hp ỏy: t0 = tw = 110,58 0C - Khi lng riờng ca sn phm ỏy: a aw = w + w A B Ti tw = 110,58 0C ta cú: + A = 780,304 kg/m3 + B = 776,362 kg/m3 ỏn mụn QT&TB Sinh Viờn : Lờ Th Xuyn - Lp LTC- H Hoỏ1 -K [I -9] 77 Trng i Hc cụng nghip H Ni Khoa cụng ngh hoỏ 0,0153 0,0153 = + w 780,304 776,362 w = 776,422 kg/m - Lu lng th tớch sn phm ỏy: V= Gw 8708,733 = = 0,0031157 (m3/s) w 3600 * 776,422 - ng kớnh ng dn sn phm ỏy: Chn w = 0,3 m/s d= V 0,0031157 = = 0,115 (m) = 115 (mm) 0,785.w 0,785 * 0,3 Quy chun d = 125 mm Theo bng XIII.32 [II- 434] Chiu di on ng ni l l = 120 mm 5/ ng kớnh ng hi lu sn phm ỏy: d= V 0.785.w [ I- 369] - Lng hi sn phm ỏy hi lu: g '1 = 17023,05 kg/h - Hn hp hi lu ỏy l hn hp cú y*w = 0,0446 (phn mol) = 0,0381 (phn lng) xw = 0,018 phn mol - Nhit hn hp ỏy t0 = tw = 110,58 0C - Khi lng riờng ca hn hp ỏy thỏp = [y * w ] Mw M A + (1 y * w ).M B 91,75 273 = * 273 = * 273 = 2,915 (kg/m3) 22,4 * T 22,4 * T 22,4 * (273 + 110,58) V= G*w 8708,733 = = 0,83 3600 * 2,915 (m3/s) - Chn tc hi sn phm ỏy hi lu w = 28 m/s ng kớnh ca ng hi sn phm ỏy hi lu: d= V 0,83 = = 0,194 (m) = 194 (mm) 0,785.w 0,785.28 Quy chun d = 200 mm Theo bng XIII.32 [II- 434] Chiu di on ng ni l l = 130 mm III/ Tớnh ỏy v np thit b: ỏy l np thỏp cng l b phn quan trng ca thit b v c ch to cựng vt liu vi thõn thỏp Vỡ thỏp lm vic ỏp sut thng v thõn tr hn nờn chn ỏy v np thit b hỡnh elip cú g Chiu dy ỏy v np thỏp c xỏc nh theo cụng thc: S= Dt * P D t + C (m) 3,8 * [ ] * K * h P 2.hb ỏn mụn QT&TB Sinh Viờn : Lờ Th Xuyn - Lp LTC- H Hoỏ1 -K 78 Trng i Hc cụng nghip H Ni Khoa cụng ngh hoỏ Trong ú: + hb: Chiu cao phn li ca ỏy Tra bng XIII.10[II 382] ta cú hb = 350 mm + h: H s bn ca mi hn hng tõm Chn np hn t na tõm, hn in hai phớa bng tay Tra bng XIII.8 [II 362] ta cú h = 0,95 +K: H s khụng th nguyờn c xỏc dnh theo cụng thc K = d Dt [II- 385] +d: ng kớnh ln nht ca l khụng tng cng - i vi np thỏp cú ng kớnh ng dn sn phm nh d = 300 mm Kn = d 0,3 =1 = 0,786 Dt 1,4 - i vi ỏy thỏp cú ng kớnh ng thỏo sn phm ỏy d = 125 mm K = d 0,125 = = 0,911 Dt 1,4 + P: p sut lm vic, P = 159712,1 (N/m2) Ta cú [c] = 132.106 N/m2 [ c ].K h Xột t s P [ ].K 132.10 6.0,786.0,95 = 617,14 * np thỏp ta cú : c n h = >30 P 159712,1 Cú th b qua P mu ca cụng thc tớnh chiu dy ỏy np thỏp [II 385] [ c ].K h * ỏy thỏp ta cú : P = 132.10 6.0,911.0,95 = 715,28 >30 159712,1 Cú th b qua P mu ca CT tớnh chiu dy ỏy np thỏp [II 385] Vy : - Chiu dy np thỏp: S= Dt P Dt 1,4.159712,1 1,4 +C = + 1,4.10 3,8 * [ ].K n h 2.hb 3,8.132.10 0,786.0,95 2.0,35 = 1,2.10-3 +1,4.10-3 = 2,6.10-3 (m) = 2,6 mm Ta thy S C [...]... thuyết Đồ án môn QT&TB Sinh Viên : Lê Thị Xuyến - Lớp LTCĐ- ĐH Hoá1 -K 6 13 Trường Đại Học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hoá Hình 3 : Số đĩa lý thuyết tương ứng với β =1,2 ; B = 0,310 và Nlt = 17 Đồ án môn QT&TB Sinh 0Viên : Lê Thị Xuyến - Lớp LTCĐ- ĐH Hoá1 -K 6 14 Trường Đại Học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hoá Hình 4 : Số đĩa lý thuyết tương ứng với β =1,3 ; B = 0,293 và Nlt = 15 Đồ án môn. .. = 12 Đồ án môn QT&TB Sinh Viên : Lê Thị Xuyến - Lớp LTCĐ- ĐH Hoá1 -K 6 18 Trường Đại Học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hoá Hình 8 : Số đĩa lý thuyết tương ứng với β =1,7 ; B = 0,242 và Nlt = 12 Đồ án môn QT&TB Sinh Viên : Lê Thị Xuyến - Lớp LTCĐ- ĐH Hoá1 -K 6 19 Trường Đại Học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hoá Hình 9: Số đĩa lý thuyết tương ứng với β =1,8 ; B = 0,232 và Nlt = 12 Đồ án môn QT&TB... = 11 Đồ án môn QT&TB Sinh Viên : Lê Thị Xuyến - Lớp LTCĐ- ĐH Hoá1 -K 6 23 Trường Đại Học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hoá Hình 13: Số đĩa lý thuyết tương ứng với β =2,2 ; B = 0,199 và Nlt = 11 Đồ án môn QT&TB Sinh Viên : Lê Thị Xuyến - Lớp LTCĐ- ĐH Hoá1 -K 6 24 Trường Đại Học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hoá Hình 14: Số đĩa lý thuyết tương ứng với β =2,3 ; B = 0,192 và Nlt = 11 Đồ án môn QT&TB... cho đoạn luyện: g1 = G1 + GP g1 y1 = G1.x1 + GP xP g r = g r đ đ 1 1 (II-182) Trong đó: Đồ án môn QT&TB Sinh Viên : Lê Thị Xuyến - Lớp LTCĐ- ĐH Hoá1 -K 6 29 Trường Đại Học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hoá G1 - Lượng lỏng vào đĩa thứ nhất của đoạn luyện (kg/h) r1 - Ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa thư nhất (kJ/kg) rđ - Ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi ra ở đỉnh tháp (kJ/kg)... trong tháp đệm: Đối với tháp đệm khi chất lỏng chảy từ trên xuống và pha hơi đi từ dưới lên chuyển động ngược chiều có thể xảy ra bốn chế độ thuỷ động; Chế độ chảy màng, chế độ quá độ, chế độ xoáy và chế độ sủi bọt ở chế độ sủi bọt thì pha lỏng chiếm toàn bộ thể tích tự do và như vậy pha lỏng là pha liên tục Nếu tăng tốc độ lên thì tháp bị sặc Trong phần tính toán này ta tính tốc độ hơi của tháp dựa... Trường Đại Học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hoá Hình 10: Số đĩa lý thuyết tương ứng với β =1,9 ; B = 0,223 và Nlt = 12 Đồ án môn QT&TB Sinh Viên : Lê Thị Xuyến - Lớp LTCĐ- ĐH Hoá1 -K 6 21 Trường Đại Học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hoá Hình 11: Số đĩa lý thuyết tương ứng với β =2,0 ; B = 0,214 và Nlt = 11 Đồ án môn QT&TB Sinh Viên : Lê Thị Xuyến - Lớp LTCĐ- ĐH Hoá1 -K 6 22 Trường Đại Học công... nhiệt độ sôi của hỗn hợp hai cấu tử Benzen – Toluen ở 760mmHg (phần trăm mol) (Bảng IX.2a, II-146) x 0 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 y 0 11,8 21,4 38 51,1 61,9 71,2 79 85,4 91 95,9 100 t (oC) 110,6 108,3 106,1 102,2 98,6 95,2 92,1 89,4 86,8 84,4 82,3 80,2 Từ các số liệu ở bảng trên ta vẽ được biểu đồ: Đồ án môn QT&TB Sinh Viên : Lê Thị Xuyến - Lớp LTCĐ- ĐH Hoá1 -K 6 11 Trường Đại Học công nghiệp... Trường Đại Học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hoá Hình 15: Số đĩa lý thuyết tương ứng với β = 2,4 ; B = 0,186 và Nlt = 11 Đồ án môn QT&TB Sinh Viên : Lê Thị Xuyến - Lớp LTCĐ- ĐH Hoá1 -K 6 26 Trường Đại Học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hoá Hình 16: Số đĩa lý thuyết tương ứng với β =2,5 ; B = 0,180 và Nlt = 11 Đồ án môn QT&TB Sinh Viên : Lê Thị Xuyến - Lớp LTCĐ- ĐH Hoá1 -K 6 27 Trường Đại Học công... việc của đoạn luyện là phương trình có dạng: Rx x x+ P Rx + 1 Rx + 1 Rx x ⇒y= x+ P Rx + 1 Rx + 1 y= (đi qua x = xP = yP) (II-144) Với Rx = 2,672 ; xp = 0,93 (phần mol) Thay số ta có Phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn luyện : Đồ án môn QT&TB Sinh Viên : Lê Thị Xuyến - Lớp LTCĐ- ĐH Hoá1 -K 6 28 Trường Đại Học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hoá y = 0,728.x + 0,253 * Phương trình đường nồng... Trường Đại Học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hoá Hình 5 : Số đĩa lý thuyết tương ứng với β =1,4 ; B = 0,279 và Nlt = 14 Đồ án môn QT&TB Sinh Viên : Lê Thị Xuyến - Lớp LTCĐ- ĐH Hoá1 -K 6 16 Trường Đại Học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hoá Hình 6 : Số đĩa lý thuyết tương ứng với β =1,5 ; B = 0,265 và Nlt = 13 Đồ án môn QT&TB Sinh Viên : Lê Thị Xuyến - Lớp LTCĐ- ĐH Hoá1 -K 6 17 Trường Đại Học công