THỰC HÀNH CHƯNG CẤT LIÊN TỤC

8 16 0
  • Loading ...
1/8 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 18/09/2019, 14:09

. Mục đích thí nghiệm Khảo sát ảnh hưởng lưu lượng dòng nhập liệu. Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ dòng nhập liệu. Khảo sát ảnh hưởng vị trí dòng nhập liệu. Khảo sát ảnh hưởng chỉ số hồi lưu.4.2. Cách tiến hành thí nghiệmTrong quá trình chưng cất liên tục, nhập liệu cho vào thiết bị liên tục bằng bơm nhập liệu với lưu lượng là hằng số. Nhiệt độ nhập liệu cũng duy trì không đổi khi đi qua thiết bị gia nhiệt. Quá trình thí nghiệm tiến hành theo các bước sau:Tiến hành pha trộn khoảng 10 lít hỗn hợp với nồng độ khoảng 2030 độ cồn để làm nguyên liệu tiến hành chưng cất.Xác định chính xác giá trị nồng độ của hỗn hợp nhập liệu.Xác định giá trị nhiệt độ sôi nhiệt độ của nhập liệu.Xác định chỉ số hồi lưu tối thiểu của quá trình chưng liên tục với nồng độ sản phẩm đỉnh khoảng 90 độ cồn.Mở van nhập liệu, van thu sản phẩm đáy.Cắm đầu hút của bơm nhập liệu vào bình chứa.Mở công tắt điện chính, đèn trắng sẽ được kích hoạt.Mở hệ thống giải nhiệt.Mở công tắt tổng bằng cách mở nút khóa khẩn cấp và nhấn nút bấm màu xanh.Thiết lặp giá trị trên bộ điều khiển PID của lưu lượng dòng nước giải nhiệt 300 Lh.Mở bơm nhập liệu, điều chỉnh phần trăm số vòng quay của bơm trên bộ điều khiển (có thể để tối đa để bơm nhanh), nhấn nút StartStop trên bơm để bơm hoạt động.Khi dung dịch nhập liệu chảy tràn qua bình thu sản phẩm đáy thì ngừng bơm.Khóa van thu sản phẩm đáy và van nhập liệu vào tháp.Cài đặt độ chênh lêch áp của tháp P=15 mBar (kiểm tra hệ thống điều khiển ở chế độ Auto).Đặt bộ chỉnh dòng hoàn lưu ở chế độ “REFLUX”.Mở công tắt gia nhiệt nồi đun (nếu đèn đỏ còn hiển thị thì kiểm tra lại nước làm lạnh, lượng dung dịch trong nồi đun).Cài đặt nhiệt đọ sôi nhập liệu trên bộ điều khiển gia nhiệt nhập liệu (chú ý để ở chế độ Auto).Điều chỉnh phần trăm tốc độ bơm nhập liệu vào tháp khoảng 4 Lh (VF).Mở van nhập liệu (theo yêu cầu GVHD).Mở bơm nhập liệu với lưu lượng VF .Mở van thu sản phẩm đáy để thu sản phẩm đáy ở bình chứa ssanr phẩm đáy.Đặt chế độ điều khiển nhiệt độ hoàn lưu ở chế độ MANU.Đặt bộ chỉnh dòng hoàn lưu ở chế độ “CYCLE”.Điều chỉnh thời gian một chu kỳ 6s.Điều chỉnh phầm trăm lưu lượng dung dịch hoàn lưu trong một chu kỳ 50%Chờ hệ thống đạt trạng thái ổn định khi các giá trị nhiệt độ làm việc không đổi: oXác định lưu lượng sản phẩm đỉnh bằng cách lượng dung dịch thu được trong một khoảng thời gian.oXác định nồng độ sản phẩm đỉnh bằng dụng cụ đo tỷ trọng cồn kế.Tiến hành thay đổi chỉ số hồi lưu ở các vị trí nhập liệu khác nhau và tiến hành tương tự như trên.4.3. Thực nghiệm4.3.1. Kết quả thí nghiệm Bài 4: CHƯNG LIÊN TỤC 4.1 Mục đích thí nghiệm - Khảo sát ảnh hưởng lưu lượng dòng nhập liệu - Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ dòng nhập liệu - Khảo sát ảnh hưởng vị trí dòng nhập liệu - Khảo sát ảnh hưởng số hồi lưu 4.2 Cách tiến hành thí nghiệm Trong q trình chưng cất liên tục, nhập liệu cho vào thiết bị liên tục bơm nhập liệu với lưu lượng số Nhiệt độ nhập liệu trì khơng đổi qua thiết bị gia nhiệt Q trình thí nghiệm tiến hành theo bước sau: - Tiến hành pha trộn khoảng 10 lít hỗn hợp với nồng độ khoảng 20-30 độ cồn để làm nguyên liệu tiến - hành chưng cất Xác định xác giá trị nồng độ hỗn hợp nhập liệu Xác định giá trị nhiệt độ sôi nhiệt độ nhập liệu Xác định số hồi lưu tối thiểu trình chưng liên tục với nồng độ sản phẩm đỉnh khoảng 90 - độ cồn Mở van nhập liệu, van thu sản phẩm đáy Cắm đầu hút bơm nhập liệu vào bình chứa Mở cơng tắt điện chính, đèn trắng kích hoạt Mở hệ thống giải nhiệt Mở cơng tắt tổng cách mở nút khóa khẩn cấp nhấn nút bấm màu xanh Thiết lặp giá trị điều khiển PID lưu lượng dòng nước giải nhiệt 300 L/h Mở bơm nhập liệu, điều chỉnh phần trăm số vòng quay bơm điều khiển (có thể để tối đa - để bơm nhanh), nhấn nút Start/Stop bơm để bơm hoạt động Khi dung dịch nhập liệu chảy tràn qua bình thu sản phẩm đáy ngừng bơm Khóa van thu sản phẩm đáy van nhập liệu vào tháp Cài đặt độ chênh lêch áp tháp ∆P=15 mBar (kiểm tra hệ thống điều khiển chế độ Auto) Đặt chỉnh dòng hồn lưu chế độ “REFLUX” Mở công tắt gia nhiệt nồi đun (nếu đèn đỏ hiển thị kiểm tra lại nước làm lạnh, lượng dung dịch - nồi đun) Cài đặt nhiệt đọ sôi nhập liệu điều khiển gia nhiệt nhập liệu (chú ý để chế độ Auto) Điều chỉnh phần trăm tốc độ bơm nhập liệu vào tháp khoảng L/h (VF) Mở van nhập liệu (theo yêu cầu GVHD) Mở bơm nhập liệu với lưu lượng VF Mở van thu sản phẩm đáy để thu sản phẩm đáy bình chứa ssanr phẩm đáy Đặt chế độ điều khiển nhiệt độ hồn lưu chế độ MANU Đặt chỉnh dòng hoàn lưu chế độ “CYCLE” 1 - - Điều chỉnh thời gian chu kỳ 6s Điều chỉnh phầm trăm lưu lượng dung dịch hoàn lưu chu kỳ 50% Chờ hệ thống đạt trạng thái ổn định giá trị nhiệt độ làm việc không đổi: o Xác định lưu lượng sản phẩm đỉnh cách lượng dung dịch thu khoảng thời gian o Xác định nồng độ sản phẩm đỉnh dụng cụ đo tỷ trọng cồn kế Tiến hành thay đổi số hồi lưu vị trí nhập liệu khác tiến hành tương tự 4.3 Thực nghiệm 4.3.1 Kết thí nghiệm vF = 30 %V Bảng 4.1: Kết thí nghệm STT NL VF L/h R VD vD T₁ T₂ T₃ T₄ T₅ T6 T7 T8 G L/h % °C °C °C °C °C °C °C °C L/s 1 7.87 2.42 70 94.1 86.6 88.4 84.4 88.9 35.8 29.9 32.3 0.083 7.87 1.13 96 93.1 83.9 78.2 78.1 77.4 35.6 29.8 32.4 0.083 5.81 1.41 80 90.4 88.7 86.5 78.3 84.3 89.7 29.7 31.4 0.083 4.3.2 Các cơng thức tính tốn  Thành phần phần mol: (2.1) (2.2) (2.3)  Tính suất lượng mol (2.4) (2.5) (2.6) 4.3.2.1 Cân vật chất Phương trình cân cho toàn tháp là: 2 (2.7) (2.8) Trong : F, W, D – suất lượng nhập liệu, sản phẩm đáy,và đỉnh, kmol/h , – phần mol cấu tử dễ bay nhập liệu,sản phẩm đáy đỉnh 4.3.2.2 Phương pháp Mc Cabe – theile  Chỉ số hồi lưu (hoàn lưu) Chỉ số hồi lưu tỉ số lưu lượng dòng hồn lưu (L0) lưu lượng dòng sản phẩm đỉnh (D) (2.9) Chỉ số hồi lưu thích hợp (R) xác định thơng qua số hồi lưu tối thiểu (R min) quan hệ theo phương trình sau: (2.10)  Phương trình đường làm việc Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn cất (2.11) Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn chưng (2.12) lượng hỗn hợp nhập liệu so với sản phẩm đỉnh 4.3.2.3 Cân lượng  Cân nhiệt lượng cho thiết bị gia nhiệt nhập liệu: (2.13) Với Qnl : Nhiệt lượng cần cung cấp, W CPF : Nhiệt lượng riêng hỗn hợp nhập liệu, W , : Nhiệt độ nhập liệu khỏi thiết bị, 0C  Cân nhiệt lượng thiết bị ngưng tụ: 3 Nếu trình ngưng tụ khơng làm lạnh (2.14) Nếu q trình ngưng tụ có làm lạnh (2.15) Trong đó: : nhiệt độ vào nước, 0C G: lưu lượng dòng giải nhiệt, kg/s C: nhiệt dung riêng dòng giải nhiệt, J/kg/độ tSD : nhiệt độ sôi hỗn hợp sản phẩm đỉnh, 0C  Cân nhiệt lượng thiết bị làm lạnh Làm lạnh sản phẩm đỉnh (2.16) Làm lạnh sản phẩm đáy (2.17) C PF , C PD , C PW : t F , t D , tW rD nhiệt lượng riêng nhập liệu, sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy, J/mol.độ : nhiệt độ nhập liệu, sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy, 0C : nhiệt hóa sản phẩm đỉnh, kJ/kmol  Cân nhiệt toàn tháp QF +QK +QLo= QD +QW +Qm +Qng (2.18) → QK = QD + QW +Qm +Qng - QF - QLo QK: nhiệt lượng cung cấp cho nồi đun, W Qm: nhiệt lượng mát môi trường xung quanh (W) lấy từ 5% đến 10% nhiệt lượng cần cung cấp 4 − Q F = F C P t F QF: nhiệt lượng dòng nhập liệu mang vào, W (2.19) q − D = D C P D t D QD: nhiệt lượng dòng sản phẩm đỉnh mang ra, W (2.20) QW: nhiệt lượng dòng sản phẩm đáy mang ra, W (2.21) Qng: nhiệt lượng trao đổi thiết bị ngưng tụ, W (2.22) QLo: nhiệt lượng dòng hồn lưu mang vào,W (2.22) nhiệt lượng riêng nhập liệu, sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy, J/kg.độ : nhiệt độ nhập liệu, sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy,0C nhiệt hóa sản phẩm đỉnh, kJ/kmol 4.4 Xử lý kết thí nghiệm 4.4.1 Tính mẫu ( lấy vd cho tính mẫu) 5 Với mẫu số 1, ta có R=0 Ta có đường làm việc: Phần chưng : = 5.154X – 0.332 Phần cất : 4.4.2 Kết xử lý số liệu Bảng 4.2: Chuyển đổi đơn vị xF F xD xW mol/mol mol/h mol/mol mol/mol 0.135 351.60 0.43 0.064 0.135 351.64 0.88 0.091 0.134 251.46 0.56 0.068 STT Bảng 4.3: Tính cân vật chất 6 D W Đường làm việc Đường làm việc mol/h mol/h phần cất phần chưng 1.91 0.18 0.09 y=0.43 y=5.15x - 0.266 2.54 0.09 0.18 y=0.5x + 0.439 y=9.29x - 0.750 3.18 0.13 0.15 y=0.557 y=7.36x – 0.499 STT R Bảng 4.4: Cân lượng G Qng QF QW QD QK kg/h W W W W W 298.76 748.34 285.13 185.23 602.76 1317.05 298.76 429.54 283.51 59.85 715.68 744.00 298.85 373.24 543.15 94.77 444.36 388.66 STT 4.4.3 Đồ thị Đồ thị 4.1: Xác định số mâm lý thuyết R=1 Đồ thị 4.2: Đồ thị quan hệ giữ QK R 4.5 Nhận xét bàn luận Chưng cất có hồi lưu: Để nâng cao khả phân chia hỗn hợp lỏng, người ta tiến hành cho hồi lưu phần sản phẩm đỉnh Nhờ tiếp xúc thêm lần pha lỏng (hồi lưu) pha tháp làm giàu thêm cấu tử nhẹ nhờ mà độ phân chia cao Nhằm tạo dòng lỏng có nhiệt độ thấp từ đỉnh tháp xuống đáy tháp để trao đổi nhiệt với dòng Từ làm cho trình trao đổi chất tách phân đoạn triệt để thu chất lượng sản phẩm mong muốn 7 Tỉ lệ dòng hồn lưu phụ thuộc vào nhiều yếu tố, yếu tố kinh tế toán định Nếu lượng hồi lưu q bé tháp vơ cao, điều khó thực hiện; lượng hồi lưu lớn thiết bị có thấp đường kính tháp tăng lên vá sản phẩm đỉnh thu chẳng Chủ yếu có dạng sau: - Hồi lưu nóng: Sử dụng dòng hồi lưu trạng thái lỏng sôi - Hồi lưu lạnh: Nhiệt độ dòng hồi lưu điểm lỏng-sơi - Hồi lưu vòng: Lấy sản phẩm mâm hồi lưu lên mâm sau làm lạnh Nếu nhiệt độ sôi cấu tử hỗn hợp cao nhiệt độ phân huỷ dùng chưng cất chân không hay chưng cất nước Hơi nước làm giảm áp suất riêng phần làm chúng sôi nhiệt độ thấp Trong ta tiến hành chưng cất với nước Qua tính số liệu tính tốn ta thấy tăng số hồi lưu độ tinh khiết sản phẩm giảm hay nói cách khác hiệu suất q trình giảm - Vị trí mâm nhập liệu ảnh hưởng đến đến độ tinh khiết sản phẩm: từ số liệu thí nghiệm ta thấy nhập liệu mâm số cho sản phẩm có độ tinh khiết cao hai trường hợp nhập liệu lại, độ tinh khiết nhập liêu mâm số lớn mâm 12 - Đánh giá thay đổi nhiệt lượng nồi đun cung cấp theo số hồi lưu: dòng tháp chưng tạo thành từ việc bốc phần lỏng nồi đun Vai trò nồi đun định đến tồn taị q trình chưng cất Dòng lỏng tháp chưng đươc lấy từ dòng hồn lưu dòng nhập liệu, ảnh hưởng đến việc phân chia tháp chưng Từ đồ thị ta thấy tăng số hồi lưu nhiệt lượng nồi đun cung cấp giảm dần Ta thấy nhiệt nồi đun cung cấp nhập liệu mâm số lớn mâm lại, mâm nhập liệu xa đáy tháp nhiệt nồi đun cung cấp nhỏ 8 ... hợp cao nhiệt độ phân huỷ dùng chưng cất chân không hay chưng cất nước Hơi nước làm giảm áp suất riêng phần làm chúng sôi nhiệt độ thấp Trong ta tiến hành chưng cất với nước Qua tính số liệu tính... đun cung cấp theo số hồi lưu: dòng tháp chưng tạo thành từ việc bốc phần lỏng nồi đun Vai trò nồi đun định đến tồn taị q trình chưng cất Dòng lỏng tháp chưng đươc lấy từ dòng hồn lưu dòng nhập... Xác định nồng độ sản phẩm đỉnh dụng cụ đo tỷ trọng cồn kế Tiến hành thay đổi số hồi lưu vị trí nhập liệu khác tiến hành tương tự 4.3 Thực nghiệm 4.3.1 Kết thí nghiệm vF = 30 %V Bảng 4.1: Kết thí
- Xem thêm -

Xem thêm: THỰC HÀNH CHƯNG CẤT LIÊN TỤC, THỰC HÀNH CHƯNG CẤT LIÊN TỤC

Từ khóa liên quan

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn