Đang tải... (xem toàn văn)
MUÏC LUÏC trang LÔØI MÔÛ ÑAÀU CHÖÔNG I : TOÅNG QUAN....................................... ............................ I . LYÙù THUYEÁT VEÀ CHÖNG CAÁT 1 . Phöông phaùp chöng caát 2 . Thieát bò chöng caát : II . GIÔÙI THIEÄU SÔ BOÄ NGUYEÂN LIEÄU 1 . Etanol 2 . Nöôùc 3 . Hoãn hôïp Etanol – Nöôùc III . COÂNG NGHEÄ CHÖNG CAÁT HEÄ ETANOL – NÖÔÙC CHÖÔNG II : CAÂN BAÈNG VAÄT CHAÁT I . CAÙC THOÂNG SOÁ BAN ÑAÀU II . XAÙC ÑÒNH SUAÁT LÖÔÏNG SAÛN PHAÅM ÑÆNH VAØ SAÛN PHAÅM ÑAÙY III . XAÙC ÑÒNH TÆ SOÁ HOAØN LÖU THÍCH HÔÏP 1 . Tæ soá hoaøn löu toái thieåu 2 . Tæ soá hoaøn löu thích hôïp IV . PHÖÔNG TRÌNH ÑÖÔØNG LAØM VIEÄC – SOÁ MAÂM LYÙ THUYEÁT 1 . Phöông trình ñöôøng noàng ñoä laøm vieäc cuûa ñoaïn caát 2 . Phöông trình ñöôøng noàng ñoä laøm vieäc cuûa ñoaïn chöng 3 . Soá maâm lyù thuyeát V . XAÙC ÑÒNH SOÁ MAÂM THÖÏC TEÁ CHÖÔNG III :TÍNH TOAÙN –THIEÁT KEÁ THAÙP CHÖNG CAÁT I . ÑÖÔØNG KÍNH THAÙP 1 . Ñöôøng kính ñoaïn caát 2 . Ñöôøng kính ñoaïn chöng II . MAÂM LOÃ – TRÔÛ LÖÏC CUÛA MAÂM 1 . Caáu taïo maâm loã 2 . Ñoä giaûm aùp cuûa pha khí qua moät maâm ÑAMH Quaù Trình vaø Thieát Bò GVHD : Vuõ Baù Minh http:www.ebook.edu.vn 2 3 . Kieåm tra ngaäp luït khi thaùp hoaït ñoäng : III . TÍNH TOAÙN CÔ KHÍ CUÛA THAÙP 1 . Beà daøy thaân thaùp : 2 . Ñaùy vaø naép thieát bò : 3 . Bích gheùp thaân, ñaùy vaø naép : 4 . Ñöôøng kính caùc oá ng daãn – Bích gheù p caùc oáng daãn : 5 . Tai treo vaø chaân ñôõ: CHÖÔNG IV : TÍNH TO AÙN THIEÁT BÒ TRUYEÀN NHIEÄT THIEÁT BÒ PHUÏ I . CAÙC THIEÁT BÒ TRUYEÀN NHIEÄT 1 . Thieát bò ngöng tuï saûn phaåm ñænh 2 . Thieát bò laøm nguo äi saûn phaåm ñænh 3 . Noài ñun gia nhieät saûn phaåm ñaùy 4 . Thieát bò trao ñoåi nhieät giöõa nhaäp lieäu vaø saûn phaåm ñaùy 5 . Thieát gia nhieät nhaäp lieäu II. TÍNH BAÛO OÂN CUÛA THIEÁT BÒ III . TÍNH TOAÙN BÔM NHAÄP LIEÄU 1 . Tính chieàu ca o boàn cao vò 2 . Choïn bôm CHÖÔNG V : GIAÙ THAØNH THIEÁT BÒ I . TÍNH SÔ BOÄ GIAÙ THAØNH CUÛA THIEÁT BÒ II . KEÁT LUAÄN TAØI LIEÄU THAM KHAÛO
ĐAMH Quá Trình và Thiết Bò GVHD : Vũ Bá Minh http://www.ebook.edu.vn 1 MỤC LỤC trang LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I : TỔNG QUAN I . LÝù THUYẾT VỀ CHƯNG CẤT 1 . Phương pháp chưng cất 2 . Thiết bò chưng cất: II . GIỚI THIỆU SƠ BỘ NGUYÊN LIỆU 1 . Etanol 2 . Nước 3 . Hỗn hợp Etanol – Nước III . CÔNG NGHỆ CHƯNG CẤT HỆ ETANOL – NƯỚC CHƯƠNG II : CÂN BẰNG VẬT CHẤT I . CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU II . XÁC ĐỊNH SUẤT LƯNG SẢN PHẨM ĐỈNH VÀ SẢN PHẨM ĐÁY III . XÁC ĐỊNH TỈ SỐ HOÀN LƯU THÍCH HP 1 . Tỉ số hoàn lưu tối thiểu 2 . Tỉ số hoàn 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 TOÁN –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 ĐAMH Quá Trình và Thiết Bò GVHD : Vũ Bá Minh http://www.ebook.edu.vn 2 3 . Kiểm tra ngập lụt khi tháp hoạt động : III . TÍNH TOÁN CƠ KHÍ CỦA THÁP 1 . Bề dày thân tháp : 2 . Đáy và nắp thiết bò : 3 . Bích ghép thân, đáy và nắp : 4 . Đường kính các ống dẫn – Bích ghép các ống dẫn : 5 . Tai treo và chân đỡ: CHƯƠNG IV : TÍNH TOÁN THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT- THIẾT BỊ PHỤ I . CÁC THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT 1 . Thiết bò ngưng tụ sản phẩm đỉnh 2 . Thiết bò làm nguội sản phẩm đỉnh 3 . Nồi đun gia nhiệt sản phẩm đáy 4 . Thiết bò 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 TOÁN BƠM NHẬP LIỆU 1 . Tính chiều cao bồn cao vò 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 ÑAMH Quaù Trình vaø Thieát Bò GVHD : Vuõ Baù Minh http://www.ebook.edu.vn 3 ĐAMH Quá Trình và Thiết Bò GVHD : Vũ Bá Minh http://www.ebook.edu.vn 4 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 Etanol - Nước là 2 cấu tử tan lẫn hoàn toàn, ta phải dùng phương pháp chưng cất để nâng cao độ tinh khiết cho Etanol. Đồ án môn học Quá trình và Thiết bò là một môn học mang tính tổng hợp trong quá trình học tập của các kỹû sư hoá- thự c 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 bò trong sản xuất hoá 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 Etanol - Nước hoạt động liên tục với nâng suất nhập liệu : 1000 kg/h có nồng độ 10% mol etanol ,thu được sản phẩm đỉnh có nồng độ 85% mol etanol với độ thu hồi etanol là 99%. Em chân thành cảm ơn các q thầy cô bộ môn Máy & Thiết Bò, các bạn sinh viên đã giúp em hoàn thành đồ án này. Tuy nhiên, trong quá trình hoàn thành đồ án không thể không có sai sót, em rất mong q thầy cô góp ý, chỉ dẫn. ĐAMH Quá Trình và Thiết Bò GVHD : Vũ Bá Minh http://www.ebook.edu.vn 5 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 Etanol - Nước sản phẩm đỉnh chủ yếu gồm etanol và một ít nước , ngược lại sản phẩm đáy chủ yếu gồm nước và một ít etanol. 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 đïc 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 bò hoạt động liên tục) là quá trình được thực hiện liên tục, nghòch dòng, nhều đoạn. • Phương pháp cất 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 Etanol – Nước, ta chọn phương pháp chưng cất liên tục cấp nhiệt gián tiếp bằng nồi đun ở áp suất thường. ĐAMH Quá Trình và Thiết Bò GVHD : Vũ Bá Minh http://www.ebook.edu.vn 6 2 . Thiết bò 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 hoá 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 đóa, ta có: * Tháp mâm chóp : trên mâm bố trí có chép dạng:tròn ,xú bắp ,chữ s… * Tháp mâm xuyên lỗ: trên mâm bố trí các lỗ có đường kính (3-12) mm. • 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 đònh. - Hoạt động ổn đònh. - Làm việc với chất lỏng bẩn. Nhược điểm: - Hiệu suất thấp. - Trở lực khá cao. - Cấu tạo phức tạp. - Độ ổn đònh kém. - Yêu cầu lắp đặt khắt khe -> lắp đóa thật phẳng. - Trở lực lớn. - Thiết bò nặng. - Không làm việc với chất lỏng bẩn. 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 Etanol - 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 Etanol - Nước. ĐAMH Quá Trình và Thiết Bò GVHD : Vũ Bá Minh http://www.ebook.edu.vn 7 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 hoá học xảy ra ở nhóm hydroxyl (-OH) của etanol là thể hiện tính chất hoá 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 bò 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 Lạnh H + Al 2 O 3 t o H 2 SO 4 >150 o C H 2 SO 4 >150 o C ĐAMH Quá Trình và Thiết Bò GVHD : Vũ Bá Minh http://www.ebook.edu.vn 8 * Phản ứng hydro và oxy hoá: 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 vò trí của etanol trong các ngành công nghiệp. • Phương pháp điều chế: có nhiều phương pháp điều chế etanol: hydrat hoá 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 dòch bazơ; hydro hoá 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 . 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 Nhiên liệu. Etanol ĐAMH Quá Trình và Thiết Bò GVHD : Vũ Bá Minh http://www.ebook.edu.vn 9 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 vò 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 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 hoà 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: x(%phân mol) 0 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 y(%phân mol) 0 33,2 44,2 53,1 57,6 61,4 65,4 69,9 75,3 81,8 89,8 100 t( o C) 100 90,5 86,5 83,2 81,7 80,8 80 79,4 79 78,6 78,4 78,4 ĐAMH Quá Trình và Thiết Bò GVHD : Vũ Bá Minh http://www.ebook.edu.vn 10 Hệ Etanol -Nước 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 102030405060708090100 x(%mol) y(%mol) [...]... Trình và Thiết Bò GVHD : Vũ Bá Minh Chọn tấm lót tai treo khi ghép vào thân có kích thước sau: + Chiều dài tấm lót: H = 260 (mm) + Chiều rộng tấm lót: B = 140 (mm) +Bề dày tấm lót là 6 (mm) Các kích thước của tai treo: (tính bằng mm) L 100 B 75 B1 85 H 155 S 6 l 40 http://www.ebook.edu.vn a 15 d 18 35 ĐAMH Quá Trình và Thiết Bò GVHD : Vũ Bá Minh CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT- THIẾT BỊ PHỤ I... Thiết bò trao đổi nhiệt với sản phẩm đáy 6 Thiết bò gia nhiệt nhập liệu 7 Bẩy hơi 8 Tháp chưng cất 9 Nhiệt kế 10 p kế 11 Thiết bò ngưng tụ sản phẩm đỉnh 12 Nồi đun 13 Thiết bò làm nguội sản phẩm đỉnh 14 Bồn chứa sản phẩm đỉnh 15 Bồn chứa sản phẩm đáy 16 Bộ phận phân dòng http://www.ebook.edu.vn 11 ĐAMH Quá Trình và Thiết Bò GVHD : Vũ Bá Minh http://www.ebook.edu.vn 12 ĐAMH Quá Trình và Thiết. .. BỊ PHỤ I CÁC THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT: Cân bằng nhiệt lượng cho toàn tháp chưng cất: (IV.1) QF + Qđ = QW + QD + Qnt + Qm Trong đó: • Qnt : nhiệt lượng ngưng tụ do hơi sản phẩm đỉnh ngưng tụ thành lỏng Chọn hơi sản phẩm đỉnh ngưng tụ hoàn toàn thành lỏng Qnt = D.(R+1).MD rD , (KJ/h) Xác đònh rD (ẩn nhiệt hoá hơi của sản phẩm đỉnh): Tra tài liệu tham khảo [4 (tập 1)], ở tD = 78,5oC ta có: n nhiệt hoá hơi... đảm bảo chất lượng của sản phẩm và khả năng ăn mòn của etylic đối với thiết bò, ta chọn vật liệu chế tạo thân tháp là thép không gỉ mã X18H10T • p suất tính toán : Tháp làm việc ở áp suất khí quyển, nên ta chọn áp suất tính toán : Ptt =Pcl + ∑htl , (N/mm2) Với : Pcl : áp suất thủy tónh do chất lỏng ở đáy (N/mm2) Chọn áp suất tính toán sao cho tháp hoạt động ở điều kiện nguy hiểm nhất mà vẫn an toàn... qui trình công nghệ: Hỗn hợp etanol – nước có nồng độ etanol 10% ( theo phân mol), nhiệt độ khoảng 280C tại bình chứa nguyên liệu (1) được bơm (2) bơm lên bồn cao vò (3) Từ đó được đưa đến thiết bò trao đổi nhiệt (5) ( trao đổi nhiệt với sản phẩm đáy ) Sau đó, hỗn hợp được đun sôi đến nhiệt độ sôi trong thiết bò gia nhiệt( 6)ù, hỗn hợp được đưa vào tháp chưng cất (8) ở đóa nhập liệu Trên đóa nhập liệu,... MN =18 • Chọn : + Nhiệt độ nhập liệu : t’F =28oC + Nhiệt độ sản phẩm đỉnh sau khi làm nguội : t’D =35oC + Nhiệt độ sản phẩm đáy sau khi trao đổi nhiệt : t’W = 35oC +Trạng thái nhập liệu là trạng thái lỏng sôi • Các kí hiệu : + GF , F : suất lượng nhập liệu tính theo Kg/h , Kmol/h + GD , D : suất lượng sản phẩm đỉnh tính theo Kg/h , Kmol/h + GW ,W : suất lượng sản phẩm đáy tính theo Kg/h , Kmol/h... của đoạn cất r1 : ẩn nhiệt hoá hơi của hỗn hợp hơi đi vào đóa thứ nhất của đoạn cất rd : ẩn nhiệt hoá hơi của hỗn hợp hơi đi ra ở đỉnh tháp * Tính r1 : t1 = tF = 86,5oC , tra tài liệu tham khảo [4 (tập 1)] ta có : n nhiệt hoá hơi của nước : rN1 = 41280 (KJ/kmol) n nhiệt hoá hơi của rượu : rR1 = 37395 (KJ/kmol) Suy ra : r1 = rR1.y1 + (1-y1).rN1 = 41280 – 3885.y1 (KJ/kmol) * Tính rd : tD = 78,5oC... mà vẫn an toàn nên : ρ + ρ ' xtb 821,25 + 925,744 g.H= 9,81 14,5 Pcl = ρx g.H = xtb 2 2 2 =124250,58 (N/m ) Suy ra : Ptt = 124250,58 + 20199,9 = 144450,48(N/m2) ~0,14446(N/mm2) • Nhiệt độ tính toán : Chọn nhiệt độ tính toán : ttt = tđáy = 100oC Tra tài liệu tham khảo [5], ứng suất tiêu chuẩn đối với thép X18H10T : [σ]* = 142 (N/mm2) Đối với rượu hệ số hiệu chỉnh : η = 1 Vậy : ứng suất cho phép :... đó, bề dày tính toán của thân Xét tỷ số : h Ptt 0,14446 được tính theo công thức sau : S 't = Dt Ptt 500.0,14446 = 0,2826 (mm) = 2.[σ ].ϕ h 2.142.0,9 Suy ra : bề dày thực của thân : St = S’t + C ,(mm) Trong đó : C :hệ số bổ sung bề dày, C = Ca + Cb + Cc + Co Với : + Ca : hệ số bổ sung do ăn mòn hoá học, phụ thuộc vào tốc độ ăn mòn của chất lỏng Chọn tốc độ ăn mòn của rượu là 0,1 (mm/năm) ,thiết bò hoạt... http://www.ebook.edu.vn 28 ĐAMH Quá Trình và Thiết Bò GVHD : Vũ Bá Minh +Cc : hệ số bổ sung do sai lệch khi chế tạo, chọn Cc = 0 +Co : hệ số bổ sung qui tròn, chọn Co =0,7174 (mm) Suy ra : C = 2 + 0 + 0 + 0,7174 = 2,7174 (mm) Vậy : St = 0,2826 + 2,7174 = 3 (mm) * Kiểm tra công thức tính toán với St = 3 (mm) : St − Ca 3 − 2 = 0,002 < 0,1 : đúng = Dt 500 * Kiểm tra áp suất tính toán cho phép : 2.[σ ].ϕ h (S t − . CHƯƠNG IV : TÍNH TOÁN THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT- THIẾT BỊ PHỤ I . CÁC THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT 1 . Thiết bò ngưng tụ sản phẩm đỉnh 2 . Thiết bò làm nguội sản phẩm đỉnh 3 . Nồi đun gia nhiệt sản. nhiệt sản phẩm đáy 4 . Thiết bò 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 TOÁN BƠM NHẬP LIỆU 1 . Tính chiều cao bồn cao. 4 . Lưu lượng kế. 5 . Thiết bò trao đổi nhiệt với sản phẩm đáy. 6 . Thiết bò gia nhiệt nhập liệu. 7 . Bẩy hơi. 8 . Tháp chưng cất. 9 . Nhiệt kế. 10 . p kế. 11 . Thiết bò ngưng tụ sản phẩm