Đồ án hóa công- Chưng tháp đĩa lỗ có ống chảy truyền hỗn hợp rượi Etylic Nước

PHẦN I:TỔNG QUAN.CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG.I – SƠ LƯỢC VỀ CHƯNG LUYỆN:Trong công nghệ hóa học có nhiều phương pháp để phân riêng hỗn hợp hai hay nhiều cấu tử tan một phần hay hoàn toàn vào nhau như : hấp thụ, hấp phụ, li tâm, trích li, chưng...Mỗi phương pháp đều có những đặc thù riêng và những ưu nhược điểm nhất định. Việc lựa chọn phương pháp và thiết bị cho phù hợp tuỳ thuộc vào hỗn hợp ban đầu, yêu cầu sản phẩm và điều kiện kinh tế. Đối với hỗn hợp Etylic và Nước là hai cấu tử tan hoàn toàn vào nhau theo bất kỳ tỷ lệ nào có nhiệt độ sôi khác biệt nhau thì phương án tối ưu để tách hỗn hợp trên là chưng cất.Chưng là quá trình dùng để tách các cấu tử của một hỗn hợp lỏng cũng như hỗn hợp khí lỏng thành các cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay hơi khác nhau của các cấu tử trong hỗn hợp (nghĩa là khi ở cùng một nhiệt độ, áp suất hơi bão hòa của các cấu tử khác nhau). Thay vì đưa vào trong hỗn hợp một pha mới để tạo nên sự tiếp xúc giữa hai pha như trong quá trình hấp thu hoặc nhả khí, trong quá trình chưng cất pha mới được tạo nên bằng sự bốc hơi hoặc ngưng tụ.Trong trường hợp đơn giản nhất, chưng cất và cô đặc không khác gì nhau, tuy nhiên giữa hai quá trình này có một ranh giới cơ bản là trong quá trình chưng cất dung môi và chất tan đều bay hơi (nghĩa là các cấu tử đều hiện diện trong cả hai pha nhưng với tỷ lệ khác nhau), còn trong quá trình cô đặc thì chỉ có dung môi bay hơi còn chất tan không bay hơi.Khi chưng 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 cấu tử thì ta thu được 2 sản phẩm: Sản phẩm đỉnh chủ yếu gồm cấu tử có độ bay hơi lớn và một phần rất ít các cấu tử có độ bay hơi nhỏ.Sản phẩm đáy chủ yếu gồm cấu tử có độ bay hơi nhỏ và một phần rất ít cấu tử có độ bay hơi lớn.Đối với hệ Etylic Nước thì:•Sản phẩm đỉnh chủ yếu là Etylic.•Sản phẩm đáy chủ yếu là Nước.Có nhiều cách để phân loại các phương pháp chưng:Theo áp suất làm việc: Áp suất thấp. Áp suất thường. Áp suất cao.Theo nguyên lý làm việc: Chưng gián đoạn. Chưng bằng hơi nước trực tiếp. Chưng liên tục.Theo phương pháp cấp nhiệt ở đáy tháp: Cấp nhiệt trực tiếp. Cấp nhiệt gián tiếp.II – THIẾT BỊ CHƯNG LUYỆN: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 luyện 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 lưu lượng pha lỏng, pha khí của tháp và độ tinh khiết của sản phẩm. Trong chưng luyện, hai loại tháp được dùng chủ yếu là tháp đệm và tháp đĩa.Tháp đĩa: thân tháp hình trụ, thẳng đứng phía trong có gắn các đĩa để chia thân tháp thành những đoạn bằng nhau, trên đĩa pha lỏng và pha hơi đựơc cho tiếp xúc với nhau. Tùy theo cấu tạo của đĩa, ta có: Tháp đĩa có ống chảy chuyền và không có ống chảy chuyền. Tháp đĩa lỗ(lưới), tháp chóp, tháp supap và một số dạng khác. Tháp đệm: tháp hình trụ, gồm nhiều đoạn nối với nhau bằng mặt bích hay hàn. Đệm được cho vào tháp theo một trong hai phương pháp: xếp ngẫu nhiên hay xếp thứ tự.III – HỖN HỢP ETYLIC – NƯỚC:1.Etylic: Etylic là chất lỏng linh động không màu và có thể hòa tan vô hạn trong nước. Nhiệt độ sôi của nó là 78.40C, Etylic được ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp, đời sống hàng ngày. Etylic là sản phẩm của quá trình lên men hoặc quá trình tổng hợp khác.2.Nước: Nước là chất lỏng linh động, khối lượng phân tử 18 (kgkmol), nhiệt độ sôi1000C, khối lượng riêng 1000(kgm3).Hai chất lỏng này có độ bay hơi khác nhau. Ở đây Etylic bay hơi trước do nhiệt độ sôi của nó thấp hơn của Nước. Hỗn hợp ăn mòn yếu nên trong quá trình lựa chọn thiết bị để chưng luyện thì ta nên sử dụng loại thép cácbon thường để tránh lãng phí. KẾT LUẬN: Với hỗn hợp Etylic – Nước, trong bài này ta sử dụng phương pháp chưng luyện liên tục ở áp suất thường sử dụng tháp đĩa lỗ có ống chảy chuyền.Hỗn hợp đầu có năng suất: F = 9,0 ( tấnh) = 9000 (kgh).Nồng độ hỗn hợp đầu : aF = 0,32 phần khối lượng.Nồng độ sản phẩm đỉnh : aP = 0,83 phần khối lượng.Nồng độ sản phẩm đáy : aW = 0,005 phần khối lượng.Loại tháp: Tháp đĩa lỗ có ống chảy chuyền Tháp làm việc ở áp suất thường là 1 (atm)Hỗn hợp đầu được gia nhiệt đến nhiệt độ sôi Tổng tiết diện của lỗ hoặc rãnh chiếm từ 8 – 15% tiết diện tháp.Đường kính lỗ từ 3 – 8 mmĐĩa được lắp cân bằng cũng có thể lắp đĩa xiên một góc với độ dốc 145 ÷ 150 Tháp đĩa lỗ có ống chảy chuyền hoạt động với hiệu suất cao ổn định. Khắc phục được nhược điểm của các loại tháp khác.