CHNG CT DA CU t CHNG 3 CAC PHNG

CH NG C T ĐA C UT CH NG CÁC PH NG PHÁP TÍNH TỐN THÁP CH NG C T PHÂN ĐOẠN HỖN HỢP NHIỀU C U T Đ N GI N ĐẶT V N Đ  Đ i với hệ hai c u tử  đ ờng cong cân t–x(y) y-x  s liệu ban đ u n ng độ c a c u tử vị trí: nhập liệu, đỉnh đáy tháp  đơn gi n  tính xác  Đ i với hệ đa c u tử  sử dụng ph ơng pháp đơn gi n hóa để tính tốn Ph ơng pháp tính s bậc thay đổi n ng độ đ i với hệ hai c u tử  Có hai ph ơng pháp thi t lập m i quan hệ s đĩa lý thuy t (s bậc thay đổi n ng độ), tỷ s l ng-hơi n ng độ dòng s n phẩm  Ph ng pháp Ponchon – Savarit: sử dụng gi n đ Hxy xy, áp dụng đ ợc tr ờng hợp, nhiên c n có đ kiện v nhiệt  Ph ng pháp Mc Cape – Thiele: sử dụng gi n đ xy, đơn gi n ph ơng pháp trên, thích hợp s tr ờng hợp có tổn th t nhiệt, sở c a ph ơng pháp xem g n đ ờng làm việc c a đoạn ch ng đoạn luyên đ ờng thẳng Ph ơng pháp tính s bậc thay đổi n ng độ đ i với hệ hai c u tử Ph ng pháp Ponchon – Savarit GỈN Đ CÂN B̀NG PHA Cân b̀ng ṿt ch t vƠ enthalpie -Cân tổng: A =L+V - Cân vật ch t: A.z = L.x + V.y -Cân enthalpie: A.H = L.h + V.H Ph ng pháp Ponchon – Savarit Thi t lập cân đoạn ch ng v̀ luyện CÂN B̀NG TRONG ĐỌN LUỴN Với rfp = Lp/D l̀ tỷ s h i l u đĩa p ta ć Trên gi n đ enthalpie điểm Vp+1, Lp v̀ PR nằm đ ờng thẳng Ph ng pháp Ponchon – Savarit Thi t lập cân đoạn ch ng v̀ luyện CÂN B̀NG TRONG ĐỌN CH NG Với rbq = Vq/R l̀ tỷ s đáy đĩa q ta ć Trên gi n đ enthalpie điểm Vq, Lq+1 v̀ PE nằm đ ờng thẳng Ph ng pháp Ponchon – Savarit Thi t lập cân đoạn ch ng v̀ luyện Gỉn đ̀ cân b̀ng enthalpie Khi xác định đ ợc điểm PR v̀ PE, với th̀nh ph n pha l ng xp, xq+1 đư bi t, hòn tòn ć thể xác định th̀nh ph n pha ḍa v̀o gi n đ cân Ph ng pháp Ponchon – Savarit Xây ḍng gi n đ  Xác định điểm PE, PR, A đ ờng thẳng t̀ cân chung c a tháp Ph ng pháp Ponchon – Savarit Xây ḍng gi n đ  Xây ḍng gi n đ đoạn luyện t̀ V1 t ơng  Xác định vị trí nạp liệu ng th̀nh ph n y1 = xD Đi u kiện nạp liệu xác: Xn > xA > xn+1 Ćc bức: -Xác định Ln - Xác định xm+1 - Xác định Vm t̀ đ ờng thẳng VmLm+1PE  Xây ḍng gi n đ đoạn ch ng: t̀ Vm xác định Lm ḍa v̀o đ ờng cân cho đ n th̀nh ph n pha l ng x < xR Ph ng pháp Ponchon – Savarit Xây ḍng gi n đ  Xác định vị trí nạp liệu: x́t trạng thái nhập liệu đơn gi n  Nhập liệu điểm sôi Đọn luỵn: Ln, Vm, PR thẳng h̀ng Đọn chưng: Lm, Vm+1, PE thẳng h̀ng B ng gi thi t phân b n ng độ C ut Nguyên lịu S n phẩm đỉnh S n phẩm đáy mol ph̀n mol mol ph̀n mol mol ph̀n mol C2 (V) 0,080 0,157 0,000 C3 (CV) 22 0,220 21,5 0,423 0,5 0,010 iC4 (iV) 14 0,140 0,177 0,102 nC4 (iL) 24 0,240 12 0,236 12 0,244 iC5 (CL) 10 0,100 0,16 0,003 9,84 0,200 nC5 (L) 22 0,220 0,16 0,003 21,84 0,444 T̉ng 100 1,000 50,82 1,000 49,18 1,000 Tr̀nh ṭ tính tốn Chuẩn bị kiện v̀ gi thi t  Tính độ bay t ơng đ i  L y giá trị trung b̀nh vị trí: đỉnh, đáy, nạp liệu  Tại m̃i vị trí c n bi t nhiệt độ, t̀ đ́ suy giá trị s cân pha v̀ tính đ ợc độ bay t ơng đ i  Chú ́: tính theo c u tử kh́a ṇng iC5 Tại đỉnh tháp: Nhiệt độ đỉnh l̀ nhiệt độ điểm s ơng c a h̃n hợp đỉnh C ut Nhịt đ̣ gi thít lƠ nhịt đ̣ đỉm s ng t = 50°C yi = xiD Ki xi = yi/Ki iD = Ki/KCL C2 (V) 0,157 4,4 0,036 16,296 C3 (CV) 0,423 1,55 0,273 5,741 iC4 (iV) 0,177 0,74 0,239 2,741 nC4 (iL) 0,236 0,56 0,422 2,074 iC5 (CL) 0,003 0,27 0,012 1,000 nC5 (L) 0,003 0,21 0,015 0,778 Tổng 1,000 0,996 Tại đáy tháp: Nhiệt độ đáy l̀ nhiệt độ điểm sôi c a h̃n hợp đáy C ut Nhịt đ̣ gi thít lƠ nhịt đ̣ đỉm sôi t= 102°C xiR Ki yi = Ki.xi iR = Ki/KCL C2 (V) 0,000 7,2 0,000 9,231 C3 (CV) 0,010 3,05 0,031 3,910 iC4 (iV) 0,102 1,71 0,174 2,192 nC4 (iL) 0,244 1,42 0,346 1,821 iC5 (CL) 0,200 0,78 0,156 1,000 nC5 (L) 0,444 0,67 0,298 0,859 Tổng 1,000 1,005 Tại đĩa nạp liệu: Nhiệt độ nạp liệu theo gi thi t l̀ 65°C Tại nhiệt độ ǹy ta s̃ tính %b c v̀ suy giá trị cân pha Gi s C ut V =25% ṭi t=65°C iF = Ki/KCL zi Ki 1+Ki/3 li = 100 Zi/(1+Ki/3) xi C2 (V) 0,080 5,2 2,733 2,927 0,039 13,684 C3 (CV) 0,220 1,95 1,650 13,333 0,178 5,132 iC4 (iV) 0,140 0,93 1,310 10,687 0,143 2,447 nC4 (iL) 0,240 0,76 1,253 19,149 0,256 2,000 iC5 (CL) 0,100 0,38 1,127 8,876 0,118 1,000 nC5 (L) 0,220 0,31 1,103 19,940 0,266 0,816 Tổng 1,000 74,911 1,000 B ng tổng k t s liệu  iF iD iR i C2 (V) 13,684 16,296 9,231 12,721 C3 (CV) 5,132 5,741 3,910 4,866 iC4 (iV) 2,447 2,741 2,192 2,450 nC4 (iL) 2,000 2,074 1,821 1,962 iC5 (CL) 1,000 1,000 1,000 1,000 nC5 (L) 0,816 0,778 0,859 0,817 C ut Tr̀nh ṭ tính tốn  Xác định Nmin theo công th c Fenske Kiểm tra gi thi t phân b n ng độ cách gi i hệ ph ơng tr̀nh Fenske vi t cho t̀ng c u tử khác  Gọi a l̀ s mol iC5 s n phẩm đỉnh tháp, ta ć  C u tử Đỉnh Đáy iC5 (mol) a 10 -a nC5 (mol) 0,32 - a 21,68 + a Công th c Fenske đ ợc vi t d ới dạng xiD x jR   ( ij ) Nmin x jD xiR Tr̀nh ṭ tính tốn  Xác định Nmin theo công th c Fenske Vi t công th c Fenske cho l n l ợt c̣p c u tử sau  C3 iC5 21,5 10  a   (4,866) Nmin 0,5 a 21,5 21,68  a 4,866 Nmin  ( ) 0,5 0,32  a 0,82  C3 nC5  Gi i hệ ta ć: Nmin = 4,9206 C u tử Đỉnh Đáy iC5 (mol) 0,17562268 9,8243773 nC5 (mol) 0,14437732 21,855623 Tr̀nh ṭ tính tốn  Xác định Nmin theo cơng th c Fenske Gọi b l̀ s mol C2 đỉnh, Vi t công th c Fenske cho C2 iC5  Gi i đ ợc b = 7,998 Gọi c l̀ s mol iC4 đỉnh, Vi t công th c Fenske cho iC4 iC5  Gi i đ ợc c = 8,331 Gọi d l̀ s mol nC4 đỉnh, Vi t công th c Fenske cho nC4 iC5 b 9,824   (12,721) 4,9206  b 0,176 c 9,824   (2,450) 4,9206 14  c 0,176 d 9,824   (1,962) 4,9206 24  d 0,176 Gi i đ ợc d = 7,920 B ng phân b n ng độ tính tốn đ ợc C u tử Nguyên liệu S n phẩm đỉnh S n phẩm đáy mol ph n mol mol ph n mol mol ph n mol C2 (V) 0,080 7,998 0,174 0,002 0,000 C3 (CV) 22 0,220 21,500 0,467 0,500 0,009 iC4 (iV) 14 0,140 8,331 0,181 5,669 0,105 nC4 (iL) 24 0,240 7,920 0,172 16,080 0,298 iC5 (CL) 10 0,100 0,176 0,004 9,824 0,182 nC5 (L) 22 0,220 0,144 0,003 21,856 0,405 Tổng 100 1,000 46,070 1,000 53,930 1,000 Nhận x́t v k t qu tính tốn ṣ phân b n ng độ v̀ Nmin  Ṣ sai khác k t qu tính tốn với gi thi t phân b n ng độ ban đ u không lớn tr̀ tr ờng hợp c a nC4 Tuy nhiên c u tử trung gian, ta khơng có u c u cḥt ch̃ Ṃt khác giá trị phân b n ng độ tính tốn đ ợc không làm thay đổi đáng kể nhiệt độ điểm s ơng nhiệt độ sôi c a h̃n hợp đỉnh đáy Do sử dụng s liệu phân b n ng độ giá trị Nmin tính tốn đ ợc mà khơng c n ph i tính ḷp lại Tr̀nh ṭ tính tốn  Tính tỷ s h i l u t i thiểu Rmin: Sử dụng công th c Maxwell tính Rmin hai tr ờng hợp biên c a trạng thái nạp liệu, sau đ́ nội suy Rmin t ơng ng với h̃n hợp nguyên liệu Tính giá trị l: C u tử zi i C2 (V) 0,080 12,721 C3 (CV) 0,220 4,866 2,200 iC4 (iV) 0,140 2,450 1,400 nC4 (iL) 0,240 1,962 0,917 0,370 iC5 (CL) 0,100 1,000 nC5 (L) 0,220 0,817 1,000 1,000 Nhập liệu dạng l ng Nhập liệu dạng %b c l %b c 0,0629 0,0629 0,452 78 l 0,571 Tr̀nh ṭ tính tốn  Tính tỷ s h i l u t i thiểu Rmin: Xác định Rmin cho trạng thái nạp liệu dạng l ng:  4,866 2,2  1  0,467  Rmin 8%      , 004   2,2   , 866     12,721  (0,174  0,0629 0,004 )  12,721  2,45  (0,181  1,4.0,004 )  2,45  0,467 1,962   0,172 ) ( 4,866  1,962 0,917 0,817 0,467  (  0,003) 4,866  0,817  1,4368  Rmin 8%  0,4368 Tr̀nh ṭ tính tốn  Tính tỷ s h i l u t i thiểu Rmin: Xác định Rmin cho trạng thái nạp liệu dạng hơi:  4,866.0,452  1  0,467  Rmin 78%      , 004   0,452   , 866     12,721  (0,174  0,0629.0,004)  12,721 2,45  (0,181 0,571.0,004)  2,45  1,962 0,467   0,172) ( 4,866  1,962 0,370 0,817 0,467   0,003) ( 4,866  0,817  2,1717  Rmin 78%  1,1717 Tr̀nh ṭ tính tốn  Tính tỷ s h i l u t i thiểu Rmin: Xác định Rmin cho trạng thái nạp liệu tḥc t với 25% b c hơi: Rmin 25%  0,4368  Rmin 25%  0,6153  (1,1717  0,4368).(25  8) (78  8) Xác định R t̀ biểu đ Gilliland