BÁO CÁO THỰC HÀNH QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ VÀ HÓA HỌC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ HĨA HỌC BÁO CÁO THỰC HÀNH Q TRÌNH THIẾT BỊ VÀ HÓA HỌC  Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Minh Tiến Lớp học phần: DHHO15ATT Mã học phần: 422000420801 Tên: Nguyễn Thị Phương Thanh - 19501801 Nguyễn Văn Bảo - 19433981 Nguyễn Minh Cường - 19475571 Huỳnh Kim Bôi - 19444671 MSSV: 19501801 Nhóm: TP Hồ Chí Minh, ngày 31 tháng 03 năm 2022 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat CHƯNG CẤT Giới thiệu Mục đích thí nghiệm Cơ sở lý thuyết 3.1 Cân vật chất Q trình tính tốn cân vật chất chưng cất dựa sở phương pháp Mc Cabe– Theile xem gần đường làm việc phần chưng phần cất đường thẳng chấp nhận số giả thuyết sau:  Suất lượng mol pha từ lên tất tiết diện tháp  Nồng độ pha lỏng sau ngưng tụ có thành phần thành phần khỏi đỉnh tháp  Dòng vào khỏi tháp trạng thái bão hòa  Dòng hồi lưu vào tháp trạng thái lỏng sôi  Suất lượng mol pha lỏng không đổi theo chiều cao đoạn cất đoạn chưng 3.1.1 Phương trình cân vật chất F=P+W x F F=x P P+ xW W Trong đó: F, P, W: suất lượng nhập liệu, sản phẩm đáy sản phẩm đỉnh, kmol/h x F , x P , x W : thành phần mol cấu tử dễ bay nhập liệu, sản phẩm đỉnh sản phẩm đáy, mol/mol 3.1.2 Chỉ số hồi lưu Chỉ số hồi lưu tỉ số lưu lượng dịng hồn lưu ( L0 ¿ lưu lượng dòng sản phẩm đỉnh (D) TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat R= L0 P Chỉ số hồi lưu thích hợp ( R) xác định thông qua số hồi lưu tối thiểu ( Rmin ¿ xác định theo phương trình sau: R=b Rmin 3.1.3 Phương trình đường làm việc Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn cất y cất = x R x+ P R +1 R+1 Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn chưng y chưng = R+ f f −1 x+ x R+1 R+1 W F f = : tỉ lệ lưu lowngj hỗn hợp nhập liệu so với lưu lượng sản phẩm đỉnh P 3.1.4 Xác định số mâm lý thuyết Hình Xác định số mâm lý thuyết 3.2 Cân lượng 3.2.1 Cân nhiệt lượng cho thiết bị gia nhiệt nhập liệu Qnl =F C P ( t F −t F ) + Qm F r v nl TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Trong đó: Qnl : nhiệt lượng cần cung cấp để gia nhiệt nhập liệu, kW F : lưu lượng khối lượng hỗn hợp nhập liệu, kg/s C P : nhieetk dung riêng hỗn hợp nhập liệu, kJ/kg.℃ F t F , t F : nhiệt độ nhập liệu vào khỏi thiết bị, ℃ r v Qm : nhiệt mát thiết bị gia nhiệt nhập liệu, kW nl 3.2.2 Cân nhiệt lượng thiết bị ngưng tụ Nếu q trình ngưng tụ khơng làm lanh Qng=P ( R+1 ) r P=G C (t r−t v )+Qm ng Nếu q trình ngưng tụ có làm lạnh Qng=P ( R+1 ) r P + P ( R+1 ) C Pp ( t Sp−t P )=G C (t r −t v )+Qm ng Trong đó: P : lưu lượng khối lượng hỗn hợp sản phẩm đỉnh, kg/s r P: nhiệt hóa sản phẩm đỉnh, kJ/kg C Pp: nhiệt dung riêng hỗn hợp sản phẩm đỉnh, kJ/kg.℃ t r ,t v : nhiệt độ vào nước,℃ G : lưu lượng dòng giải nhiệt, kg/s C: nhiệt dung riêng dòng giải nhiệt, kJ/kg.℃ t Sp: nhiệt độ sôi hỗn hợp sản phẩm đỉnh, ℃ t P : nhiệt độ sản phẩm đỉnh sau làm lạnh, kJ/kg Qm : nhiệt mát thiết bị ngưng tụ ng 3.2.3 Cân nhiệt lượng thiết bị làm lạnh Làm lạnh sản phẩm đỉnh Q ¿ =P C P ( t P −t P ) =G1 C ( t r−t v )=Q m P P r v ¿P Làm lạnh sản phẩm đáy Q ¿ =W C P ( t W −t W ) =G2 C2 ( t r −t v ) =Q m W W r v ¿W TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Trong đó: P , W : lưu lượng khối lượng sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy, kg/s C P , C P : nhiệt dung riêng dòng sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy, kJ/kg.℃ P W t P , t P : nhiệt độ sản phẩm đỉnh vào khỏi sản phẩm thiết bị,℃ v r t W ,t W : nhiệt độ sản phẩm đáy vào khỏi sản phẩm thiết bị,℃ v r G1: lưu lượng dòng giải nhiệt thiết bị làm lạnh sản phẩm đỉnh, kg/s G 2: lưu lượng dòng giải nhiệt thiết bị làm lạnh sản phẩm đáy, kg/s C 1: nhiệt dung riêng dòng giải nhiệt thiết bị làm lạnh sản phẩm đỉnh, kJ/kg.℃ C 2: nhiệt dung riêng dòng giải nhiệt thiết bị làm lạnh sản phẩm đáy, kJ/kg.℃ t 1r ,t v : nhiệt độ vào thiết bị làm lạnh sản phẩm đỉnh,℃ t r ,t v : nhiệt độ vào thiết bị làm lạnh sản phẩm đáy,℃ Q m : nhiệt độ mát thiết bị làm lạnh sản phẩm đỉnh, kW ¿P Q m : nhiệt độ mát thiết bị làm lạnh sản phẩm đáy, Kw ¿W 3.2.4 Cân nhiệt toàn tháp Q F +Q K +QL =Q P +QW + Qm +Q ng  Q K =Q P +QW +Qm + Qng−QF −Q L Trong đó: Q K : nhiệt lượng cung cấp cho nồi đun, kW Qm: nhiệt lượng mát môi trường xung quanh thường lấy gần khoảng 5% đến 10% lượng nhiệt cần cung cấp Q F: nhiệt lượng dòng nhập liệu mang vào, kW Q F=F C PF t F Q P: nhiệt lượng dòng sản phẩm đỉnh mang ra, kW Q P=P C PP t P QW : nhiệt lượng dòng sản phẩm đáy mang ra, kW QW =W C PW t W TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Q ng : nhiệt lượng trao đổi thiết bị ngưng tụ, kW Qng=P r P Q L : nhiệt lượng dịng hồn lưu mang vào, kW Q L =L0 C PP t P Tiến hành thí nghiệm Cài đặt chế độ làm việc “Auto” giá trị nhiệt độ sôi nhập liệu điều khiển thiết bị gia nhiệt nhập liệu Khi nhiệt độ nhập liệu gần nhiệt độ sôi nhập liệu, tiến hành mở van nhập liệu điều chỉnh bơm nhập liệu với tốc độ (10-15) lit/h Cài đặt đọ giẳm áp tháp chưng cất giá trị 20mBar điều khiển độ chênh áp Mở van thu sản phẩm đỉnh sản phẩm đáy Điều chỉnh cơng tắc chia dịng vị trí “ Cycle” (hồi lưu phần) Cài đặt giá trị tỉ số hồi lưu giá trị thấp 1.5 lần giá trị số hồi lưu tối thiểu cách cài đặt chế độ làm việc “Manu”, chu kỳ lấy mẫu giá trị phần trăm hồi lưu Sau 10p, tháo hết dung dịch có bình chứa sản phẩm đỉnh Đo lưu lượng sản phẩm đỉnh phương pháp thể tích nồng độ sản phẩm đỉnh Ghi thông số nồng độ, nhiệt độ vào bảng số liệu Lần lượt tiến hành thí nghiệm với cấc giá trị tỉ số hồi lưu, vị trí mâm nhập liệu nhiệt độ nhập liệu khác Sau lần điều chỉnh chế độ làm việc phải đợi 10p để hệ thống ổn định tháo hết dung dịch bình chứa sản phẩm đỉnh xác định thơng số Kết thí nghiệm 5.1 Tính tốn Rmin - Nồng độ rượu nhập liệu: DF = 25 độ - Độ rượu D D=88 độ ,t D=30 ℃ - Rượu nguyên chất ρrượu =780 Kg Kg ρ =996 , nước m m TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat - - D D ρrượu 0,88 ×780 MD 46 xD = = =0,69 D D ρrượu (1−DD ) ρnước 0,88 × 780 0,12 ×996 + + 46 18 MD M nước V F ρrượu MF xF= 0,25 ×780 D F ρrượu (1−D¿¿ F) ρ nước 46 + = =0,093¿ MF M nước 0,25× 780 0,75 × 996 + 46 18 Từ số liệu bảng IX.2a (Sổ tay QT&TBCNHC-2 trang 148) ta có bảng thành phần cân lỏng (x) - (y) nhiệt độ sôi hỗn hợp nước - etanol 760 mmHg: xF = 0.093 xD = 0.69 -> y *F = 0.455 ¿ x − y F 0,69−0,455 → R = D¿ = =0.77 y F −x F 0,455−0.093 - Từ Rmin ta khảo sát giá trị số hồi lưu sau đây: R=1,4 Rmin =¿1.38 R=2, Rmin =¿1.77 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Bảng kết thí nghiệm: khảo sát mâm nhập liệu (mâm 1,2,3) R 1.38 1.77 1.38 1.77 1.38 1.77 VF 10 10 10 10 10 10 VD 2.34 2.25 2.20 2.15 1.32 1.30 DD 84 83 81 82 80 80 T1 95.5 94.5 91.5 94.7 94.5 94.2 T2 T3 93.4 90.3 92.4 89 92.9 90.3 92.9 88.9 92.3 89.4 92.4 85.2 VỚI R=1.38 T4 89.4 89.4 88.6 88 90.1 90.1 T5 95 95 95 95 82.8 81.2 T6 95 95 95 95 92.9 92.9 T7 30.3 30.3 30.3 30.9 30.3 30.7 T8 32.3 31.3 31.4 32.8 31.5 32.8  MÂM  R = 1.38 Tính tốn cân vật chất Thơng số nhập liệu: xF= x F × M rượu 0,093× 46 = =0,207 x F × M rượu +(1−x F ) × M nước 0,093× 46+(1−0,093) ×18 Phân tử trung bình nhập liệu: M tb =0,093 × 46+0,907 ×18=20.604 Kg ( kmol ) Xét 1m3 hỗn hợp, ta tính khối lượng riêng hỗn hợp ρhh = ρr × x̅ F + ρn × (1 - x̅ F) = 946 × 0.207 + 995,33 × (1 - 0.207) = 985.11869 (kg/m3) Khối lượng mol hỗn hợp: Mhh = Mr × xF + Mn × (1 - xF) = 46 × 0.093 + 18 × (1 – 0.093) = 20.604 (kg/kmol) Lưu lượng nhập liệu: F= QF x ρhh 10 x 10−3 x 985.11869 = = 0.478 M hh 20.604 𝐹̅ = F × Mhh = 0,478 × 20,604 = 9.848 (kg/h) Nồng độ sản phẩm đỉnh: TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat D D ρrượu 0,88 ×780 MD 46 xD= = =0,69 D D ρrượu (1−DD ) ρnước 0,88 × 780 0,12 ×996 + + 46 18 MD M nước M tb =0,69 × 46+0,31 ×18=37.32 xD = Kg ( kmol ) x D × M rượu 0,69 × 46 = =0.85 x D × M rượu +(1−x D ) × M nước 0,69 × 46+0,31 ×18 Xét 1m3 hỗn hợp sản phẩm đỉnh, ta tính khối lượng riêng hỗn hợp ρhh = ρr × x̅ D+ ρn × (1 - x̅D) = 946 × 0.85 + 995,33 × (1 - 0.85) = 953.3995 (kg/m3) Khối lượng mol hỗn hợp: Mhh = Mr × xD+ Mn × (1 – xD) = 46 × 0.69 + 18 × (1 - 0.69) = 37.32 (kg/kmol) Lưu lượng sản phẩm đỉnh: Q D x ρ hh 2.34 x 10−3 x 953.3995 D= = = 0.059 M hh 37.32 D-= D × Mhh = 0,059 × 37.32 = 2.20188 (kg/h) Tính tốn sản phẩm đấy: Áp dụng phương trình cân vật chất: F = D + W Lưu lượng sản phẩm đáy: W = F – D = 0.478– 0,059 = 0,419 (kmol/h) Phương trình cân vật chất: xF F = xD D + xW W x w= x F F−x D D 0,093 × 0,478−0,69 × 0,059 = =0.0089 W 0,419 M tb =0.0089 × 46+0,9911 ×18=18.2492 Kg ( kmol ) Nồng độ phần khối lượng sản phẩm đáy: xW= x W × M rượu 0,0089 × 46 = =0,022 x W × M rượu +(1−xW )× M nước 0,0089 × 46+0,9911 ×18 Phương trình đường làm việc: f= F 0.478 = =8.1 D 0.059 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Phương trình đường làm việc phần chưng: y= R+ f f −1 1.38+ 8.1 8.1−1 x− xW = x− 0,0089=3,983 x−0.0265 (1) R+1 R+1 1.38+1 1.38+ Phương trình đường làm việc phần cất: y= xD R 1.38 0.69 x+ = x+ =0.579 x+ 0.289 R+1 R+1 1.38+1 1.38+1 Ta có: xF = 0.093 vào phương trình (1)  yF = 0.344 Vẽ số mâm lý thuyết: Số mâm lý thuyết mân đầu: mâm  MÂM  R = 1.38 Tính tốn cân vật chất Thông số nhập liệu: 10 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat xF= x F × M rượu 0,093× 46 = =0,207 x F × M rượu +(1−x F ) × M nước 0,093× 46+(1−0,093) ×18 Phân tử trung bình nhập liệu: M tb =0,093 × 46+0,907 ×18=20.604 Kg ( kmol ) Xét 1m3 hỗn hợp, ta tính khối lượng riêng hỗn hợp ρhh = ρr × x̅ F + ρn × (1 - x̅ F) = 946 × 0.207 + 995,33 × (1 - 0.207) = 985.11869 (kg/m3) Khối lượng mol hỗn hợp: Mhh = Mr × xF + Mn × (1 - xF) = 46 × 0.093 + 18 × (1 – 0.093) = 20.604 (kg/kmol) Lưu lượng nhập liệu: F= QF x ρhh 10 x 10−3 x 985.11869 = = 0.478 M hh 20.604 𝐹̅ = F × Mhh = 0,478 × 20,604 = 9.848 (kg/h) Nồng độ sản phẩm đỉnh: D D ρrượu 0,88 ×780 MD 46 xD= = =0,69 D D ρrượu (1−DD ) ρnước 0,88 × 780 0,12 ×996 + + 46 18 MD M nước M tb =0,69 × 46+0,31 ×18=37.32 xD = Kg ( kmol ) x D × M rượu 0,69 × 46 = =0.85 x D × M rượu +(1−x D ) × M nước 0,69 × 46+0,31 ×18 Xét 1m3 hỗn hợp sản phẩm đỉnh, ta tính khối lượng riêng hỗn hợp ρhh = ρr × x̅ D+ ρn × (1 - x̅D) = 946 × 0.85 + 995,33 × (1 - 0.85) = 953.3995 (kg/m3) Khối lượng mol hỗn hợp: Mhh = Mr × xD+ Mn × (1 – xD) = 46 × 0.69 + 18 × (1 - 0.69) = 37.32 (kg/kmol) Lưu lượng sản phẩm đỉnh: D= QD x ρhh 2.20 x 10−3 x 953.3995 = = 0.056 M hh 37.32 D-= D × Mhh = 0,056 × 37.32 = 2.08992 (kg/h) 11 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Tính tốn sản phẩm đấy: Áp dụng phương trình cân vật chất: F = D + W Lưu lượng sản phẩm đáy: W = F – D = 0.478– 0,056 = 0,422 (kmol/h) Phương trình cân vật chất: xF F = xD D + xW W x F F−x D D 0,093 × 0,478−0,69 × 0,056 = =0.0137 W 0,422 x w= M tb =0.0137 × 46+0,9863 ×18=18.3836 Kg ( kmol ) Nồng độ phần khối lượng sản phẩm đáy: xW= x W × M rượu 0,0137 × 46 = =0,034 x W × M rượu +(1−xW ) × M nước 0,0137 × 46+ 0,9863× 18 Phương trình đường làm việc: f= F 0.478 = =8.53 D 0.056 Phương trình đường làm việc phần chưng: y= R+ f f −1 1.38+ 8.53 8.53−1 x− xW = x− 0,0137=4.16 x −0.0433 (1) R+1 R+1 1.38+ 1.38+1 Phương trình đường làm việc phần cất: y= x R 1.38 0.69 x+ D = x+ =0.579 x+ 0.289 R+1 R+1 1.38+1 1.38+1 Ta có: xF = 0.093 vào phương trình (1)  yF = 0.343 Vẽ số mâm lý thuyết: 12 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Số mâm lý thuyết mân 2: mâm  MÂM  R = 1.38 Tính tốn cân vật chất Thơng số nhập liệu: xF= x F × M rượu 0,093× 46 = =0,207 x F × M rượu +(1−x F ) × M nước 0,093× 46+(1−0,093) ×18 Phân tử trung bình nhập liệu: M tb =0,093 × 46+0,907 ×18=20.604 Kg ( kmol ) Xét 1m3 hỗn hợp, ta tính khối lượng riêng hỗn hợp ρhh = ρr × x̅ F + ρn × (1 - x̅ F) = 946 × 0.207 + 995,33 × (1 - 0.207) = 985.11869 (kg/m3) Khối lượng mol hỗn hợp: Mhh = Mr × xF + Mn × (1 - xF) = 46 × 0.093 + 18 × (1 – 0.093) = 20.604 (kg/kmol) Lưu lượng nhập liệu: 13 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat QF x ρhh 10 x 10−3 x 985.11869 F= = = 0.478 M hh 20.604 𝐹̅ = F × Mhh = 0,478 × 20,604 = 9.848 (kg/h) Nồng độ sản phẩm đỉnh: D D ρrượu , 88× 780 MD 46 xD = = =0,69 D D ρrượu (1−DD ) ρnước ,88 ×780 , 12× 996 + + 46 18 MD M nước Kg M tb =0,69 × 46+0,31 ×18=37.32 kmol x D × M rượu 0,69 × 46 xD = = =0.85 x D × M rượu +(1−x D ) × M nước 0,69 × 46+0,31 ×18 ( ) Xét 1m3 hỗn hợp sản phẩm đỉnh, ta tính khối lượng riêng hỗn hợp ρhh = ρr × x̅ D+ ρn × (1 - x̅D) = 946 × 0.85 + 995,33 × (1 - 0.85) = 953.3995 (kg/m3) Khối lượng mol hỗn hợp: Mhh = Mr × xD+ Mn × (1 – xD) = 46 × 0.69 + 18 × (1 - 0.69) = 37.32 (kg/kmol) Lưu lượng sản phẩm đỉnh: D= Q D x ρ hh 1.32 x 10−3 x 953.3995 = = 0.034 M hh 37.32 D-= D × Mhh = 0,034 × 37.32 =1.268(kg/h) Tính tốn sản phẩm đấy: Áp dụng phương trình cân vật chất: F = D + W Lưu lượng sản phẩm đáy: W = F – D = 0.478– 0,034 = 0,444 (kmol/h) Phương trình cân vật chất: xF F = xD D + xW W x w= x F F−x D D 0,093 × 0,478−0,69 × 0,034 = =0.047 W 0,444 M tb =0.0 47 × 46+ 0,953× 18=19,316 Kg ( kmol ) Nồng độ phần khối lượng sản phẩm đáy: xW= x W × M rượu 0,0 47 × 46 = =0,111 x W × M rượu +(1−xW ) × M nước 0,047 × 46+ 0,953 × 18 14 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Phương trình đường làm việc: f= F 0.478 = =14,05 D 0.034 Phương trình đường làm việc phần chưng: y= R+ f f −1 1.38+14.05 14.05−1 x− x = x− 0,0 47=8,15 x−0 257 (1) R+1 R+1 W 1.38+1 1.38+1 Phương trình đường làm việc phần cất: y= xD R 1.38 0.69 x+ = x+ =0.579 x+ 0.289 R+1 R+1 1.38+1 1.38+1 Ta có: xF = 0.093 vào phương trình (1)  yF = 0,50095 Vẽ số mâm lý thuyết: Số mâm lý thuyết mâm 3: 14 mâm VỚI R=1.77  MÂM  R = 1.77 Tính tốn cân vật chất Thơng số nhập liệu: xF= x F × M rượu 0,093× 46 = =0,207 x F × M rượu +(1−x F ) × M nước 0,093× 46+(1−0,093) ×18 Phân tử trung bình nhập liệu: M tb =0,093 × 46+0,907 ×18=20.604 Kg ( kmol ) Xét 1m3 hỗn hợp, ta tính khối lượng riêng hỗn hợp ρhh = ρr × x̅ F + ρn × (1 - x̅ F) = 946 × 0.207 + 995,33 × (1 - 0.207) = 985.11869 (kg/m3) 15 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Khối lượng mol hỗn hợp: Mhh = Mr × xF + Mn × (1 - xF) = 46 × 0.093 + 18 × (1 – 0.093) = 20.604 (kg/kmol) Lưu lượng nhập liệu: Q F x ρhh 10 x 10−3 x 985.11869 F= = = 0.478 M hh 20.604 𝐹̅ = F × Mhh = 0,478 × 20,604 = 9.848 (kg/h) Nồng độ sản phẩm đỉnh: D D ρrượu , 88× 780 MD 46 xD = = =0,69 D D ρrượu (1−DD ) ρnước ,88 ×780 , 12× 996 + + 46 18 MD M nước M tb =0,69 × 46+0,31 ×18=37.32 xD = Kg ( kmol ) x D × M rượu 0,69 × 46 = =0.85 x D × M rượu +(1−x D ) × M nước 0,69 × 46+0,31 ×18 Xét 1m3 hỗn hợp sản phẩm đỉnh, ta tính khối lượng riêng hỗn hợp ρhh = ρr × x̅ D+ ρn × (1 - x̅D) = 946 × 0.85 + 995,33 × (1 - 0.85) = 953.3995 (kg/m3) Khối lượng mol hỗn hợp: Mhh = Mr × xD+ Mn × (1 – xD) = 46 × 0.69 + 18 × (1 - 0.69) = 37.32 (kg/kmol) Lưu lượng sản phẩm đỉnh: Q D x ρ hh 2.25 x 10−3 x 953.3995 D= = = 0.057 M hh 37.32 D-= D × Mhh = 0,057 × 37.32 = 2.127 (kg/h) Tính tốn sản phẩm đấy: Áp dụng phương trình cân vật chất: F = D + W Lưu lượng sản phẩm đáy: W = F – D = 0.478– 0,057 = 0,421 (kmol/h) Phương trình cân vật chất: xF F = xD D + xW W x w= x F F−x D D 0,093 × 0,478−0,69 × 0,057 = =0.0 122 W 0,4 21 M tb =0.0 122× 46+ 0,9 878× 18=18 3416 Kg ( kmol ) 16 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Nồng độ phần khối lượng sản phẩm đáy: xW= x W × M rượu 0,0 122× 46 = =0,0305 x W × M rượu +(1−xW ) × M nước 0,0 122 × 46+0,9 878 ×18 Phương trình đường làm việc: f= F 0.478 = =8.39 D 0.057 Phương trình đường làm việc phần chưng: y= R+ f f −1 77+8 39 39−1 x− x = x− 0,0 122=3,667 x−0.0 325 (1) R+1 R+1 W 77+1 77+1 Phương trình đường làm việc phần cất: y= x R 77 0.69 x+ D = x+ =0 638 x+ 0.24 R+1 R+1 1.77+ 1.77+1 Ta có: xF = 0.093 vào phương trình (1)  yF = 0.308 Vẽ số mâm lý thuyết: Số mâm lý thuyết mân 1: mâm 17 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat  MÂM  R = 1.77 Tính tốn cân vật chất Thơng số nhập liệu: xF= x F × M rượu 0,093× 46 = =0,207 x F × M rượu +(1−x F ) × M nước 0,093× 46+(1−0,093) ×18 Phân tử trung bình nhập liệu: M tb =0,093 × 46+0,907 ×18=20.604 Kg ( kmol ) Xét 1m3 hỗn hợp, ta tính khối lượng riêng hỗn hợp ρhh = ρr × x̅ F + ρn × (1 - x̅ F) = 946 × 0.207 + 995,33 × (1 - 0.207) = 985.11869 (kg/m3) Khối lượng mol hỗn hợp: Mhh = Mr × xF + Mn × (1 - xF) = 46 × 0.093 + 18 × (1 – 0.093) = 20.604 (kg/kmol) Lưu lượng nhập liệu: F= QF x ρhh 10 x 10−3 x 985.11869 = = 0.478 M hh 20.604 𝐹̅ = F × Mhh = 0,478 × 20,604 = 9.848 (kg/h) Nồng độ sản phẩm đỉnh: D D ρrượu 0,88 ×780 MD 46 xD= = =0,69 D D ρrượu (1−DD ) ρnước 0,88 × 780 0,12 ×996 + + 46 18 MD M nước M tb =0,69 × 46+0,31 ×18=37.32 xD = Kg ( kmol ) x D × M rượu 0,69 × 46 = =0.85 x D × M rượu +(1−x D ) × M nước 0,69 × 46+0,31 ×18 Xét 1m3 hỗn hợp sản phẩm đỉnh, ta tính khối lượng riêng hỗn hợp ρhh = ρr × x̅ D+ ρn × (1 - x̅D) = 946 × 0.85 + 995,33 × (1 - 0.85) = 953.3995 (kg/m3) 18 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Khối lượng mol hỗn hợp: Mhh = Mr × xD+ Mn × (1 – xD) = 46 × 0.69 + 18 × (1 - 0.69) = 37.32 (kg/kmol) Lưu lượng sản phẩm đỉnh: Q D x ρ hh 2.15 x 10−3 x 953.3995 D= = = 0.055 M hh 37.32 D-= D × Mhh = 0,055 × 37.32 = 2.0526 (kg/h) Tính tốn sản phẩm đấy: Áp dụng phương trình cân vật chất: F = D + W Lưu lượng sản phẩm đáy: W = F – D = 0.478– 0,055 = 0,423 (kmol/h) Phương trình cân vật chất: xF F = xD D + xW W x w= x F F−x D D 0,093 × 0,478−0,69 × 0,055 = =0.0 153 W 0,4 23 M tb =0.0 153 ×46 +0,9 847 ×18=18 4284 Kg ( kmol ) Nồng độ phần khối lượng sản phẩm đáy: xW= x W × M rượu 0,0 153 × 46 = =0,038 x W × M rượu +(1−xW )× M nước 0,0 153 × 46+0,9 847 ×18 Phương trình đường làm việc: f= F 0.478 = =8.6 D 0.055 Phương trình đường làm việc phần chưng: y= R+ f f −1 1.77+ 8.6 9−1 x− xW = x− 0,0 153=3,776 x−0.0 424 (1) R+1 R+1 1.77 +1 1.77+1 Phương trình đường làm việc phần cất: y= xD R 1.77 0.69 x+ = x+ =0.638 x +0.249 R+1 R+1 1.77+ 1.77+1 Ta có: xF = 0.093 vào phương trình (1)  yF = 0.3087 19 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Vẽ số mâm lý thuyết: Số mâm lý thuyết mân 2: mâm  MÂM  R = 1.77 Tính tốn cân vật chất Thơng số nhập liệu: xF= x F × M rượu 0,093× 46 = =0,207 x F × M rượu +(1−x F ) × M nước 0,093× 46+(1−0,093) ×18 Phân tử trung bình nhập liệu: M tb =0,093 × 46+0,907 ×18=20.604 Kg ( kmol ) Xét 1m3 hỗn hợp, ta tính khối lượng riêng hỗn hợp ρhh = ρr × x̅ F + ρn × (1 - x̅ F) = 946 × 0.207 + 995,33 × (1 - 0.207) = 985.11869 (kg/m3) 20 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Khối lượng mol hỗn hợp: Mhh = Mr × xF + Mn × (1 - xF) = 46 × 0.093 + 18 × (1 – 0.093) = 20.604 (kg/kmol) Lưu lượng nhập liệu: Q F x ρhh 10 x 10−3 x 985.11869 F= = = 0.478 M hh 20.604 𝐹̅ = F × Mhh = 0,478 × 20,604 = 9.848 (kg/h) Nồng độ sản phẩm đỉnh: D D ρrượu 0,88 ×780 MD 46 xD= = =0,69 D D ρrượu (1−DD ) ρnước 0,88 × 780 0,12 ×996 + + 46 18 MD M nước M tb =0,69 × 46+0,31 ×18=37.32 xD = Kg ( kmol ) x D × M rượu 0,69 × 46 = =0.85 x D × M rượu +(1−x D ) × M nước 0,69 × 46+0,31 ×18 Xét 1m3 hỗn hợp sản phẩm đỉnh, ta tính khối lượng riêng hỗn hợp ρhh = ρr × x̅ D+ ρn × (1 - x̅D) = 946 × 0.85 + 995,33 × (1 - 0.85) = 953.3995 (kg/m3) Khối lượng mol hỗn hợp: Mhh = Mr × xD+ Mn × (1 – xD) = 46 × 0.69 + 18 × (1 - 0.69) = 37.32 (kg/kmol) Lưu lượng sản phẩm đỉnh: Q D x ρ hh 1.30 x 10−3 x 953.3995 D= = = 0.033 M hh 37.32 D-= D × Mhh = 0,033 × 37.32 = 1.23156 (kg/h) Tính tốn sản phẩm đấy: Áp dụng phương trình cân vật chất: F = D + W Lưu lượng sản phẩm đáy: W = F – D = 0.478– 0,033 = 0,445 (kmol/h) Phương trình cân vật chất: xF F = xD D + xW W x w= x F F−x D D 0,093 × 0,478−0,69 × 0,033 = =0.0 487 W 0,4 45 M tb =0.0 487 × 46+ 0,9513 ×18=19.3636 Kg ( kmol ) 21 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Nồng độ phần khối lượng sản phẩm đáy: xW= x W × M rượu 0,0 487 × 46 = =0,116 x W × M rượu +(1−xW )× M nước 0,0 487 ×46 +0,9 513× 18 Phương trình đường làm việc: f= F 0.478 = =14.48 D 0.033 Phương trình đường làm việc phần chưng: y= R+ f f −1 1.77+ 14.48 14.48−1 x− x = x− 0,0 487=5.866 x−0 2369 (1) R+1 R+1 W 1.77+ 1.77+1 Phương trình đường làm việc phần cất: y= x R 1.77 0.69 x+ D = x+ =0.638 x +0.249 R+1 R+1 1.77+ 1.77+1 Ta có: xF = 0.093 vào phương trình (1)  yF = 0.3086 Vẽ số mâm lý thuyết: Số mâm lý thuyết mân 13: 14 mâm 22 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat ... nhiệt độ vào thiết bị làm lạnh sản phẩm đỉnh,℃ t r ,t v : nhiệt độ vào thiết bị làm lạnh sản phẩm đáy,℃ Q m : nhiệt độ mát thiết bị làm lạnh sản phẩm đỉnh, kW ¿P Q m : nhiệt độ mát thiết bị làm... t P : nhiệt độ sản phẩm đỉnh vào khỏi sản phẩm thiết bị, ℃ v r t W ,t W : nhiệt độ sản phẩm đáy vào khỏi sản phẩm thiết bị, ℃ v r G1: lưu lượng dòng giải nhiệt thiết bị làm lạnh sản phẩm đỉnh, kg/s... kJ/kg.℃ F t F , t F : nhiệt độ nhập liệu vào khỏi thiết bị, ℃ r v Qm : nhiệt mát thiết bị gia nhiệt nhập liệu, kW nl 3.2.2 Cân nhiệt lượng thiết bị ngưng tụ Nếu trình ngưng tụ không làm lanh Qng=P