BÁO cáo THỰC HÀNH môn THỰC HÀNH QUÁ TRÌNH THIẾT bị hóa học bài TH CHƯNG cất

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC 🙧🙥 BÁO CÁO THỰC HÀNH MƠN THỰC HÀNH Q TRÌNH & THIẾT BỊ HĨA HỌC BÀI TH: CHƯNG CẤT GVHD: Trương Văn Minh Sinh viên: Phan Thị Nguyễn Nhi Lớp: DHHC14A MSSV:18077131 – Tổ Ngày thực hành: 14/03/2022 Tp.Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng năm 2022 MỤC LỤC MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM CƠ SỞ LÝ THUYẾT .3 2.1 Cân vật chất 2.2 Phương trình cân vật chất 2.3 Chỉ số hồi lưu (hoàn lưu) .3 2.4 Phương trình đường làm việc 2.5 Xác định số mâm lý thuyết .4 2.6 Cân lượng .5 2.6.1 Cân nhiệt lượng cho thiết bị gia nhiệt nhập liệu 2.6.2 Cân nhiệt lượng cho thiết bị ngưng tụ 2.6.3 Cân nhiệt lượng cho thiết bị làm lạnh 2.6.4 Cân nhiệt toàn tháp .6 THÍ NGHIỆM KẾT QUẢ VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU Thí nghiệm 1 : Khảo sát sự ảnh hưởng của mâm nhập liệu tại vị trí R = 1,2 10 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng lưu lượng dịng hồn lưu 16 KẾT LUẬN 22 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Khảo sát đánh giá ảnh hưởng thông số: số hồi lưu, nhiệt độ (trạng thái) vị trí mâm nhập liệu đến số mâm lý thuyết, hiệu suất trình chưng cất lượng nhiệt cần sử dụng CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 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 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 2.2 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 nhẹ hỗn hợp nhập liệu, sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy, mol/mol 2.3 Chỉ số hồi lưu (hoàn lưu) Chỉ số hồi lưu tỷ số lưu lượng hoàn lưu ( L0) lưu lượng dòng sản phẩm đỉnh ( P) F= L0 P Chỉ số hồi lưu thích hợp ( R ) xác định thông qua số hồi lưu tối thiểu ( Rmin ) xác định theo công thức: R=b R 2.4 Phương trình đường làm việc Phương trình làm việc đoạn cất: y cất = xP R x+ R +1 R+1 Phương trình làm việc đoạn chưng: y chưng = R+ f f −1 x− x R+1 R+1 w Với f tỷ lệ lưu lượng hỗn hợp nhập liệu so với lưu lượng sản phẩm đỉnh f= F P 2.5 Xác định số mâm lý thuyết Hình 2.1 Xác định số mâm lý thuyết 2.6 Cân lượng 2.6.1 Cân nhiệt lượng cho thiết bị gia nhiệt nhập liệu Qnl =F C p ( t F −t F ) +Q m F r v nl 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 nhiệt 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 2.6.2 Cân nhiệt lượng cho thiết bị ngưng tụ Nếu trình ngưng tụ không làm lạnh 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 p (t S −t P)=G C ( t r −t v ) +Q m P P Trong đó: P : lưu lượng khối lượng hỗn hợp sản phẩm đỉnh, kg/s r P: nhiệt hóa sản phẩm đỉnh, kJ/kg C p : nhiệt dung riêng hỗn hợp sản phẩm đỉnh, kJ/kg.℃ P t r ,t v : nhiệt độ vào nước,℃ G : lưu lượng dòng giải nhiệt, kg/s C : nhiệt dung riêng dòng giải nhiệt, J/kg.℃ t S : nhiệt độ sôi hỗn hợp sản phẩm đỉnh,℃ P t P : nhiệt độ sản phẩm đỉnh sau làm lạnh,℃ ng Qm : nhiệt mát thiết bị ngưng tụ, kW ng 2.6.3 Cân nhiệt lượng cho thiết bị làm lạnh Làm lạnh sản phẩm đỉnh: Q¿ =P C p ( t P −t P )=G1 C ( t 1r −t v ) +Qm P P r v ¿P Làm lạnh sản phẩm đáy: Q¿ =W C p (t W −t W )=G C2 ( t r −t v ) +Q m W W r v ¿W Trong đó: P , W : lưu lượng sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy, kg/s C p , C p : nhiệt dung riêng sản phẩm đỉnh sản phẩm đáy, kJ/kg.℃ P W t P ,t P : nhiệt độ sản phẩm đỉnh vào khỏi thiết bị,℃ r v t Wr , t Wv : nhiệt độ sản phẩm đáy vào khỏi thiết bị,℃ t 1r ,t v : nhiệt độ vào nước thiết bị làm lạnh sản phẩm đỉnh,℃ t r ,t v : nhiệt độ vào nước thiết bị làm lạnh sản phẩm đáy,℃ 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, J/kg.℃ C 2: nhiệt dung riêng dòng giải nhiệt thiết bị làm lạnh sản phẩm đáy, J/kg.℃ Q m : nhiệt mát thiết bị làm lạnh sản phẩm đỉnh, kW ¿P Q m : nhiệt mát thiết bị làm lạnh sản phẩm đáy, kW ¿W 2.6.4 Cân nhiệt toàn tháp Hình 2.2 Sơ đồ tính tốn cân nhiệt lượng Phương trình cân nhiệt lượng: Q F +Q K +QL =Q F +Q K +Q F +Qm +Qng ⟹ QK =Q P+ QW +Qm +Qng−Q F −QL Trong đó: Q K : nhiệt lượng cung cấp cho nồi đun, kW Qm: nhiệt lượng mát môi trường xung quanh thường lấy gần khoảng % đến 10 % lượng nhiệt cần cung cấp Q F: nhiệt lượng dòng nhập liệu mang vào, kW Q F=F C p t F F Q P: nhiệt lượng dòng sản phẩm đỉnh mang ra, kW Q P=P C p t P P Q W : nhiệt lượng dòng sản phẩm đáy mang ra, kW QW =W C p t W W Qng : 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 p t P P THÍ NGHIỆM Xác định số hồi lưu tối thiểu, khảo sát mâm nhập liệu cuối Khảo sát 02 vị trí cịn lại mâm nhập liệu KẾT QUẢ VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU Bảng 4.1 Các thông số nhập liệu thông số sản phẩm đỉnh Thông số dịng nhập liệu Thơng số dịng sản phẩm đỉnh Độ rượu 20o Độ rượu 93o Nhiệt độ ban đầu 30℃ Nhiệt độ 78,3℃ Nhiệt độ sôi hỗn hợp 87,7℃ Khối lượng riêng nước 78,3oC 972,87 kg/m3 Khối lượng riêng nước 30oC 995,33 kg/m3 Khối lượng riêng rượu 78,3oC 935,02 kg/m3 946 kg/m3 - - Khối lượng riêng rượu 30oC Tính toán số liệu nhập liệu V % ρr 0,2.946 Mr 46 xF = = = 0,085 (kmol/kmolhh) V % ρr (1−V %) ρn 0,2.946 (1−0,2).995,33 + + 46 18 Mr Mn xF Mr 0,085.46  x F = xF Mr + ( 1−xF ) Mn = 0,085.46+ ( 1−0,085 ) 18 = 0,192 (kg/kghh) Tính tốn số liệu sản phẩm đỉnh V % ρr 0,783.935,02 Mr 46 xP = = V % ρr (1−V % ) ρn 0,783.935,02 ( 1−0,783 ) 972,87 + + 46 18 Mr Mn = 0,576 (kmol/kmolhh) xP Mr 0,576.46  x P = xP Mr+ (1−xP ) Mn = 0,576.46+ ( 1−0,576 ) 18 = 0,776 (kg/kghh) Bảng 4.2 Số liệu cân lỏng hệ Etanol – Nước x y T(oC) 10 20 30 40 50 60 70 80 79,4 79 ĐỒ THỊ ĐƯỜNG CÂN BẰNG HỆ ETANOL-NƯỚC 120.0 100.0 80.0 Y 90 33,2 44,2 53,1 57,6 61,4 65,4 69,9 75,3 81,8 89,8 100 90,5 86,5 83,2 81,7 80,8 60.0 40.0 20.0 0.0 0.0 80 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0 X Hình 4.1 Đồ thị cân hỗn hợp etanol nước 100 100 78,6 78,4 78,4 Dựa vào đồ thị, ta xác định y* = 0,409 tương ứng xF = 0,085 ¿ x P− y F ,576−0,409 Rmin = ¿ = = 0,515 0,409−0,085 y F−x F R = b.Rmin (b = 1,2 - 1,6) Bảng 4.3 Các giá trị số b tỉ số hoàn lưu b 2,3 2,7 3,1 R 1,2 1,4 1,6 Thí nghiệm 1 : Khảo sát sự ảnh hưởng của mâm nhập liệu tại vị trí R = 1,2 Bảng 4.4 Kết khảo sát với R = 1,2 Mâm đỉnh Mâm Mâm đáy t = 4’29s t = 9’50s t = 3’3s Lưu lượng nhập liệu QF (L/h) 6,61 6,61 6,61 Lưu lượng đỉnh QP (L/h) 0,75 0,71 0,69 Nhiệt độ nồi đun (℃ ) 96 95,6 96,3 Nhiệt độ đáy tháp (℃ ) 92,5 91,7 93,6 Nhiệt độ tháp (℃ ) 87,6 85,5 91,1 Nhiệt độ đỉnh tháp (℃ ) 82,6 86,7 77,6 Nhiệt độ lạnh vào (℃ ) 30,1 30,1 30,1 Nhiệt độ lạnh (℃ ) 31,1 30,6 31,1 R = 1,2 10 Lưu lượng dòng 27,5 26,2 27,5 Gia nhiệt (℃ ) 83,3 83,2 82,7 Áp suất 19,46 20,11 19,64 Nhiệt độ hoàn lưu (℃ ) 78,7 76,9 76,5 86 87 92,5 Độ rượu sản phẩm đỉnh Vp (%) Tính toán mâm nhập liệu TF = 87,7 oC ρhh ( F )= 1 = x F 1−x F 0,192 1−0,192 = 959,43 (kg/m3) + + 929,38 966,86 ρr ρn Khối lượng mol hỗn hợp: Mhh = Mr × xF + Mn × (1 - xF) = 46 × 0,085 + 18 × (1 – 0,085) = 20.38 (kg/kmol) Lưu lượng nhập liệu: F= QF × ρhh 6,61× 10−3 ×959,43 = = 0,311 (kmol/h) Mhh 20,38 F = F × Mhh = 0,311 × 20,38 = 6,34 (kg/h) Tính tốn sản phẩm đỉnh TD = 90,4 Phần mol nồng độ sản phẩm đỉnh: 11 V % ρr 0,904.789,72 Mr 46 xP= = V % ρr (1−V % ) ρn 0,904.789,72 ( 1−0,904 ) 965,06 + + 46 18 Mr Mn = 0,751 kmol/kmolhh ) xP Mr 0,751.46  x P = xP Mr+ (1−xP ) Mn = 0,751.46+ ( 1−0,751 ) 18 = 0,885 (kg/kghh) Xét 1m3 hỗn hợp sản phẩm đỉnh, ta tính khối lượng riêng hỗn hợp: ρhh ( P)= 1 = x P 1−x P 0,885 1−0,885 = 806,57 (kg/m3) + + 789,72 965,06 ρr ρn Khối lượng mol hỗn hợp: Mhh = Mr × xP + Mn × (1 – xP) = 46 × 0,751 + 18 × (1 – 0,751) = 39,028 (kg/kmol) Lưu lượng sản phẩm đỉnh: P= QP × ρ hh 0,75× 10−3 ×806,57 = = 0,0155 (kmol/h) Mhh 39,028 P = P × Mhh = 0,0155 × 39,028 = 0,605 (kg/h) Tính tốn sản phẩm đáy Áp dụng phương trình cân vật chất: F = P + W Lưu lượng sản phẩm đáy: W = F – P = 0,311 – 0,0155= 0,2955 (kmol/h) W = W(xW.Mr = (1-xW).Mn) = 0,2955( 0,05.46 + (1-0,05).18 ) = 5,7327 (kmol/h) Phương trình cân vật chất: xF F = xP P + xW W  xW= F x F −P x P 0,311.0,085−0,0155.0,751 = =0,05 ( kmol/kmolhh) W 0,2955 12 ( xW Mr 0,05.46  x W = xW Mr + ( 1−xW ) Mn = 0,05.46+ ( 1−0,05 ) 18 = 0,1186 ( kg/kghh ) Phương trình đường cất có dạng : y = 1,3 x R x+ P R +1 R+1 0,751  y = 1,3+1 x+ 1,3+1  y = 0,565x + 0,326 R+f f −1 x− x R +1 R +1 W Phương trình đường chưng có dạng : y = y= với f = F , 311 = = 20,06 P , 0155 1,3+20,06 20,06−1 x− ×0,05=9,27 x−0,414 1,3+1 1,3+1 Cân nhiệt lượng cho thiết bị gia nhiệt nhập liệu C ρF =C ρr x F + ( 1−x F ) C ρn = 3937,3.0,192+(1 – 0,192).4,185,65= (J/kg.độ) Tra nhiệt dung riêng 58,85 oC: C ρn = 4185,65 (J/kg.độ); C ρr = 3937,3 (J/kg.độ) Qnl =F C ρF ( t sF−t F ) +Qm (giả sử Qm = 0) nl ¿ nl 6,34 4136,232 (87,7−3 0)+ 0=420,31(W ) 3600 Cân nhiệt lượng cho thiết bị ngưng tụ Nếu trình ngưng tụ không làm lạnh: Tra nhiệt độ 90,4℃ rp = 828,98 (kJ/kg) Qng=P ( R+1 ) r P=G C ( t r +t v )+ Qm ¿ ng 0,605 (1,3+1).828,98 = 0,32 (kW) =320 (W) 3600 13 4137,97 Nếu q trình ngưng tụ có làm lạnh: Tra nhiệt dung riêng 60,2 oC: C ρn = 4185,56 (J/kg.độ); C ρr = 3932 (J/kg.độ) C ρP =C ρr x P + ( 1−x P ) C ρn ¿ 3232.0,885+(1−0,885).4186,56=3341,77( J / Kg độ) Qng=P ( R+1 ) r P + P ( R+1 ) C ρP ( t sP−t P )=G C ( t r −t v ) +Qm ¿ 320+ ng 0,605 (1,3+1) 3341,77.(90,4-30)= 398,02 (W) 3600 Cân nhiệt lượng cho thiết bị làm lạnh Làm lạnh sản phẩm đỉnh: Tra nhiệt dung riêng 63,35 oC: C ρn = 4187,52 (J/kg.độ); C ρr = 3900,87 (J/kg.độ) C ρW =C ρr x W + ( 1−x W ) C ρn ¿ 3900,87.0,1186+(1−0,1186).4187,52=4153,52(J / Kg độ) Q¿ =P C ρP ( t v −t r )=G1 C ( t r−t v ) +Qmll P ¿ P 0,605 3341,77 (90,4−30)=33,92(W ) 3600 Làm lạnh sản phẩm đáy: Q¿ =W C ρW ( t v −t W ) =G C ( t 2r −t v ) +Qmlw W ¿ r 5,7327 3900,87 (96,7−30)=414,33(W ) 3600 Cân nhiệt toàn tháp Q F +Q K +QL =Q D +QW +Qm +Q ng  Q K =Q D +QW +Q m+Q ng−QF −Q L 14 Q F: nhiệt lượng dòng nhập liệu mang vào (kW) Tra nhiệt dung riêng 30 oC: C ρn = 4180,19 (J/kg.độ); C ρr = 3871,5 (J/kg.độ) C ρF =C ρr x F +(1−x F ).C ρn =3871,5 , 192+(1−0 ,192).4180,19=4120,92(J /Kg độ) Q F=F C ρF t F = 6,34 4120,92.30=217,72(W ) 3600 Q D: nhiệt lượng dòng sản phẩm đỉnh mang (kW) Tra nhiệt dung riêng 90,4 oC: C ρn = 4206,81 (J/kg.độ); C ρr = 3541,8(J/kg.độ) C ρP =C ρr x P +(1−x P ) C ρn=3541,8.0,751+(1−0,751).4206,81=3707,39(J / Kg độ) Q P=P C ρD t D = 0,605 3707,39.90,4=56,32(W ) 3600 Q W : nhiệt lượng dòng sản phẩm đáy mang (kW) Tra nhiệt dung riêng 96,7 oC: C ρn = 4214,43 (J/kg.độ); C ρr = 4055,1(J/kg.độ) C ρW =C ρr x W + ( 1−x W ) C ρn ¿ 0,1186.4055,15+ ( 1−0,1186 ) 4214,43=4195,54 (J / Kg độ) QW =W C ρW t W = 5,7327 4195,54 96,7=646,06(W ) 3600 Qng : nhiệt lượng trao đổi thiết bị ngưng tụ (kW) Ở nhiệt độ 90,4 ℃ trabảng r P=828,98(kJ /kg) Qng=P r P = 0,605 828,98=0,139(kW )=139(W ) 3600 Q L : nhiệt lượng dịng hồn lưu mang vào (kW) Lo =1,3⇒ Lo=1,3 P=1,3.0,0155=0,02015(Kmol/ h) P 15  L0=L0 M hh=0,02015.39,028=0,786 (kg /h) 0,786  Q L =L0 C ρP t D = 3600 3707,39 90,4=73,17(W )  Q K =Q P +QW +Qm +Q ng −QF −Q L Q K =56,32+646,06+ 0,1Q K +139−217,72−73,17 = 611,66 (W) Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng lưu lượng dịng hồn lưu Bảng 4.5 Kết khảo sát ảnh hưởng lưu lượng dòng hoàn lưu R = 1,2 R = 1,4 R = 1,6 t = 9’50s t = 9’50s t = 10’20s Lưu lượng nhập liệu QF (L/h) 6,61 6,61 6,61 Lưu lượng đỉnh QP (L/h) 0,71 0,52 0,69 Nhiệt độ nồi đun (0C) 95,9 94 93,5 Nhiệt độ đáy tháp (0C) 91,7 90,8 90,5 Nhiệt độ tháp (0C) 85,5 84,1 84 Nhiệt độ đỉnh tháp (0C) 76,7 76,4 76,4 Nhiệt độ lạnh vào (0C) 30,1 30,2 30,3 Nhiệt độ lạnh (0C) 30,6 30,7 30,9 Lưu lượng dòng 26,2 25,6 24,2 Gia nhiệt (0C) 83,2 83,3 83,2 Mâm 16 Áp suất 20,11 19,95 20,23 Nhiệt độ hoàn lưu (0C) 76,9 76,6 76,6 87 93 94,5 Độ rượu sản phẩm đỉnh Vp (%) Khảo sát mâm nhập liệu tháp (R=1,2) tD=94,5 oC V % ρr 0,9.785,85 Mr 46 kmol x P (r) = = =0,742( ) V % ρr (1−V %) ρn 0,9.785,85 (1−0,9).962,62 kmolhh + + 46 18 Mr Mn x P (r) = x P M r x P M r + ( 1−x P ) M n = 0,742.46 kg =0,88 ( ) ( ) kghh 0,742.46+ 1−0,742 18 M hh(F )=x F M r + ( 1−x F ) M n=0,085.46+ ( 1−0,085 ) 18=20,38( kg ) kmol M hh(P )=x P M r + ( 1−x P ) M n=0,742.46+ ( 1−0,742 ) 18=38,776 ( ρ hh ( F )= 1 = x F 1−x F 0,192 1−0,192 = 959,43 (kg/m3) + + 929,38 966,86 ρr ρn ρhh (P)= 1 = =803,5 (kg /m3 ) x P 1− x P 0,88 (1−0,88) + + 785,85 962,62 ρr ρn Suất lượng mol dịng nhập liệu: F= QF × ρhh 6,61× 10−3 ×959,43 = = 0,311 (kmol/h) Mhh 20,38 17 kg ) kmol F = F × Mhh = 0,311 × 20,38 = 6,34 (kg/h) Suất lượng mol sản phẩm đỉnh: P= ρhh Q M hh P = 803,56.0,71 10−3 =0,015(kmol /h) 38,776 P=P × M hh=0,015× 38,776=0,58(kg /h) Phương trình cân vật chất: F= P+W W =F−P=0,311−0,015=0,296 (kmol /h) F.xF = D.xD + W.xW xW= F x F −P x P 0,311.0,085−0,015.0,742 kmol = =0,052( ) W 0,296 kmolhh xW Mr 0,052.46 = = 0,123 ( kg/kghh ) xW Mr+ ( 1−xW ) Mn 0,052.46+ ( 1−0,052 ) 18 xW = W = W(xW.Mr + (1-xW).Mn) = 0,296( 0,052.46 + (1-0,052).18 ) = 5,76 (kmol/h) Phương trình đường cất có dạng : y = y= xD R x+ R +1 R+1 1,3 0,742 x+ 1,3+1 1,3+1  y = 0,565x + 0,323 Phương trình đường chưng có dạng: y = y= R+f f −1 x− x R +1 R +1 W 1,3+20,73 20,73−1 x− × 0,052=9,58 x−¿ 0,47 1,3+1 1,3+1 18 với f = F , 311 = = 20,73 D , 015 Mâm R=1,2 Qnl (W) Qng (làm lạnh) QLL(đỉnh) QLL(đáy) - - 430,21 385,1 36,3 455,66 - - QF(W) QD(W) QW(W) Qng(W) QLo(W) QK (W) 217,72 55,74 659,37 132,45 2,667 619,09 Tương tự với bảng số liệu R=1,4 và R=1,6 ( mâm giữa ) Lưu lượng (l/h) x ρhh R = 1,4 T( C) Độ rượu Nhập liệu 87,7 20 6,61 0,085 0,192 20,38 959,43 SP đỉnh 97,1 88 0,53 0,71 0,86 37,88 805,64 R=1,6 T( C) Độ rượu Lưu lượng (l/h) x x Nhập liệu 87,7 20 6,61 0,085 0,192 20,38 959,43 SP đỉnh 93,7 0,42 0,84 0,93 41,52 797,58 o o 94 19 x kg ) Mhh( kmol Mhh( kg ) kmol (kg /m 3) ρhh (kg /m3) R F (kmol/h) P(kmol/h) W(kmol/h) xW( kmol kmolhh f ) 1,4 0,311 0,011 0,3 0,062 28,27 1,6 0,311 0,0081 0,3029 0,065 38,4 R Phương trình phần cất Phương trình phần chưng 1,4 y= 0,524x + 0,338 y= 13,98x – 0,805 1,6 y=0,6x + 0,336 y= 15,96x – 0,9724 R F (kg/h) P (kg/h) W (kg/h) x F ( kg/kghh ) x P ( kg/kghh ) x W ( kg/kghh ) 1,4 6,34 0,42 5,92 0,192 0,86 0,145 1,6 6,34 0,34 0,192 0,93 0,151 Mâm R=1,1 Qnl (W) Qng (làm lạnh) QLL(đỉnh) QLL(đáy) 430,21 256,16 26,57 472,71 QF(W) QD(W) QW(W) Qng(W) QLo(W) QK (W) 217,72 32,05 684,31 95,41 45,72 622,41 20 Mâm R=1,6 Qnl (W) Qng (làm lạnh) QLL(đỉnh) QLL(đáy) 430,21 224,27 19,94 480,91 QF(W) QD(W) QW(W) Qng(W) QLo(W) QK (W) 217,72 55,74 696,42 77,77 45,55 619,09 Khảo sát mâm nhập liệu đáy tháp (R=1,2) tD = 90,3 oC V % ρr 0,92.789,79 Mr 46 kmol x P (r) = = =0,786( ) V % ρr (1−V %) ρn 0,92.789,79 (1−0,92).965,34 kmolhh + + 46 18 Mr Mn x P (r) = x P M r x P M r + ( 1−x P ) M n = 0,786.46 kg =0,904( ) ( ) kghh 0,786.46+ 1−0,786 18 M hh(P )=x P M r + ( 1−x P ) M n=0,786.46+ ( 1−0,786 ) 18=40,008( ρhh (P)= kg ) kmol 1 = =803,82(kg /m3 ) x P 1− x P 0,904 (1−0,904) + + 789,79 965,34 ρr ρn R=1,2 Độ rượu Lưu lượng (l/h) Nhập liệu 20 6,61 0,085 0,192 20,38 959,43 SP đỉnh 90,3 0,69 0,786 0,904 40,008 803,82 x x Mhh Suất lượng mol dịng nhập liệu: QF × ρhh 6,61× 10−3 ×959,43 kmol ) F= = = 0,311 ( h Mhh 20,38 21 ρ hh (kg /m ) F = F × Mhh = 0,311 × 20,38 = 6,34 ( kg ) h Suất lượng mol sản phẩm đỉnh: P= ρhh Q M hh P = −3 803,82.0,69 10 kmol =0,014 ( ) 40,008 h P=P × M hh=0,014 × 40,008=0,0,56( kg ) h Phương trình cân vật chất F= D+W ⇒W =F−P=0,311−0,014=0 , 297( F.xF = D.xD + W.xW ⇒ x W = F x F −P x P 0,311.0,085−0,014.0,786 = =0,05 W 0,297 Phương trình đường cất có dạng : y = 1,3 kmol ) h x R x+ D R +1 R+1 0,786  y = 1,3+1 x+ 1,3+1  y = 0,565x + 0,341 Phương trình đường chưng có dạng: y = y= R+f f −1 x− x R +1 R +1 W với f = F , 311 = = 22,21 D , 014 1,3+22,21 22,21−1 x− × 0,052=10,22 x −0,48 1,3+1 1,3+1 KẾT LUẬN Qua thực nghiệm, ta thấy nhiệt độ nhập liệu mâm trên, mâm mâm số hồi lưu R khơng đổi nồng độ sản phẩm đỉnh giảm Nhập liệu mâm xem tối ưu thời gian lưu dòng lưu lượng nhập liệu chảy xuống nồi đun thấp nhiều, quãng đường ngắn nên nồng độ sản phẩm đỉnh cao với nhập liệu mâm mâm đỉnh (minh chứng qua số mâm lý thuyết) 22 Nguyên nhân gây sai số trình thực nghiệm: ảnh hưởng điều kiện môi trường xung quanh tới thiết bị; q trình tính tốn, xử lý số liệu có làm trịn số Ngồi ra, q trình hoạt động tháp chưng không ổn định thời tiết, thông số làm việc không phù hợp với trạng thái nhập liệu; thiết bị cũ kỹ; bảo ôn, cách nhiệt kém; thiết bị ngưng tụ sản phẩm đỉnh làm việc thiếu hiệu 23 ... đỉnh vào khỏi thiết bị, ℃ r v t Wr , t Wv : nhiệt độ sản phẩm đáy vào khỏi thiết bị, ℃ t 1r ,t v : nhiệt độ vào nước thiết bị làm lạnh sản phẩm đỉnh,℃ t r ,t v : nhiệt độ vào nước thiết bị làm lạnh... số trình th? ??c nghiệm: ảnh hưởng điều kiện mơi trường xung quanh tới thiết bị; q trình tính tốn, xử lý số liệu có làm trịn số Ngồi ra, q trình hoạt động th? ?p chưng khơng ổn định th? ??i tiết, th? ?ng... diện th? ?p Nồng độ pha lỏng sau ngưng tụ có th? ?nh phần th? ?nh phần khỏi đỉnh th? ?p Dòng vào th? ?p trạng th? ?i bão hòa Dòng hồi lưu vào th? ?p trạng th? ?i lỏng sôi Suất lượng mol pha lỏng không đổi theo