Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án kỹ thuật thực phẩm Đồ án kỹ thuật thực phẩm GVHD Nguyễn Hữu Quyền BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHƯNG[.]
Đồ án kỹ thuật thực phẩm GVHD: Nguyễn Hữu Quyền BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM - - ĐỒ ÁN: THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHƯNG CẤT METANOL – NƯỚC KIỂU MÂM XUYÊN LỖ, NĂNG XUẤT NHẬP LIỆU 1800 KG HỖN HỢP/H Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 1, năm 2022 Đồ án kỹ thuật thực phẩm GVHD: Nguyễn Hữu Quyền BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM - - ĐỒ ÁN: THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHƯNG CẤT METANOL – NƯỚC KIỂU MÂM XUYÊN LỖ, NĂNG XUẤT NHẬP LIỆU 1800 KG HỖN HỢP/H GVHD: Nguyễn Hữu Quyền SVTH: Phan Thị Ngọc Quyền – 2005191613 Trần Trúc Linh – 2005191141 Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 1, năm 202 Đồ án kỹ thuật thực phẩm GVHD: Nguyễn Hữu Quyền LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm Thành phố Hồ Chí Minh thầy cô khoa Công nghệ thực phẩm trường tao điều kiện cho em thực học phần “Đồ án kỹ thuật thực phẩm ” Trong thời ian học tập trường em tiếp thu nhiều kiến thức bổ ích báo cáo kết trình học tập rèn luyện dạy bảo quý thầy cô Và đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy Nguyễn Hữu Quyền, người tận tình hướng dẫn góp ý giúp nhóm em thời gian qua để nhóm hồn thành báo cáo cách tốt Đồng thời kinh nghiệm thực tế kiến thức nhóm cịn hạn chế nên báo cáo khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận ý kiến đóng góp q thầy để em học thêm nhiều kinh nghiệm hoàn thành tốt đồ án sau Cuối cùng, em xin kính chúc q thầy dồi sức khỏe thành cơng nghiệp Kính chúc Thầy Nguyễn Hữu Quyền mạnh khỏe, đạt nhiều thành công công việc sống Em xin chân thành cảm ơn! Đồ án kỹ thuật thực phẩm GVHD: Nguyễn Hữu Quyền LỜI CAM ĐOAN Nhóm chúng em cam đoan thực đồ án: “Thiết kế thiết bị chưng cất metanol – nước kiểu mâm xuyên lỗ, xuất nhập liệu 1800 kg hỗn hợp/h” 100% có tham gia đầy đủ thành viên nhóm Các tài liệu tham khảo sử dụng có trích dẫn, rõ nguồn gốc, năm suất Đồ án kỹ thuật thực phẩm GVHD: Nguyễn Hữu Quyền NHÂN XÉT CỦA GIÁO VIÊN Đồ án kỹ thuật thực phẩm GVHD: Nguyễn Hữu Quyền MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan sản phẩm 1.1.1 Methanol 1.1.2 Nước 1.1.3 Hỗn hợp methanol – nước 1.2 Quá trình thiết bị chưng cất 1.2.1 Khái niệm chưng cất 1.2.2 Các phương pháp chưng cất 10 1.2.3 Thiết bị chưng cất 11 Chương 2: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 12 2.1 Thuyết minh quy trình 12 2.2 Sơ đồ quy trình 13 3.1 Các thông số ban đầu 14 3.2 Cân vật chất 15 3.2.1 Nồng độ mol Methanol tháp 15 3.2.2 Suất lượng mol dòng vật chất 16 3.3 Xác định số hồi lưu 17 3.4 Phương trình đường làm việc – số mâm lý thuyết 19 3.4.3 Phương trình đường nồng độ làm việc phần cất 19 3.4.4 Phương trình đường nồng độ làm việc phần chưng 19 3.4.5 Xác định số mâm lý thuyết 19 3.4.6 Xác định số mâm thực tế 20 Chương 4: TÍNH CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG 23 4.1 Cân nhiệt lượng cho tháp chưng cất: 23 Chương5: TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH 25 5.1 Tính tốn kích thước thiết bị 25 5.1.1 Đường kính tháp 25 Đồ án kỹ thuật thực phẩm GVHD: Nguyễn Hữu Quyền 5.1.2 Chiều cao tháp 28 5.1.3 Trở lực tháp 29 5.1.4 Trở lực sức căng bề mặt 32 5.1.5 Tổng trở lực thủy lực tháp 33 5.1.6 Kiểm tra ngập lụt tháp hoạt động 34 5.2 Tính tốn khí thiết bị 35 5.2.1 Bề dày thân 35 5.2.2 Đáy nắp 37 5.2.3 Bề dày mâm 37 5.2.4 Bích ghép thân nắp 40 5.2.5 Đường kính ống dẫn - bích ghép ống dẫn 41 5.2.6 Tai treo chân đỡ 46 Chương 6: TÍNH THIẾT BỊ PHỤ 48 6.1 Các thiết bị truyền nhiệt 48 6.1.1 Thiết bị ngưng tụ sản phẩm đỉnh 48 6.1.2 Nồi đun gia nhiệt sản phẩm đáy 52 CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN 57 Đồ án kỹ thuật thực phẩm GVHD: Nguyễn Hữu Quyền MỤC LỤC BẢNG Bảng 1: Bảng cân lỏng – cho hỗn hợp Methanol – Nước atm Bảng 2: So sánh ưu nhược điểm loại tháp: 11 Đồ án kỹ thuật thực phẩm GVHD: Nguyễn Hữu Quyền LỜI MỞ ĐẦU Một ngành có đóng góp to lớn đến ngành cơng nghiệp nước ta nói chung giói nói riêng, ngành cơng nghiệp hóa học Đặc biệt ngành hóa chất Hiện nay, nhiều ngành sản xuất hóa học sử dụng sản phẩm hóa học nhu cầu sử dụng nguyên liệu hay sản phẩm có độ tinh khiết cao phải phù hợp với quy trình sản suất nhu cầu sử dụng Và ngày nay, phương pháp sử dụng để nâng cao độ tinh khiết như: trích ly, chưng cất, đặc, hấp thu, Tùy theo đặc tính yêu cầu sản phẩm mà ta lựa chọn phương pháp phù hợp Đối với hệ Methanol – Nước cấu tử tan lẫn hoàn toàn, ta dùng phương pháp chung cất để nâng cao độ tinh khiết cho methanol Đồ án môn học Kỹ thuật thực phẩm mơn học mang tính tổng hợp trình học tập kỹ sư hóa – thực phẩm tương lai Mơn học giúp sinh viên giải nhiệm vụ tính tóa u cầu công nghệ, kết cấu, giá thành thiết bị sản suất hóa chất – thực phẩm Đây bước để sinh viên vận dụng kiến thức học môn học vào giải vấn đề kỹ thuật thực tế cách tổng hợp Do đó, đề tài đồ án lần nhóm chúng em nhận “Thiết kế thiết bị chưng cất metanol – nước kiểu mâm xuyên lỗ, xuất nhập liệu 1800 kg hỗn hợp/h” Với kiện: - Năng suất 1800 kg/h Nồng độ nhập liệu 28% (khối lượng) Nồng độ sản phẩm đỉnh 95% (khối lượng) Vì Đồ án Kỹ Thuật Thực Phẩm đề tài lớn mà nhóm hai sinh viên đảm nhận nên nhiều hạn chế thiếu sót Vì vậy, chúng em mong nhận góp ý dẫn từ Thầy Cơ bạn bè để củng cố mở rộng kiến thức chuyên môn Chúng em chân thành cảm ơn! Đồ án kỹ thuật thực phẩm GVHD: Nguyễn Hữu Quyền Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan sản phẩm 1.1.1 Methanol Methanol gọi rượu gỗ hay ancol metylic, có cơng thức hóa học CH3OH Là chất lỏng không màu, dễ bay độc Các thông số methanol: - Phân tử lượng: 32,04 g/mol - Khối lượng riêng: ρ = 0,7918 g/cm3 = 791,8 kg/m3 - Nhiệt độ nóng chảy: -97ºC (175,6 K) - Nhiệt độ sôi: 64,7ºC (337,8 K) - Độ nhớt: J = 0,59 *103 Ns/m2 20ºC Methanol dùng làm chất chống đông, làm dung môi, làm nhiên liệu cho động đốt trong, Methanol sinh từ trao đổi chất yếm khí vài vi sinh vật Kết có lượng nhỏ Methanol hình thành khơng khí Và sau vài ngày khơng khí có chứa Methanol bị oxy hóa O2 tác dụng ánh sáng thành CO2 H2O theo phương trình: 2CH3OH + 3O2 2CO2 + 4H2O Hiện Methanol sản xuất trực tiếp cách tổng hợp trực tiếp từ H2 CO, gia nhiệt áp suất thấp 1.1.2 Nước Nước chất chiếm phần lớn trái đất (3/4 diện tích trái đất nước biển) nước cần thiết cho sống Khi điều kiện bình thường nước chất lỏng không màu, không mùi, không vị ... hợp Do đó, đề tài đồ án lần nhóm chúng em nhận ? ?Thiết kế thiết bị chưng cất metanol – nước kiểu mâm xuyên lỗ, xuất nhập liệu 1800 kg hỗn hợp/ h” Với kiện: - Năng suất 1800 kg/ h Nồng độ nhập liệu. .. ĐỒ ÁN: THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHƯNG CẤT METANOL – NƯỚC KIỂU MÂM XUYÊN LỖ, NĂNG XUẤT NHẬP LIỆU 1800 KG HỖN HỢP/H GVHD: Nguyễn Hữu Quyền SVTH: Phan Thị Ngọc Quyền – 2005191613 Trần Trúc Linh – 2005191141... em cam đoan thực đồ án: ? ?Thiết kế thiết bị chưng cất metanol – nước kiểu mâm xuyên lỗ, xuất nhập liệu 1800 kg hỗn hợp/ h” 100% có tham gia đầy đủ thành viên nhóm Các tài liệu tham khảo sử dụng có