THIẾT kế hệ THỐNG CHƯNG cất LIÊN tục mâm XUYÊN lỗ hỗn hợp ACETONE – nước NĂNG SUẤT NHẬP LIỆU 1000 KG h

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TRƯỜNG BÁCH KHOA ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CNHH THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHƯNG CẤT LIÊN TỤC MÂM XUYÊN LỖ HỖN HỢP ACETONE – NƯỚC NĂNG SUẤT NHẬP LIỆU 1000 KG.H-1, NỒNG ĐỘ NHẬP LIỆU 46%, NỒNG ĐỘ SẢN PHẨM ĐỈNH 96%, NỒNG ĐỘ SẢN PHẨM ĐÁY 4% CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN: PGS.TS Lương Huỳnh Vủ Thanh Nguyễn Thị Kim Thuyền B1909732 Ngành CN Kỹ Thuật Hóa Học –K45 Tháng 12 năm 2022 Tính tốn chi phí CBHD: PGS.TS Lương Huỳnh Vủ Thanh LỜI CẢM ƠN Để hồn thành tốt học phần Đồ án Q trình Thiết bị hồn thiện ngày hơm điều khó khăn đòi hỏi thân phải cố gắng nhiều Nhưng cố gắng hoàn thiện thiếu dẫn dắt giúp đỡ từ cán hướng dẫn Vậy nên, lời em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ bảo tận tình thầy Lương Huỳnh Vủ Thanh thơng qua buổi báo cáo nhóm Ngồi việc hướng dẫn đồ án giải đáp thắc mắc cho sinh viên thầy cịn cung cấp lý thuyết thực tiễn thiết bị mà sinh viên thiết kế Bên cạnh đó, em xin chân thành cảm ơn Khoa Kỹ thuật Hóa học, trường Bách Khoa, trường Đại học Cần Thơ tạo điều kiện tốt để em học tập thực đồ án cách tốt Song với từ tận đáy lòng, em xin gửi lời cảm ơn đến tất quý thầy cô giảng dạy ngành Công nghệ Kỹ thuật hóa học cung cấp cho em kiến thức để em hồn thành đồ án hồn chỉnh ngày hơm Tiếp đến, em xin gửi lời cảm ơn đến anh chị khóa trên, bạn ngành cơng nghệ kỹ thuật hóa học K45 chia tài liệu hữu ích liên quan đến học phần giúp đỡ em gặp khó khăn q trình thực đồ án Mặc dù cố gắng chắn không tránh khỏi thiếu sót nên em mong q thầy bỏ qua em mong nhận đóng góp ý kiến từ quý thầy cô để đồ án em hồn thiện nữa! Sau cùng, em xin kính chúc q thầy thật nhiều sức khỏe để thực sứ mệnh “trồng người” đào tạo thật nhiều lớp kỹ sư tiềm tương lai Một lần em xin chân thành cảm ơn! SVTH: Nguyễn Thị Kim Thuyền Tính tốn chi phí CBHD: PGS.TS Lương Huỳnh Vủ Thanh LỜI NÓI ĐẦU Ngành cơng nghiệp hóa chất số ngành cơng nghiệp phát triển giới nói chung Việt Nam nói riêng Đây ngành cơng nghiệp có đa đạng sản phẩm nhằm phục vụ tất ngành khác liên quan đến kinh tế kỹ thuật Từ cho thấy ngành cơng nghiệp hóa chất có đủ mạnh đóng vai trò quan trọng kinh tế đất nước Hiện nay, nhu cầu sử dụng nguyên liệu sản phẩm có độ tinh khiết cao để đảm bảo phù hợp với tiêu chí quy trình sản xuất nhu cầu sử dụng Có nhiều phương pháp sử dụng để nâng cao độ tinh khiết sử dụng phổ biến trích ly, chưng cất, đặc, hấp thụ,… tùy theo đặc tính yêu cầu sản phẩm mà ta có lựa chọn phương pháp cho phù hợp Đối với hệ acetone – nước hai cấu tử tan lẫn hồn tồn vào có độ bay tương đối khác nên phương pháp thích hợp để nâng cao độ tinh khiết acetone phương pháp chưng cất Đồ án trình thiết bị cơng nghệ hóa học mơn học mang tính tổng hợp lại kiến thức chun mơn q trình học tập kỹ sư hóa chất tương lai Môn học giúp ta giải nhiệm vụ tính tốn cụ thể u cầu cơng nghệ, kết cấu, giá thành số thiết bị sản xuất hóa chất – thực phẩm, bước để sinh viên làm quen việc vận dụng kiến thức học nhiều môn học vào giải vấn đề kỹ thuật thực tế cách tổng hợp Nhiệm vụ đồ án thiết kế tháp chưng cất hệ acetone – nước hoạt động liên tục với xuất nhập liệu 1000 L.H -1 có nồng độ 46% khối lượng acetone, thu sản phẩm đỉnh có nồng độ 96% khối lượng acetone SVTH: Nguyễn Thị Kim Thuyền Tính tốn chi phí CBHD: PGS.TS Lương Huỳnh Vủ Thanh MỤC LỤC SVTH: Nguyễn Thị Kim Thuyền Tính tốn chi phí CBHD: PGS.TS Lương Huỳnh Vủ Thanh DANH SÁCH HÌNH SVTH: Nguyễn Thị Kim Thuyền Tính tốn chi phí CBHD: PGS.TS Lương Huỳnh Vủ Thanh DANH SÁCH BẢNG SVTH: Nguyễn Thị Kim Thuyền Tính tốn chi phí CBHD: PGS.TS Lương Huỳnh Vủ Thanh CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu nguyên liệu 1.1.1 Aceton Acetone cịn gọi Propan-2-one, có cơng thức phân tử CH 3COCH3 Nó chất lỏng khơng màu, suốt với mùi cay đặc biệt, acetone hòa tan nước dung môi hưu như: ethanol, ether, chloroform, pyridine Acetone chất lỏng dễ cháy, dễ bay phản ứng với nhiều hợp chất đơn chất hóa học, Acetone chủ yếu sử dụng làm dung môi ngành công nghiệp chất nổ, nhựa, cao su, sợi, da, sơn phun… Ngoài ra, acetone cịn sử dụng làm dung mơi để làm phịng thí nghiệm, đồng thời chất dùng để tổng hợp chất hữu sử dụng thành phần hoạt chất sơn móng tay Các phương pháp sản xuất acetone chủ yếu bao gồm: phương pháp isopropanol, phương pháp cumene, phương pháp lên men, phương pháp hydrat hóa acetylene phương pháp oxy hóa trực tiếp propylene Sản xuất acetone quy mô công nghiệp giới bị chi phối phương pháp cumene Hai phần ba lượng acetone giới sản phẩm phụ trình sản xuất phenol sản phẩm trình oxy hóa cumene Trong năm 2010, sản xuất axeton toàn giới đạt 6,7 triệu tấn, Với 1,56 triệu năm, Hoa Kỳ có sản lượng sản xuất cao nhất, tiếp sau Đài Loan Trung Quốc, Nhà sản xuất acetone lớn INEOS Phenol, năm săn xuất 17% lượng sản xuất giới [1]  Ứng dụng acetone  Trong số loại thuốc dược phẩm, sử dụng làm dung mơi để vận chuyển acetylene an tồn  Acetone nguyên liệu tổng hợp hữu quan trọng để sản xuất nhựa epoxy, polycarbonate, plexiglass, dược phẩm, thuốc trừ sâu  Là dung môi tốt cho lớp phủ, chất kết dính, xi lanh thép, acetylene  Được sử dụng chất pha loãng, chất làm sạch, tẩy rửa công nghiệp [2] SVTH: Nguyễn Thị Kim Thuyền Tính tốn chi phí CBHD: PGS.TS Lương Huỳnh Vủ Thanh  Nó nguyên liệu quan trọng để sản xuất anhydrid acetic, rượu diacetone, chloroform, iodoform, nhựa epoxy, cao su polyisoprene, methyl methacrylate  Được sử dụng làm chất chiết ngành công nghiệp dầu mỡ  Dùng để điều chế monome plexiglass, bisphenol A, rượu diacetone, hexanediol, methyl isobutyl ketone, methyl isobutyl methoxide, phorone, isophorone, chloroform, iodoform…  Acetone sử dụng ứng dụng y tế mỹ phẩm khác nhau, Nó xem hợp chất phụ gia thực phẩm, bao bì thực phẩm tẩy sơn móng tay.[2]  Tính chất vật lý acetone Là chất có cơng thức hóa học (CH3)2CO, cơng thức phân tử CH3COCH3, khối lượng phân tử: 58 đvC, Acetone chất lỏng khơng màu, suốt có mùi thơm, dễ bay hơi, tan vô hạn nước, dễ bay (sôi nhiệt độ 56,5 ℃ 760 mmHg) dễ cháy.[2]  Tính chất hóa học acetone  Phản ứng với natri hydro sulfit (Na 2HSO3) tạo thành chất phụ gia tinh thể không màu  Phản ứng với hydro xyanua tạo thành acetone cyanohydrin  Acetone tương đối ổn định với chất oxy hóa, Nó khơng bị oxy hóa axit nitric nhiệt độ phòng  Phản ứng ngưng tụ lưỡng phân xảy với có mặt bazơ để tạo thành rượu diacetone  Phản ứng với Ca(OH)2 với natri alkoxide natri amide sản phẩm tạo thành isophorone (3,5,5-trimethyl-2-cyclohexen-1-one)  Ngưng tụ với aldehyd ketone với có mặt axit bazo để tạo thành rượu keto, ketone khơng bão hịa sản phẩm nhựa  Nó ngưng tụ với phenol điều kiện axit để tổng hợp bisphenol-A,  Nó phản ứng với dung dịch kiềm hypohalite halogen để tạo thành haloform SVTH: Nguyễn Thị Kim Thuyền Tính tốn chi phí CBHD: PGS.TS Lương Huỳnh Vủ Thanh  Acetone thêm vào thuốc thử Grignard sản phẩm bổ sung thủy phân để thu rượu bậc ba.[2] 1.1.2 Nước Nước hợp chất chiếm phần lớn bề mặt trái đất (3/4 diện tích bề mặt trái đất nước), nước cần thiết cho sống Ở điều kiện bình thường nước chất khơng màu, khơng mùi, khơng vị, dung mơi hịa tan tốt chất phân cực, nặng dung môi hữu cơ, khơng hịa tan dung mơi hữu cơ.[2]  Các tính chất vật lý nước,  Khối lượng phân tử: 18 g.mol-1  Nhiệt độ nóng chảy: ℃ (ở 760 mmHg)  Nhiệt độ sôi: 100 ℃ (ở 760 mmHg)  Nước dung môi phân cực mạnh, có khả hịa tan nhiều chất dung mơi quan trọng kỹ thuật hóa học 1.1.3 Hỗn hợp Acetone – Nước Trong công nghiệp tổng hợp acetone từ axit axetic với xúc tác ThO nhiệt độ cao ta thu hỗn hợp đa phần acetone nước Lượng acetone hỗn hợp thường vào khoảng 48% khối lượng tùy thuộc vào hiệu suất trình tổng hợp Vì vậy, yêu cầu thiết cần phải nâng cao độ tinh khiết acetone để ứng dụng nhiều lĩnh vực Dựa vào tính chất vật lý acetone tan hồn tồn nước, nhiệt độ sơi acetone (56,5℃ 760 mmHg) < nước (100 ℃ 760 mmHg), hệ khơng có điểm đẳng phí, nên phương pháp tách hỗn hợp chất phương pháp phù hợp với hệ acetone – nước phương pháp chưng cất toC x(mol.mol-1) y(mol.mol-1) 100,348 99,4563 0,001 0,0320883 98,5803 0,002 0,0622793 SVTH: Nguyễn Thị Kim Thuyền Tính tốn chi phí CBHD: PGS.TS Lương Huỳnh Vủ Thanh toC x(mol.mol-1) y(mol.mol-1) 100,348 0 97,7343 0,003 0,0907165 96,9171 0,004 0,117531 95,3637 0,006 0,166759 93,9106 0,008 0,210804 92,5493 0,01 0,250369 86,871 0,02 0,398797 82,5913 0,03 0,494505 79,265 0,04 0,56032 74,4609 0,06 0,643561 71,1926 0,08 0,693094 68,8546 0,1 0,725424 65,2535 0,15 0,770922 63,2941 0,2 0,794035 62,1122 0,25 0,807764 61,334 0,3 0,816945 60,7741 0,35 0,823793 60,3324 0,4 0,829481 59,9519 0,45 0,834711 59,5985 0,5 0,839958 59,252 0,55 0,845588 SVTH: Nguyễn Thị Kim Thuyền Quy trình cơng nghệ - Bề dày thành ống: CBHD: PGS.TS.Lương Huỳnh Vủ Thanh mm (W.m-2.độ) (XII.7, trang 313, [7]) - Hệ số dẫn nhiệt thép không gỉ: (m2.độ.W-1) - Nhiệt trở lớp bẩn tường với nước sạch: (m2.độ.W-1) - Nhiệt trở lớp cáu phía nhập liệu: (m2.độ.W-1 ) Vậy: W.m-2 (5-56) 5.3.5.4 Hệ số cấp nhiệt nước: Đường kính tương đương: (m) Hệ số cấp nhiệt nước tính theo cơng thức: Nhiệt tải phía nước: (5-57) Chọn oC, tính chất lý học nhập liệu tra tài liệu tham khảo [6] ứng với nhiệt độ tw2: - Nhiệt dung riêng (bảng I.154, trang 172, [6] ]), (I.147, trang 156, [6]): (kJ.kg1 độ) - Khối lượng riêng (bảng I.2, trang 9, [6]), (I.5, trang 11, [6]): (kg.m-3) - Độ nhớt động học (bảng I.101, trang 91, [6]), (I.102, trang 94, [6]): (N.s.m-2) - Hệ số dẫn nhiệt (bảng I.130, trang 134, [6]), (I.129, trang 133, [6]) - : (W.m-1.độ) SVTH: Nguyễn Thị Kim Thuyền Quy trình cơng nghệ CBHD: PGS.TS.Lương Huỳnh Vủ Thanh Khi đó: (V.35, trang 12, [7]) Từ (5-54) (5-56) ta có: (W.m-2) o C Tra bảng V.101, trang 29, [7] ta Từ (5-57) ta có: (W.m-2) Kiểm tra sai số: => (thỏa điều kiện) Vậy oC oC Khi đó: (W.m-2.độ) (W.m-2.độ) Nên: (W.m-2.độ) Bề mặt truyền nhiệt trung bình: (m2) Chiều dài ống truyền nhiệt: Chọn m (dự trữ khoảng 35%) Kiểm tra: Vậy thiết bị gia nhiệt thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống với chiều dài ống truyền nhiệt m Chia thành dãy dãy dài m SVTH: Nguyễn Thị Kim Thuyền Quy trình cơng nghệ CBHD: PGS.TS.Lương Huỳnh Vủ Thanh Bảng 5-17: Tóm tắt thơng số thiết bị gia nhiệt nhập liệu Thơng số Kí hiệu Giá trị Loại thiết bị Ống lồng ống Đường kính ngồi ống dng 38 mm Bề dày ống ngồi mm Đường kính ống dtr 25 mm Bề dày ống mm Chiều dài ống L 1m Số dãy ống N dãy Hệ số truyền nhiệt K 1095,645 (W.m-2.độ) Bề mặt truyền nhiệt trung bình Ftb 0,05 m2 5.3.6 Bồn cao vị Chọn đường kính ống dẫn nguyên liệu: dF = 70 mm Độ nhám ống: mm (hình II.14, trang 380, [6]) Các tính chất lý học dịng nhập liệu tra tài liệu tham khảo [6] ứng với nhiệt độ trung bình: - Khối lượng riêng: (kg.m-3) (bảng I.2, trang 9, [6]), (I.5, trang 11, [6]) - Độ nhớt động học: (N.s.m-2)(bảng I.101, trang 91, [6]), (I.102, trang 94, [6]) Vận tốc trung bình dịng nhập liệu ống dẫn: (m.s-1) 5.3.6.1 Tổn thất dọc đường ống (m) Trong đó: - : hệ số ma sát đường ống SVTH: Nguyễn Thị Kim Thuyền (5-60) Quy trình công nghệ - CBHD: PGS.TS.Lương Huỳnh Vủ Thanh : chiều dài đường ống dẫn, chọn m : đường kính ống dẫn (m) - : tổng hệ số tổn thất cục : vận tốc dòng nhập liệu ống m.s-1 Xác định : Chuẩn số Renolds dòng nhập liệu ống: Chuẩn số Reynolds tới hạn: (II.60, trang 378, [6]) Chuẩn số Reynolds bắt đầu xuất vùng nhám: (II.61, trang 378, [6]) Suy ra:Renh>ReF>Regh: chế độ chảy rối (khu vực độ) đó: (II.64, trang 380, [6]) Xác định : Hệ số tổn thất dòng nhập liệu qua đường ống dẫn (khơng tính đoạn ống thiết bị trao đổi nhiệt thiết bị gia nhiệt): - chỗ uốn cong: - van cầu: - lần đột thu: (trang 393, [6]) (van với độ mở hoàn toàn) (trang 387, [6]) - lần đột mở: (trang 387, [6]) - lưu lượng kế: không đáng kể Suy ra: 5.3.6.2 Vậy tổn thất dọc đường ống dẫn: Tổn thất đường ống thiết bị trao đổi nhiệt dòng nhập liệu sản phẩm đáy SVTH: Nguyễn Thị Kim Thuyền Quy trình công nghệ CBHD: PGS.TS.Lương Huỳnh Vủ Thanh (5-61) Với: - : hệ số ma sát đường ống trao đổi nhiệt với sản phẩm đáy - : chiều dài đường ống dẫn, m - : đường kính ống dẫn, m - : tổng hệ số tổn thất cục : vận tốc dòng nhập liệu ống trao đổi nhiệt với sản phẩm đáy -1 (m.s ) Xác định : Chuẩn số Renolds dòng nhập liệu ống: Chuẩn số Reynolds tới hạn[6] Regh2 =6.(= ( = 2704,682 (II.60, trang 378, [6]) Chuẩn số Reynolds bắt đầu xuất vùng nhám (II.61, trang 378, [6]) Suy ra: : chế độ chảy rối (khu vực độ) đó: (II.64, trang 380, [6]) Xác định : Hệ số tổn thất dòng nhập liệu qua thiết bị trao đổi nhiệt: - 13 chỗ uống cong quay ngược: - lần đột thu: SVTH: Nguyễn Thị Kim Thuyền Quy trình cơng nghệ CBHD: PGS.TS.Lương Huỳnh Vủ Thanh - lần đột mỡ: Suy ra: Vậy tổn thất đường ống dẫn: 5.3.6.3 Tổn thất đường ống dẫn thiết bị gia nhiệt nhập liệu (5-62) Với: - : hệ số ma sát đường ống trao đổi nhiệt với sản phẩm đáy - : chiều dài đường ống dẫn, m - : đường kính ống dẫn, - : tổng hệ số tổn thất cục - m : vận tốc dòng nhập liệu ống trao đổi nhiệt với sản phẩm đáy (m.s-1) Xác định : Chuẩn số Renolds dòng nhập liệu ống: Chuẩn số Reynolds tới hạn [6] (II.60, trang 378, [6]) Chuẩn số Reynolds bắt đầu xuất vùng nhám (II.61, trang 378, [6]) Suy ra: : chế độ chảy rối (khu vực độ) đó: SVTH: Nguyễn Thị Kim Thuyền Quy trình cơng nghệ CBHD: PGS.TS.Lương Huỳnh Vủ Thanh (II.64, trang 380, [6]) Xác định : Hệ số tổn thất dòng nhập liệu qua thiết bị trao đổi nhiệt: - chỗ uống cong quay ngược: - lần đột thu: - lần đột mỡ: Suy ra: Vậy tổn thất đường ống dẫn: Chọn: - Mặt cắt (1 - 1) mặt thoáng chất lỏng bồn cao vị - Mặt cắt (2 – 2) mặt cắt vị trí nhập liệu tháp Áp dụng phương trình Bernolli cho hai mặt cắt: (5-63) Hay: Với: - : độ cao mặt thoáng (1 – 1) so với mặt đất hay chiều cao bồn cao vị - : độ cao mặt thoáng (2 – 2) so với mặt đất hay chiều cao vị trí nhập liệu z2 = hchânđỡ + hđáy + (Nchưng + 1) x (hmâm + δmâm) (m) - : áp suất mặt thoáng (1 – 1), chọn - : áp suất mặt thoáng (2 – 2) SVTH: Nguyễn Thị Kim Thuyền at Quy trình công nghệ CBHD: PGS.TS.Lương Huỳnh Vủ Thanh - : vận tốc mặt thoát (1 – 1), xem - : vận tốc vị trí nhập liệu, (m.s-1) - (m.s-1) : tổn thất đường ống từ (1 – 1) đến (2 – 2) (m) (N.m-2) Xem: Vậy chiều cao bồn cao vị là: (m) Dung dịch nhập liệu chảy liên tục từ bồn cao vị vào vị trí nhập liệu tháp chưng cất độ cao bồn cao vị từ 6,04 m trở lên Ta chọn khoảng cách từ mặt đất đến bồn cao vị 6,1 m 5.3.7 Bơm nhập liệu Lưu lượng nhập liệu: (m3.h-1) Chọn bơm có suất (m3.h-1) với đường kính ống hút, ống đẩy 50 mm Các tính chất lý học dòng nhập liệu tra tài liệu tham khảo [6] ứng với hiệt độ trung bình: o C Khối lượng riêng: (kg.m-3) (bảng I.2, trang 9, [6]), (I.5, trang 11, [6]) Độ nhớt động lực: (N.s.m-2) (bảng I.101, trang 91, [6]), (I.102, trang 94, [6]) Vận tốc dòng nhập liệu ống đẩy ống hút: Tổng trở lực ống hút ống đẩy: (5-64) Trong đó: - : chiều dài ống đẩy, chọn SVTH: Nguyễn Thị Kim Thuyền m Quy trình cơng nghệ - CBHD: PGS.TS.Lương Huỳnh Vủ Thanh : chiều dài ống hút, chọn m - : tổng tổn thất cục ống hút - : tổng tổn thất cục ống đẩy - : hệ số ma sát ống hút ống đẩy Xác định : Chuẩn số Reynolds dòng nhập liệu: Chuẩn số Reynolds tới hạn: (II.60, trang 378, [6]) Chuẩn số Reynolds bắt đầu xuất vùng nhám: (II.61, trang 378, [6]) Suy ra: Xác định : chế độ chảy rối (khu vực độ): : Hệ số tổn thất cục ống hút: - van cầu: - lần đột thu: Hệ số tổn thất cục ống đẩy: - van cầu: - lần uốn ống: - lần đột mở: SVTH: Nguyễn Thị Kim Thuyền Quy trình cơng nghệ CBHD: PGS.TS.Lương Huỳnh Vủ Thanh Vậy tổn thất ống hút ống đẩy: Chọn: - Mặt cắt (1 – 1) mặt thoáng chất lỏng bồn chứa nguyên liệu - Mặt cắt (2 – 2) mặt thoáng chất lỏng bồn cao vị Áp dụng phương trình Bernolli cho hai mặt cắt: Với: - : độ cao mặt thoáng (1 – 1) so với mặt đất - : độ cao mặt thoáng (2 – 2) so với mặt đất - : áp suất mặt thoáng (1 – 1), chọn - : áp suất mặt thoáng (2 – 2), chọn - , - at at : vận tốc mặt thoáng (1 – 1) (2 – 2), xem m.s-1 : tổng tổn thất ống từ (1 – 1) (2 – 2) : cột áp bơm (m) Chọn hiệu suất bơm: Công suất thực tế bơm: Kết luận: để đảm bảo tháp hoạt động liên tục ta chọn máy bơm ly tâm Ebara 3M 32-160/1.5 với công suất 1,5 kW, lưu lượng 100 (L/phút), đường kính hút – xả từ 4260 mm acetone nguyên chất chất không độc hại SVTH: Nguyễn Thị Kim Thuyền Quy trình cơng nghệ CBHD: PGS.TS.Lương Huỳnh Vủ Thanh 5.4 Lớp cách nhiệt Trong trình hoạt động tháp, tháp tiếp xúc với khơng khí nên nhiệt lượng tổn thất mơi trường xung quanh ngày lớn Để tháp hoạt động ổn định, với thông số thiết kế, ta phải tăng dần lượng đốt gia nhiệt cho nồi đun để tháp không bị nguội (nhất sản phẩm đỉnh, ảnh hưởng đến hiệu suất tháp) Khi đó, chi phí cho đốt tăng Để tháp khơng bị nguội mà khơng tăng chi phí đốt ta thiết kế lớp cách nhiệt bao quanh thân tháp Chọn vật liệu cách nhiệt cho thân tháp amiang có bề dày khảo [7], hệ số dẫn nhiệt amiang Tra tài liệu tham W.m-1.độ-1 Nhiệt lượng tổn thất môi trường xung quanh: (kJ/h) = 4668,245 (W) Nhiệt tải mát riêng: (IX.162, trang 198, [7]) (5-58) Với: - : nhiệt độ lớp cách nhiệt tiếp xúc với bề mặt tháp - : nhiệt độ lớp cách nhiệt tiếp xúc với không khí - : hiệu số nhiệt độ hai bề mặt lớp cách nhiệt Nhận thấy o C - , nên chọn với tkk = 35oC, : diện tích bề mặt trung bình tháp (kể lớp cách nhiệt) (5-59) Suy ra: => δA = 0,0194 (m) Do lớp amiang thị trường có bề dày từ 2-3 mm nên ta chọn bề dày lớp bảo ôn δa 21 mm, quấn thành lớp, lớp dày mm Suy diện tích bề mặt trung bình tháp (kể lớp cách nhiệt) SVTH: Nguyễn Thị Kim Thuyền Quy trình cơng nghệ CBHD: PGS.TS.Lương Huỳnh Vủ Thanh =�.6,596.(0,4+2.0,005+2.0,0194)= 9,3( m2) SVTH: Nguyễn Thị Kim Thuyền Quy trình cơng nghệ CBHD: PGS.TS.Lương Huỳnh Vủ Thanh CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN CHI PHÍ Tính sơ giá thành vật liệu hệ thống chưng cất: Bảng 6-18 Chi phí sơ hệ thống chưng cấtk Vật liệu Số lượng Đơn giá (VNĐ/đv) Thành tiền (VNĐ) Inox SUS 304 1376 kg 77 000 105 952 000 Thép CT3 61 kg 15 000 915 000 Bu lông M12 20 500 30 000 Bu lông M16 168 000 504 000 Bu lông M10 1000 000 Áp kế 600 000 600 000 Nhiệt kế 150 000 900 000 Lưu lượng kế 000 000 000 000 Bơm li tâm 16 427 000 32 854 000 Vật liệu cách nhiệt 9,3 m2 325 000 30 225 000 Van 21 29 000 609 000 Chiều dài ống ghép bích 0,82m 10000 200 Ống 25 mm 360 m 15 000 400 000 Ống 35 mm 24 m 20 000 480 000 Ống 50 mm 100 m 25 000 500 000 Ống 100 mm 50 m 40 000 000 000 Nối 25 mm 36 m 30 000 080 000 Nối 35 mm 24 m 50 000 200 000 Nồi đun 150000000 150 000 000 Chiller 25000000 25 000 000 Tổng cộng Số tiền mua vật tư chế tạo thiết bị 366 261 200 (VNĐ) Phí gia cơng 231 342 600 (VNĐ) Vậy tổng chi phí 597 603 800 (VNĐ) SVTH: Nguyễn Thị Kim Thuyền 366 261 200 Quy trình cơng nghệ CBHD: PGS.TS.Lương Huỳnh Vủ Thanh KẾT LUẬN Sau trình nghiên cứu trao đổi với thầy hướng dẫn bạn, em học tập hiểu số vấn đề: - Thiết kế hệ thống chưng cất acetone – nước với thiết bị tháp mâm xuyên lỗ tương đối hoàn chỉnh biết trước lưu lượng nhập liệu, nồng độ nhập liệu nồng độ sản phẩm đáy, độ thu hồi sản phẩm đỉnh - Tính tốn tương đối chi tiết q trình làm việc thiết bị khả chịu bền thiết bị tính ăn mịn học, hố học vật lí, điều kiện làm việc thiết bị - Tính tốn sơ tổng chi phí đầu tư cho hệ thống chưng cất acetone Đặc tính kỹ thuật thiết bị chưng cất thiết kế ứng với thông số cho ban đầu: - Tỉ số hồn lưu thích hợp: - Số mâm chưng cất thực tế: 23 mâm ( 13 mâm cất, mâm chưng mâm nhập liệu) - Đường kính tháp chưng cất: 400 (mm) - Đường kính lỗ mâm: (mm) - Bề dày mâm: (mm) - Số lỗ mâm: 1387 lỗ - Trở lực toàn tháp: 8753,621 (N/m2) - Khoảng cách hai mâm: 250 (mm) - Chiều cao gờ chảy tràn: 50 mm - Chiều cao tháp: 6,846 (m) - Thân – đáy – nắp làm inox SUS 304, có bề dày: (mm) - Bích ghép thân – đáy – nắp làm thép SUS 304, loại bích liền khơng cổ SVTH: Nguyễn Thị Kim Thuyền Quy trình cơng nghệ CBHD: PGS.TS.Lương Huỳnh Vủ Thanh TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đồ án quy trình sản xuất acetone, https://123doc.org/document/2439291-do-anquy-trinh-cong-nghe-san-xuat-acetone.htm [2] Tính chất vật lý hóa học acetone, https://thuvienkhoahoc.net/acetone-lagi.html? fbclid=IwAR13qAjY2pK_dDnXZL7Qr56WdsAGYJ0OrRD1InfeppBXfAq8E 1_LLldZxWo [3] https://text.123docz.net/document/9933808-tieu-luan-ve-phuong-phap-chung-catchung-cat-la-phuong-phap-tach-hon-hop-chat-long-thanh-cac-cau-tu-rieng-biet-duavao-su-khac-nhau-ve-do-bay-hoi-cua-chung.htm [4] http://thietbicongnghiep.vn/home/print.php?module=news&iData=179&iCat=1321 [5] http://www.vle-calc.com/phase_diagram.html [6] N BIN, Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập 1, NXB KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT, 2006 [7] N BIN, Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập 2, NXB KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT, 2006 [8] V.V.B.-V.B MINH, Q trình thiết bị cơng nghệ hóa học thực phẩm tập 3, NXB ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH, 2013 SVTH: Nguyễn Thị Kim Thuyền ... chưng cất 1.2.1 Khái niệm chưng cất Chưng cất trình dùng để tách cấu tử h? ??n h? ??p lỏng h? ??n h? ??p lỏng – khí thành cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay khác cấu tử h? ??n h? ??p (nghĩa nhiệt độ, áp suất bão h? ?a... loại mâm tháp [4] Đối với việc chưng cất h? ?? acetone – nước ta nên chọn tháp mâm xun lỗ, h? ?? có độ chênh lệch nhiệt độ sôi lớn h? ?? khơng có điểm đẳng phí, việc phân riêng h? ?? dễ nên không thiết yêu... hay q trình tách khơng h? ??n tồn 2.2 Thuyết minh quy trình cơng nghệ  Chú thích: Bồn nhập liệu Bơm Bồn cao vị Thiết bị trao đổi nhiệt nhập liệu với sản phẩm đáy Thiết bị gia nhiệt nhập liệu Tháp