BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC BÁO CÁO THỰC HÀNH TÍNH TOÁN HỆ THỐNG VÀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ HÓA HỌC GVHD TS Phạm Văn Hưng SVTH Trịnh Văn Long Vũ LỚP[.]
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC - - BÁO CÁO THỰC HÀNH TÍNH TỐN HỆ THỐNG VÀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ CƠNG NGHỆ HĨA HỌC GVHD: TS Phạm Văn Hưng SVTH: Trịnh Văn Long Vũ LỚP: DHHD 15 MSSV: 19531911 TP.Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2022 BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐHCN TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TÍNH TỐN HỆ THỐNG VÀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ CƠNG NGHỆ HĨA HỌC KHOA: CƠNG NGHỆ HỐ HỌC BỘ MƠN: MÁY & THIẾT BỊ HỌ VÀ TÊN: TRỊNH VĂN LONG VŨ MSSV: 19531911 LỚP: DHHD15 Tên đề tài: Thiết kế hệ thống tháp mâm xuyên lỗ chưng cất hỗn hợp Acetone – nước với suất nhập liệu 2000 kg/h làm việc áp suất thường Nhiệm vụ đề tài (yêu cầu nội dung số liệu ban đầu) Số liệu ban đầu: - Năng suất nhập liệu 2000 kg/h - nồng độ nhập liệu 34% , sản phẩm đỉnh 90%, sản phẩm đáy 9% theo mol - Các thông số khác tự chọn Nội dung thực hiện: - Tổng quan cấu tử hỗn hợp - Thiết kế quy trình chưng cất - Thuyết minh quy trình cơng nghệ - Tính tốn cân vật chất - Tính tốn cân lượng - Tính tốn thiết kế thiết bị chưng cất - tính tốn chọn thiết bị phụ - Bản vẽ A1 sơ đồ QTCN - Bản vẽ AI sợ đồ bố trí thiết bị nhà xưởng - Bản vẽ A1 chi tiết thiết bị Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 04/10/2022 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 18/12/2022 Họ tên người hướng dẫn: Th.S Phạm Văn Hưng Tp Hồ Chí Minh, ngày 04 tháng 10 năm 2022 CHỦ NHIỆM BỘ MƠN (Ký ghi rõ họ tên) Trần Hồi Đức GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) Phạm Văn Hưng NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Phần đánh giá: - Thái độ thực hiện: - Nội dung thực hiện: - Kỹ trình bày: - Tổng hợp kết quả: Điểm số:…………… Điểm chữ: Tp Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 12 năm 2020 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Phần đánh giá: - Thái độ thực hiện: - Nội dung thực hiện: - Kỹ trình bày: - Tổng hợp kết quả: Điểm số:…………… Điểm chữ: Tp Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 12 năm 2020 GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin gởi lời cảm ơn đến Thầy Phạm Văn Hưng tạo điều kiện cho em tiếp cận với trang thiết bị máy móc Qua đó, em mở rộng kiến thức có sở để hồn thành tốt báo cáo Đề tài em “Thiết kế hệ thống tháp mâm xuyên lỗ chưng cất hỗn hợp Acetone”, đề tài mang tính ứng dụng cao công nghiệp ngày phát triển lớn mạnh Vì vậy, cần phải thiết kế cải tiến hệ thống hấp thụ khí phù hợp đạt hiệu suất cao Sau thời gian tìm hiểu, nghiên cứu giúp đỡ Thầy, em hoàn thành báo cáo Tuy nhiên, vốn kiến thức kỹ sử dụng phần mềm autocad cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi sai sót Em mong nhận góp ý từ Thầy để em hiểu rõ vấn đề để hoàn thiện báo cáo tốt Một lần em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình Thầy Phạm Văn Hưng giải đáp thắc mắc quý thầy cô khoa Cơng nghệ Hóa Học trường đại học Cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN .10 Lý thuyết chưng cất 10 1.1 Các phương pháp chưng cất 10 1.2 Thiết bị chưng cất 11 Giới thiệu nguyên liệu chưng cất 12 2.1 Acetone 13 2.1.2 Tính chất hóa học acetone .13 2.2 Nước .15 2.3 Hỗn hợp acetone nước .16 CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 17 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG 18 Các thông số ban đầu 18 3.1 Cân vật chất 18 3.2 Cân lượng: .23 CHƯƠNG 4: THIẾT BỊ CHÍNH 31 Đường kính tháp 31 4.2 Phần chưng .38 4.3 Trở lực tháp 41 4.4 Tổng trở lực phần cất 41 4.5 Tổng trở lực phần chưng 44 4.6 Tổng áp suất tính tốn 47 4.7 Tính chi tiết ống dẫn .47 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN CƠ KHÍ 51 Tính tốn .51 5.1 Bề dày thân trụ tháp 51 5.2 Tính tốn bề dày thân trụ tháp 51 5.3 Kiểm tra ứng suất 53 5.4 Đáy nắp thiết bị 53 5.5 Kiểm tra ứng suất 55 5.6 Mặt bích 55 5.7 Bích để nối thân đáy (nắp) thiết bị .55 5.8 Mặt bích nối phận thiết bị .56 5.9 Tay treo-chân đỡ 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 LỜI MỞ ĐẦU Một lĩnh vực đóng vai trị quan trọng phát triển ngành công nghiệp nước ta ngành cơng nghệ hóa chất Cùng với phát triển sản xuất hàng hóa khơng thể khơng đề cập đến sản xuất hóa chất có độ tinh khiết cao Một phương pháp tinh chế hóa chất để đạt đến độ tinh khiết phù hợp với yêu cầu sản xuất phương pháp chưng cất lỏng – lỏng chưng cất hỗn hợp lỏng – khí thành cấu tử riêng biệt, dựa vào độ bay khác chúng Acetone hóa chất ứng dụng phổ rộng rãi lĩnh vực sản xuất hỗn hợp Acetone nước khơng có điểm đẳng phí nên đạt độ tinh khiết theo yêu cầu nhờ trình chưng cất Trong đồ án này, em xin trình bày phương pháp sử dụng Thiết kế hệ thống tháp mâm xuyên lỗ chưng cất hỗn hợp Acetone – nước làm việc áp suất thường Bài báo cáo gồm phần: Phần 1: Tổng quan Phần 2: Quy trình cơng nghệ Phần 3: Cân vật chất Phần 4: Cân lượng Phần 5: Tính tốn thiệt bị Phần 6: Tính tốn khí Em xin chân thành cảm ơn Thầy Phạm Văn Hưng, thầy cô môn Máy & Thiết bị tận tình hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho em hồn thành tốt mơn học CHƯƠNG I: TỔNG QUAN Lý thuyết chưng cất Chưng cất trình dùng để tách cấu tử hỗn hợp lỏng – lỏng (cũng hỗn hợp khí – lỏng) thành cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay khác cùa cấu tử hỗn hợp điều kiện xác định Thay đưa vào hỗn hợp pha để tạo nên tiếp xúc hai pha q trình hấp thu nhả khí, q trình chưng cất pha tạo nên bốc ngưng tụ Trong trường hợp đơn giản nhất, chưng cất đặc khơng khác nhau, nhiên hai q trình có ranh giới q trình chưng cất dung mơi chất tan bay (nghĩa cấu tử diện cà hai pha với tỷ lệ khác nhau), cịn q trình đặc có dung mơi bay cịn chất tan khơng bay Khi chưng cất ta thu nhiều cấu tử thường hệ có cấu tử thu nhiêu sản phẩm Nếu xét hệ đơn giản có cấu tử ta thu sản phẩm, gồm: - Sản phẩm đỉnh chủ yếu gồm cấu tử có độ bay lớn phần cấu tử có độ bay bé (nhiệt độ sôi nhỏ ) - Sản phẩm đáy chủ yếu gồm cấu tử có độ bay bé phần cấu tử có độ bay lớn (nhiệt độ sơi lớn) Như vậy, chưng cất hỗn hợp acetone nước ta thu sản phẩm đỉnh acetone sản phẩm đáy nước 1.1 Các phương pháp chưng cất Phân loại theo áp suất làm việc - Áp suất thấp - Áp suất thường - Áp suất cao Phân loại theo thành phần chưng cất