Thông tin tài liệu
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA BÁO CÁO ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CƠNG NGHỆ HĨA HỌC TÊN ĐỀ TÀI: Tính tốn thiết kế hệ thống thiết bị chưng luyện liên tục để phân riêng hỗn hợp lỏng chứa hai cấu tử tháp đĩa làm việc áp suất khí GVHD SVTH Mã SV Lớp : TS.Nguyễn Thanh Bình : Nguyễn Thị Kim Hiếu : 107200317 : 20KTHH2 Đà Nẵng – 2022 ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ GVHD: TS.NGUYỄN THANH BÌNH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MƠN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ Họ Và Tên Lớp Ngành I : Nguyễn Thị Kim Hiếu : 20KTHH2 : Kỹ Thuật Hóa Học Tên đề tài: Tính tốn thiết kế hệ thống thiết bị chưng luyện liên tục để phân riêng hỗn hợp lỏng Acetone – Benzen chứa hai cấu tử tháp đĩa làm việc áp suất khí quyển, II Số liệu ban đầu: - Hỗn hợp cần tách: CH3COCH3 – C6H6 - Năng suất theo hỗn hợp đầu: F = 37 tấn/ngày = 1541,67 kg/h - Hỗn hợp đầu: 40% - Sản phẩm đỉnh: 98% - Sản phẩm đáy: 1,0% III Nội dung phần thuyết minh tính tốn: Lời Mở Đầu Mục Lục Chương I: Giới thiệu tổng quan • Tổng quan sản phẩm • Tổng quan q trình chưng cất, biện luận lựa chọn loại tháp chưng cất • Giới thiệu dây chuyền cơng nghệ • Trình bày nhiệm vụ đồ án Chương II: Tính cơng nghệ thiết bị • Tính cân vật liệu SVTH: NGUYỄN THỊ KIM HIẾU TRANG:2 ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ GVHD: TS.NGUYỄN THANH BÌNH • Tính cân nhiệt lượng • Tính Kích thước thiết bị: Đường kính chiều cao thiết bị Chương III: Kết luận Danh mục bảng biểu Danh mục hình vẽ Phụ lục IV Các vẽ phụ lục: vẽ dây chuyền công nghệ khổ A3 theo quy chuẩn kỹ thuật V Thời gian thực hiện: • Ngày bắt đầu giao đồ án : 27/08/2022 • Ngày nộp đồ án : 03/12,/2022 • Ngày bảo vệ : 10/12/2022 SVTH: NGUYỄN THỊ KIM HIẾU TRANG:3 ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ GVHD: TS.NGUYỄN THANH BÌNH LỜI MỞ ĐẦU Ngày với phát triển không ngừng nghỉ khoa học kỹ thuật, máy móc cơng nghệ khơng ngừng nâng cao tạo sản phẩm thỏa mãn nhu cầu khắt khe thị trường Nghành cơng nghiệp hóa chất khơng nằm ngồi xu đó, ngày sản phẩm ngành cơng nghiệp địi hỏi tinh khiết, chất lượng hoàn hảo phù hợp với nhu cầu sản xuất sử dụng người Để tạo loai sản phẩm hóa chất có tính tinh khiết cao, đảm bảo tăng nồng độ chất tan dung dịch, phù hợp yêu cầu người ta có nhiều cách để tạo chúng, cách sử dụng phương pháp chưng luyện, tạo tăng nồng độ sản phẩm mong muốn Chưng phương pháp dùng để tách hỗn hợp chất lỏng (cũng hỗn hợp khí hóa lỏng) thành cấu tử riêng biệt, dựa độ bay khác cấu tử hỗn hợp Chúng ta thực nhiều phương pháp chưng khác chưng gián đoạn, chưng liên tục, chưng đơn giản, chưng đặc biệt (chưng luyện hỗn hợp đẳng phí, chưng phân tử, chưng nước trực tiếp, chưng trích ly) Ngày nay, chưng luyện ứng dụng rộng rãi để tách hỗn hợp: + Dầu mỏ, tài ngun khai thác dạng lỏng + Khơng khí hóa lỏng + Q trình tổng hợp hữu thường cho sản phẩm dạng hỗn hợp chất lỏng Khi chưng, hỗn hợp đầu chứa cấu tử ta thu nhiêu cấu tử sản phẩm Để thu sản phẩm đỉnh tinh khiết ta tiến hành chưng nhiều lần hay gọi chưng luyện Là kỹ sư hóa chất tương lai, chúng em trang bị nhiều kiến thức trình thiết bị cơng nghệ sản xuất sản phẩm hóa học, để củng cố kiến thức học, để phát huy trình độ độc lập sáng tạo giải vấn đề cụ thể sinh viên thực tế sản xuất, chinh nhận đồ án trình thiết bị hội tốt chúng em tìm hiểu q trình cơng nghệ, vận dụng kiến thức học mở rộng vốn kiến thức mình, từ cho chúng em nhìn cụ thể ngành nghề lựa chọn SVTH: NGUYỄN THỊ KIM HIẾU TRANG:4 ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ GVHD: TS.NGUYỄN THANH BÌNH Bản đồ án khơng làm sáng tỏ thêm lý thuyết, nắm vững phương pháp tính tốn ngun lý vận hành thiết bị, mà hội tốt để sinh viên tập dượt giải vấn đề cụ thể thực tế sản xuất Để hoàn thành đồ án em xin gửi lời cám ơn chân thành đến thầy khoa Hóa, đặc biệt thầy giáo TS.Nguyễn Thanh Bình tận tình hướng dẫn, bảo, tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em làm đồ án Do thời gian kiến thức thân em hạn chế nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót em mong nhận góp ý, lời nhận xét sửa chữa thầy cô để đồ án em hoàn chỉnh Một lần em xin chân thành cám ơn NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN Đà Nẵng ngày tháng SVTH: NGUYỄN THỊ KIM HIẾU TRANG:5 ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ GVHD: TS.NGUYỄN THANH BÌNH MỤC LỤC NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MƠN HỌC Q TRÌNH THIẾT BỊ LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 10 1.1 Tổng quan sản phẩm Acetone Benzen: 10 1.1.1 Acetone (CH3COCH3 ) 10 1.1.2 Benzene: 11 1.2 Tổng quan trình chưng cất, thiết bị chưng cất, dây chuyền công nghệ: 12 1.2.1 Tổng quan trình chưng cất: 12 1.2.1.2 Các phương pháp chưng sản xuất: 12 1.2.1.3 Giới thiệu phương pháp chưng luyện: 12 1.2.2 Thiết bị chưng cất: 13 1.3 Giới thiệu dây chuyền công nghệ: 14 CHƯƠNG 2: TÍNH CƠNG NGHỆ THIẾT BỊ CHÍNH 17 A CÂN BẰNG VẬT LIỆU VÀ NHIỆT LƯỢNG 17 2.1 Thông số ban đầu: 17 2.2 Tính tốn thiết kế: 18 2.2.1 Cân vật liệu: 18 2.2.1.1 Đổi số liệu: 18 2.2.1.2 Tính cân vật liệu: 19 2.2.1.3 Thành phần pha hỗn hợp hai cấu tử Acetone – Benzene: .20 2.2.1.4 Đồ thị cân pha: 21 2.2.2 Xác định số đĩa lý thuyết: 22 2.2.2.1 Phương trình đường nồng độ làm việc: 22 2.2.2.2 Chỉ số hồi lưu thích hợp : 22 SVTH: NGUYỄN THỊ KIM HIẾU TRANG:6 ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ GVHD: TS.NGUYỄN THANH BÌNH 2.2.2.3 Xác định số đĩa thực tế: 24 2.2.3 TÍNH ĐƯỜNG KÍNH THÁP 26 2.2.3.1 Lưu lượng trung bình dịng pha tháp 26 a.Xác định lượng trung bình đoạn luyện: 27 b Xác định lượng trung bình đoạn chưng: 29 2.2.3.2 Khối lượng riêng trung bình 30 2.2.3.3 Hệ số sức căng bề mặt φ[σ] .32 2.2.3.4 Đường kính tháp đệm 32 2.2.4 CHIỀU CAO CỦA THÁP CHƯNG LUYỆN 33 2.2.5 CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG CỦA THAP CHƯNG LUYỆN .33 2.2.5.1 Cân nhiệt lượng thiết bị đun nóng hỗn hợp đầu .34 2.2.5.2 Cân nhiệt lượng cho toàn tháp chưng luyện 35 2.2.5.3 Cân nhiệt lượng cho thiết bị ngưng tụ 37 2.2.5.4 Cân nhiệt lượng cho thiết bị làm lạnh 38 KẾT LUẬN 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 SVTH: NGUYỄN THỊ KIM HIẾU TRANG:7 ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ GVHD: TS.NGUYỄN THANH BÌNH DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng Một số thơng sô vật lý nhiệt động Acetone 10 Bảng Ưu điểm Nhược điểm tháp 14 Bảng Chú thích: 15 Bảng Cân vật liệu tháp chưng cất 20 Bảng Thành phần cân lỏng (x) - (y) nhiệt độ sôi hỗn hợp hai cấu tử 760 mmHg (% mol) 20 Bảng Kết nội suy 21 Bảng 7: Chỉ số hồi lưu thích hợp 23 Bảng Độ nhớt Axetone Benzen 25 Bảng Ẩn nhiệt hóa cấu tử A,B nguyên chất theo nhiệt độ 28 SVTH: NGUYỄN THỊ KIM HIẾU TRANG:8 ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ GVHD: TS.NGUYỄN THANH BÌNH DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.Cơng thức cấu tạo Acetone 10 Hình 2:Công thức Benzen 11 Hình Tháp đệm 13 Hình Thiết bị tháp đĩa chóp 13 Hình Sơ đồ dây chuyền cơng nghê chưng luyện liên tục 14 Hình Đường cân x-y 21 Hình Đường cân t-x-y 22 Hình 8: Đồ thị y-x xác định đĩa lý thuyết 23 Hình Chỉ số hồi lưu thích hợp 24 Hình 10 Để xác định lượng trung bình tháp chưng luyện .27 Hình 11 Sơ đồ tính cân nhiệt lượng tháp chưng luyện 34 SVTH: NGUYỄN THỊ KIM HIẾU TRANG:9 ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ GVHD: TS.NGUYỄN THANH BÌNH Xác định ẩm nhiệt hóa hỗn hợp vào đĩa thứ đoạn chưng: ‘ ‘ ‘ r1 = rA.y1 + (1 -y1 ).rB = 497041,468 0,0163 +(1-0,0163).394135,534 = 395821,846 (J/kg) Tính tương tự ta hệ phượng trình: ′ { ′ ′ ′ = ′ = ′1 0,0163 +921,83.0,01 395821,846 = 3119,32888.424540,9074 + 921,83 Giải hệ phương trình ta được: Vậy: Lượng trung bình đoạn chưng là: g‘tbC = 1+ ′1 = 3119,32888+3345,65342 = 3232,49115 (kg/h) 2 Lượng lỏng trung bình đoạn chưng là: GR = = 619,84 3,105 = 1924,6032 (kg/h) => G’tbc = + ′1 = 1924,6032+4267,48342 = 4106606,121 (kg/h) 2 2.2.3.2 Khối lượng riêng trung bình a Khối lượng riêng trung bình pha lỏng đoạn luyện Khối lượng riêng trung bình pha lỏng tính theo cơng thức sau: Trong đó: - xtb 1, 2: : khối lượng riêng trung bình hỗn hợp lỏng đoạn luyện khối lượng riêng trung bình Acetone Benzene pha lỏng lấy theo nhiệt độ TB (kg/m3), ttb = 59,8685 0C Dùng phương pháp nội suy theo bảng IX.2a trang 145 Acetone Benzen (Sổ tay QT&TBCNHC-T2) nhiệt độ ttb = 59,8685 C ta đươc: = 746,177525 (kg/m ) = 836,138075 (kg/m ) - atb1 : phần khối lượng trung bình cấu tử A pha lỏng atbl = + => = 771,923544 (kg/m3) = 0,4+0,98 = 0,69 (phần khối lượng ) b Khối lượng riêng trung bình pha đoạn luyện SVTH: NGUYỄN THỊ KIM HIẾU TRANG:30 ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ GVHD: TS.NGUYỄN THANH BÌNH Khối lượng riêng trung bình pha tính theo cơng thức sau: ytb Trong đó: - MA = 58 (kg/kmol) , MB = 78 (kg/kmol) - ytb1: nồng dộ phần mol Acetone pha đoạn luyện ytb1= + = 0,98+0,589347519 = 0,78467376 (phần mol) 2 - T: nhiêt độ làm việc trung bình đoạn luyện + = + 273 = 336,284+329,453 + 273 = 332,8685 0K 2 Do : = c Khối lượng riêng trung bình pha lỏng đoạn chưng Khối lượng riêng trung bình pha lỏng tính theo cơng thức sau: ′ Trong đó: ′ : khối lượng riêng trung bình hỗn hợp lỏng đoạn chưng - - 1, 2: khối lượng riêng trung bình Acetone Benzene pha lỏng lấy theo nhiệt độ TB (kg/m 3), ttb = 71,2487 0C Dùng phương pháp nội suy theo bảng IX.2a trang 145 Acetone Benzen (Sổ tay QT&TBCNHC-T2) nhiệt độ ttb = 71,2487 C ta đươc: = 730,814255 (kg/m ) = 824,188865 (kg/m ) - a’tb1 : phần khối lượng trung bình cấu tử A pha lỏng a’tb1 = + => ′ = 803,15236 (kg/m3) = 0,4+0,01 = 0,205 (phần khối lượng ) 2 d Khối lượng riêng trung bình pha đoạn chưng Khối lượng riêng trung bình pha tính theo cơng thức sau: ' ytb Trong đó: - MA = 58 (kg/kmol) , MB = 78 (kg/kmol) - ytb1: nồng dộ phần mol Acetone pha đoạn chưng y’tb1= ′ + = 0,037+0,589347519 = 0,31347176 (phần mol SVTH: NGUYỄN THỊ KIM HIẾU TRANG:31 ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ - GVHD: TS.NGUYỄN THANH BÌNH T: nhiêt độ làm việc trung bình đoạn chưng ′= Do : ′ = 2.2.3.3 Hệ số sức căng bề mặt [ ] a Hệ số sức căng bề mặt φ[σ] đoạn luyện Sức căng bề mặt hỗn hợp -1 σ=( σA + ) [N/m] σB (với σA, σB = f(T) = ttbl = 59.8685˚C ) Dùng phương pháp nội suy tuyến tính, ta thu được: σA = 0,01861578 (N/m); σB = 0,02371578 (N/m) ⇒σ=( Suy ra: Hệ số tính đến sức căng bề mặt: φ[σ] = 0,8 b Hệ số sức căng bề mặt φ[σ] đoạn chưng Sức căng bề mặt hỗn hợp: σ′ = ( σ′A + (với σ′A, σ′B = f(t) = ttbc= 71,2487˚C ) -1 ) [N/m] σ′B Dùng phương pháp nội suy tuyến tính, ta thu được: σ′A = 0,017250156 (N/m); σ′B = 0,022350156 (N/m) ⇒ ′=( Suy ra:Hệ số tính đến sức căng bề mặt: φ[σ] = 0,8 2.2.3.4 Đường kính tháp đệm SVTH: NGUYỄN THỊ KIM HIẾU TRANG:32 ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ GVHD: TS.NGUYỄN THANH BÌNH Đường kính đoạn luyện: (m) DL= 0,0188.√2831,886 (ρ.ω)tb (ρ ω)tb = 0,065.0,8 √h 771,923544.2,28126354 [kg/m s] Chọn h= 0,3(m) ⇒ DL = 0,9151 (m) Đường kính đoạn chưng: DC= 0,0188.√3232,49115 (m) (ρ.ω)′tb (ρ ω)′tb = 0,065.0,8.√h 1195,379.0,76 [kg/m2.s] Chọn h= 0,3 (m) ⇒ DC = 0,9424 (m) Vì đường kính DL = 0,9151 (m) DC = 0,9424 (m) nên ta quy chuẩn đường kính tháp chưng luyện liên tục là: D = (m) h = 0,3 (m) 2.2.4 CHIỀU CAO CỦA THÁP CHƯNG LUYỆN H = Ntt.(h + ) + ∆H Trong đó: + Ntt số đĩa thực tế + h khoảng cách đĩa [m] (với h = 0,3 m) + δ chiều dày đĩa [m] (với δ = 0,005 m) ∆ : chiều cao đỉnh đáy thiết bị Ở tháp làm việc áp suất thường Nên ∆H = (0,8 ÷ 1) + Chiều cao tháp: H = 48.(0,3+ 0,005) +1 = 15,64 m 2.2.5 CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG CỦA THAP CHƯNG LUYỆN Mục đích: - Xác định lượng nước lạnh cần thiết cho trình ngưng tụ làm lạnh - Xác định lượng đốt cần thiết đun nóng hỗn hợp đầu đun bốc đáy tháp SVTH: NGUYỄN THỊ KIM HIẾU TRANG:33 ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ GVHD: TS.NGUYỄN THANH BÌNH Hình 11 Sơ đồ tính cân nhiệt lượng tháp chưng luyện 2.2.5.1 Cân nhiệt lượng thiết bị đun nóng hỗn hợp đầu 1+ = + 1+ Trong đó: Nhiệt lượng đốt mang vào: Nhiệt lượng hỗn hợp đầu mang vào: Nhiệt lượng hỗn hợp đầu mang ra: Nhiệt lượng nước ngưng mang ra: Nhiệt lượng môi trường xung quanh: =>Lượng đốt cần thiết để đun nóng dung dịch đầu đến nhiệt độ sôi là: (J/h) 1= 1 = ( = = 1= 1 1= + 1) 0.05 = 1 1 = 1: • : Nhiệt dung riêng hỗn hợp đầu trước đun nóng, / • F = GF = 1541,67 (kg/h) , aF = 0,4 (Phần khối lượng) • Lượng đốt cần thiết để đun sơi hỗn hợp đầu, /ℎ • : Nhiệt dung riêng hỗn hợp đầu sau đun nóng, / độ độ SVTH: NGUYỄN THỊ KIM HIẾU TRANG:34 ĐỒ ÁN Q TRÌNH THIẾT BỊ • Tính GVHD: TS.NGUYỄN THANH BÌNH o Tính nhiệt dung riêng hổn hợp đầu Cf 25 C : , ,được tính theo cơng thức: 25 Cf = CA 25 aF Trong đó: : Nhiệt dung riêng Acetone, : Nhiệt dung riêng Benzene, => => Nhiệt dung riêng hỗn hợp đầu thiết bị đun nóng nhiệt độ tF o =ts 63,26 C 63,26 CF = CA aF + CB63,26 (1- aF) 63,26 = 2315,595 (J/kg.độ) 63,26 = 1947,115 (J/kg.độ) 63,26 = 2315,595.0,4 + 1947,115.(1- 0,4) = 2094,507 (J/kg.độ) CA CB => CF 63,26 => QF25 = GF.CF.tF = 1541,67 2094,50725 = 204268982,3 (J/h) o o Ta chọn nước bão hịa đun sơi áp suất p = 2,025 at, t = 120 C, ta có r1=2207 10 (J/kg) (bảng I-121/314.I) Vậy: 2.2.5.2 Cân nhiệt lượng cho toàn tháp chưng luyện Nhiệt lượng đốt mang vào: SVTH: NGUYỄN THỊ KIM HIẾU TRANG:35 ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ GVHD: TS.NGUYỄN THANH BÌNH Nhiệt lượng hỗn hợp đầu mang vào tháp: = Nhiệt lượng lượng lỏng hồi lưu mang vào tháp:= Nhiệt lượng mang đỉnh tháp := (1 + ) Nhiệt lượng sản phẩm đáy mang ra: Nhiệt lượng nước ngưng mang ra: Nhiệt lượng môi trường xung quanh: => Lượng đốt cần thiết để đun sôi dung dịch đáy tháp là: = + − − • 2: • • t2, C2 : nhiệt độ nhiệt dung riêng nước ngưng, C, J/kgđộ GR : Lượng lỏng hồi lưu, kg/h • tR , CR : Nhiệt độ nhiệt dung dung riêng lỏng hồi lưu • Tính + + /ℎ Lượng cần thiết để đun sôi dung dịch đáy tháp, d : nhiệt trị hỗn hợp đỉnh tháp, (J/kg) o • rP : ẩn nhiệt hóa hỗn hợp đỉnh tháp nhiệt dộ 56,45 C • : Nhiệt dung riêng hỗn hợp đầu sau đun nóng, / • : Nhiệt dung riêng hỗn hợp đầu trước đun nóng, / • F = GF = 1541,67 (kg/h) , aF = 0,4 (Phần khối lượng) • Tính nhiệt dung riêng hổn hợp đầu Cf 25 C : độ độ o , ,QF,QR o Ta có tR = tP = 56,45 C , aP = aR = 0,98 (Phần khối lượng) , Gp = 619,84 (kg/h), RX = 3,105 GR = Gp.RX = 619,84.3,105 = 1924,6032 (kg/h) C 56,45 R 56,45 =C A aP + C56,45B (1- aP) o CA, CB : tra bảng I.153/171.I nhiệt độ 56,45 C nội suy ta có: C 56,45 = 2293,4625 (J/kgđộ) C 56,45 = 1911,3625 (J/kgđộ) A B SVTH: NGUYỄN THỊ KIM HIẾU TRANG:36 ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ => C 56,45 GVHD: TS.NGUYỄN THANH BÌNH = 2293,4625 0,98 +1911,3625.(1- 0,98) = 2285,8205 (J/kg.độ) R Do QR = 1924,6032.2285,8205.56,45 = 248340341 (J/h) Ta có = + (1 − ) o rA, rB : Nhiệt hoá Acetone, Benzen 56,45 C Tra bảng: I.213/254.I phương pháp nội suy ta có : rA = 522135,828 J/kg rB = 410628,2603 J/kg rP = 522135,828.0,98 + 410628,2603(1- 0,98) = 519905,6766 J/kg Suy Vậy Ta có d = rP + CRaP = 519905,6766 + 2285,8205.0,98 = 522145,7807 (J/kg) Qy = P(Rx + 1) d = 619,84.(1 + 3,105) 522145,7807 = 1328570281 (J/h) o tW = 79,216 C , aW = 0,01 (Phần khối lượng), GW = 921,83 (kg/h) o CA, CB : tra bảng I.153/171.I nhiệt độ 79,216 C nội suy ta có: C 79,216 C 79,216 A = 2367,452 (J/kgđộ) B = 2030.884 (J/kgđộ) 79,216 a CW = C A W -+(1- a W) C 79,216 B CW = 2367,452.0,01+2030.884 (1 - 0,01) = 2034,24968 (J/kg.độ) Vậy QW = 921,83.2034,24968.79,216 = 148548408,4 (J/h) o o Ta chọn nước bão hòa đun sôi áp suất p = 2,025 at, t = 120 C, ta có r1= r2 = 2207 10 (J/kg) (bảng I-121/314.I) Vậy lượng đốt cần thiết để đun sôi dung dịch đáy tháp : = = 488,6411019 (kg/h) 2.2.5.3 Cân nhiệt lượng cho thiết bị ngưng tụ Sử dụng thiết bị ngưng tụ hồn tồn : Phương trình cân nhiệt lượng : P ( Rx + ).r = Gn1Cn(t2 - t1 ) SVTH: NGUYỄN THỊ KIM HIẾU TRANG:37 ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ r GVHD: TS.NGUYỄN THANH BÌNH : ẩn nhiệt ngưng tụ đỉnh tháp r = 51905,6766 (J/kg) (tính phần Qy Cn : Nhiệt dung riêng nước nhiệt độ trung bình (t1 + t2)/2, J/kg.độ o t1 , t2 : Nhiệt độ vào, nước làm lạnh, C Gn1 : Lượng nước lạnh tiêu tốn cần thiết = P(Rx +1)r G n1 Cn (t2 − t1 ) , kg / h o o Chọn nhiêt độ vào nước làm lạnh t1 =25 C nhiệt độ t2 = 45 C Do nhiệt độ trung bình : ttb = t + t 2 = 25 + 45 = 35 0C o Cn1 : nhiệt dung riêng nước nhiệt độ 35 C Tra bảng I.153 Tr.172 ST1 nội suy ta có: Cn1 = 4176,25 (J/kg.độ) Vậy lượng nước làm lạnh : ( = 2.2.5.4 Cân nhiệt lượng cho thiết bị làm lạnh P(t1 − t2 )CP = Gn 2Cn (t2 : Nhi t' ,t' CP : nhiệt dung riêng sản phẩm đỉnh ngưng tụ CP= 2285,8205 (J/kg.độ) (ở phần tính QR) Lượng nước lạnh tiêu tốn : Vậy tổng lượng nước 25 C , 2,025 at cần dùng để ngưng tụ làm lạnh : Gn = Gn1 + Gn2 = 15838,01812 + 534,1754205 = 16372,19354 (kg/h) SVTH: NGUYỄN THỊ KIM HIẾU TRANG:38 ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ GVHD: TS.NGUYỄN THANH BÌNH KẾT LUẬN Qua thời gian làm Đồ án Quá trình thiết bị cơng nghệ Hóa Học, giúp em đạt kết sau: - Đã tìm hiểu, nắm bắt kỹ thuật phân tách hỗn hợp hai cấu tử Acetone Benzene, đặc biệt phương pháp chưng luyện liên tục tháp đĩa chóp - Đã tính tốn thơng số cơng nghệ: - Tính tốn cân nhiệt lượng tìm hiểu mục đích cân nhiệt lượng Trong phạm vi khn khổ đồ án môn học, thời gian không cho phép động thời hạn chế kiến thức lý thuyết thực tế sản suất lần tiếp xúc với đồ án nên cố gắng tìm tài liệu tra cứu số liệu, cố gắng hoàn thành đồ án không tránh khỏi bỡ ngỡ, sai sót Em mong giúp đỡ bảo thầy cô giáo môn Qua đồ án em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô giáo môn, đặc biệt Thầy TS.Nguyễn Thanh Bình quan tâm, giúp đỡ, bảo tận tình giúp em hồn thành đồ án, giúp em hiểu rõ môn học, phương pháp thực tính tốn thiết kế, cách tra cứu số liệu, xử lý số liệu… Em xin chân thành cảm ơn Sinh viên thực Nguyễn Thị Kim Hiếu SVTH: NGUYỄN THỊ KIM HIẾU TRANG:39 ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ GVHD: TS.NGUYỄN THANH BÌNH TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS Trần Xoa – TS Nguyễn Trọng Khuông – KS Hồ Lê Viên tập thể, Sổ tay q trình thiết bị Cơng nghệ Hóa chất tập 1, Nhà xuất Khoa học Kỹ Thuật, 2006, 636 trang [2] TS Trần Xoa – TS Nguyễn Trọng Khuông – TS Phạm Xuân Toản tập thể, Sổ tay q trình thiết bị Cơng nghệ Hóa chất tập 2, Nhà xuất Khoa học Kỹ Thuật, 2004, 448 trang [3] Phạm Xuân Toản, Các trình, thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm – tập 3: Các trình thiết bị truyền nhiệt, Nhà xuất Khoa học Kỹ Thuật, Hà Nội, 262 trang [4] Nguyễn Bin, Các trình, thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm – tập 4: Phân riêng tác dụng nhiệt, Nhà xuất Khoa học Kỹ Thuật, Hà nội, 395 trang SVTH: NGUYỄN THỊ KIM HIẾU TRANG:40
Ngày đăng: 08/05/2023, 17:57
Xem thêm:
