tên đề tài thiết kế tháp chưng cất dạng chóp đĩa mâm chóp cho hệ acetone acid acetic

Tên đồ án: THIẾT K Ế THÁP CHƯNG CẤT DẠNG CHÓP ĐĨA MÂM CHÓP CHO HỆ ACETONE ACID ACETIC –2.. Tên đề tài: Thiết kế tháp chưng cất dạng mâm chóp cho h acetone acid acetic... Lượng hơi trung

B Ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

B Ộ MÔN CÔNG NGHỆ Ỹ K THUẬT HÓA HỌC

- -

ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT B Ị

Tên đề tài:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM

- -

NHIỆ M VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY VÀ THIẾT BỊ

Giáo viên hướng d n: ẫ TS Trần Th Nhung ị

H ọ và tên sinh viên thực hi n: ệ

1 Tên đồ án: THIẾT K Ế THÁP CHƯNG CẤT DẠNG CHÓP ĐĨA (MÂM CHÓP)

CHO HỆ ACETONE ACID ACETIC –

2 Nhi m v cệ ụ ủa đồ án: Tính toán thiết kế tháp chưng cất, xây dựng quy trình công ngh ệ và tính toán các thiết bị ph ụ

3 Các số ệu ban đầ li u:

- Năng suất nh p li uậ ệ : GF = 000 (kg⁄h) 6

- Nồng độ nhập liệu (tính theo acetone): xF = 0,3 (mol/mol)

- Độ thu hồ ải s n phẩm đáy: 98%

4 Yêu cầ u về phần thuy ết minh và tính toán:

- Giới thi u v ệ ề chưng cất, các phương pháp và thiết bị chưng cất, các tính chất của chất trong hệ

- Thuyết minh quy trình công nghệ hệ thống chưng cất

- Tính toán cân bằng v t chậ ất, cân bằng năng lượng của hệ chưng cất

5 Yêu cầ u về trình bày bả n vẽ

- B n v ả ẽ quy trình công nghệ

- B n v ả ẽ thiết bị chính

6 Yêu cầu khác: Thực hiện và hoàn thành đồ án đúng tiến độ

7 Ngày giao nhiệ m vụ đồ án: 08/03/2022

8 Ngày hoàn thành đồ án: 22/06/2022

TRƯỞNG B ỘMÔN Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 6 năm 2022

Giảng viên hướng d n ẫ

CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC – THỰC

PHẨM

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

-PHIẾU ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN

HƯỚNG DẪNMÔN HỌC: ĐỒ THI T K Ế Ế MÁY THIẾT BỊ - HỌC K 2 Ỳ – NĂM HỌC 2021 – 2022

MÃ MÔN HỌC: PWPD322703

1 GVHD: TS TRẦN TH NHUNG Ị

2 Sinh viên: TRẦN LONG NH T Ậ MSSV: 19128056

3 Tên đề tài: Thiế ết k tháp chưng cất dạng mâm chóp cho hệ acetone aicd acetic –

1 Xác định được đối tượng và yêu cầu thiết kế 0 1,0 –

2 Lập qui trình công nghệ và tính toán được các chi tiết thiết bị 0 2,5 –

3 Đánh giá được sự phù hợp, điểm mạnh, yếu của thiết kế 0 0,75 –

4 Lập được kế hoạch triển khai thực hiện thiết kế 0 0,75 –

5 Lập được bản vẽ với phần mềm chuyên dụng 0 2,5 –

6 Hoàn thành thuyết minh thiết kế đầy đủ, chính xác và logic 0 1,0 –

7 Hoàn thành trách nhiệm cá nhân trong nhóm 0 0,75 –

8 Thực hiện đúng kế hoạch công việc được GV giao 0 0,75 –

TỔNG ĐIỂM (Bằng chữ: ) 10

5 Các nhận xét khác (nếu có)

6 K t ế luận

Được phép bảo vệ: Không được phép bảo vệ :

CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC – THỰC

PHẨM

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

-PHIẾU ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN

HƯỚNG DẪNMÔN HỌC: ĐỒ THI T K Ế Ế MÁY THIẾT BỊ - HỌC K 2 Ỳ – NĂM HỌ C 2021 – 2022 MÃ

MÔN HỌC: PWPD322703

1 GVHD: TS TR N TH NHUNG Ầ Ị

2. Sinh viên: NGUYỄN VÕ THẢO PHƯƠNG MSSV: 19128004

3. Tên đề tài: Thiết kế tháp chưng cất dạng mâm chóp cho h acetone acid acetic ệ –

1 Xác định được đối tượng và yêu cầu thiết kế 0 1,0 –

2 Lập qui trình công nghệ và tính toán được các chi tiết thiết bị 0 2,5 –

3 Đánh giá được sự phù hợp, điểm mạnh, yếu của thiết kế 0 0,75 –

4 Lập được kế hoạch triển khai thực hiện thiết kế 0 0,75 –

5 Lập được bản vẽ với phần mềm chuyên dụng 0 2,5 –

6 Hoàn thành thuyết minh thiết kế đầy đủ, chính xác và logic 0 1,0 –

7 Hoàn thành trách nhiệm cá nhân trong nhóm 0 0,75 –

8 Thực hiện đúng kế hoạch công việc được GV giao 0 0,75 –

TỔNG ĐIỂM (Bằng chữ: ) 10

5 Các nhận xét khác (nếu có)

MÃ MÔN HỌC: PWPD322703

1 GVPB: TS TRẦN ẤN ĐẠTT

2 Sinh viên: TRẦN LONG NHẬT MSSV: 19128056

3 Tên đề tài: Thiết k ế tháp chưng cấ ạng mâm chóp cho hệ acetone – acid acetic.t d

4 Kết quả đánh giá

1 Lập qui trình công nghệ và tính toán được các chi tiết thiết bị 0 3,0–

2 Lập được bản vẽ với phần mềm chuyên dụng 0 2,0–

3 Hoàn thành thuyết minh thiết kế đầy đủ, chính xác và logic 0 1,0–

4 Trình bày được những nội dung cốt lõi của đồ án 0 1,0–

5 Trả lời được các câu hỏi phản biện 0 3,0–

Ghi chú: GV HƯỚNG DẪN cho điểm lẻ tới 0,25 điểm

6 Các nhận xét khác (nếu có)

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ

MÃ MÔN HỌC: PWPD322703

1 GVPB: TS TRẦN ẤN ĐẠ T T

2 Sinh viên: NGUYỄN VÕ THẢO PHƯƠNG MSSV: 19128004

3 Tên đề tài: Thiết k ế tháp chưng cấ ạng mâm chóp cho hệ acetone – acid acetic.t d

4 Kết quả đánh giá

1 Lập qui trình công nghệ và tính toán được các chi tiết thiết bị 0 3,0–

2 Lập được bản vẽ với phần mềm chuyên dụng 0 2,0–

3 Hoàn thành thuyết minh thiết kế đầy đủ, chính xác và logic 0 1,0–

4 Trình bày được những nội dung cốt lõi của đồ án 0 1,0–

5 Trả lời được các câu hỏi phản biện 0 3,0–

Ghi chú: GV HƯỚNG DẪN cho điểm lẻ tới 0,25 điểm

6 Các nhận xét khác (nếu có)

ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: Trần Th Nhung ị

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1 Cơ sở lý thuyế ủa chưng cất c t 3

1.1.1 Chưng cất là gì? 3

1.1.2 Nguyên tắc làm việc 3

1.1.3 Các phương pháp chưng cất 4

1.1.4 Thi t b ế ị chưng cất 4

1.1.5 Tháp mâm chóp 5

1.2 T ng quan v h ổ ề ệ cân bằng acetone acid acetic 6 –

1.2.1 Acetone 6

1.2.2 Acid Acetic 7

1.2.3 Giãn đồ thành phần hỗn hợp các cấu tử trong hệ acetone – acid acetic 8

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 10

2.1 Quy trình công nghệ chưng cất acetone – acid acetic 10

2.2 Sơ đồ quy trình tính toán 11

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÂN BẰ NG VẬT CH ẤT VÀ NĂNG LƯỢNG 12

3.1 D kiữ ện ban đầu 12

3.2 Cân bằng vật chất 12

3.3 Xác định tỷ số hoàn lưu 14

3.4 Phương trình đường làm việc và số mâm lý thuyết 15

3.4.1 Phương trình đường làm việc đoạn cất 15

3.4.2 Phương trình đường làm việc đoạ chưng 15 n 3.4.3 Xác định số mâm lý thuyết 17

3.4.4 Xác định số mâm thực tế 17

CHƯƠNG 4: TÍNH THIẾT BỊ CHÍNH 22

4.1 Tính toán thiết kế thân tháp chưng cất 22

4.1.1 Đường kính tháp (Dt) 22

ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: Trần Th Nhung ị

4.1.1.2.1 Lượng hơi trung bình đi trong tháp ở đoạn chưng 26

4.1.1.2.2 Tốc độ hơi trung bình đi trong tháp ở đoạn cất 28

4.1.1.3 Kết luận 30

4.1.2 Chiều cao tháp mâm chóp 31

4.1.3 Mâm chóp – trở lực mâm chóp 31

4.1.3.1 Tính toán chóp 31

4.1.3.2 Tính cho ống chảy chuyền 34

4.1.3.3 Độ giảm áp 38

4.2 Tính bề dày thân tháp 41

4.3 Đáy và nắp thiết bị 43

4.4 Bích 44

4.4.1 Bích và đệm ghép thân đáy và nắp 44

4.4.2 Đường kính các ống dẫn 46

4.4.2.1 Ống dẫn hơi vào thiết bị ngưng tụ 46

4.4.2.2 Đường kính ống dẫn dòng nhập liệu 47

4.4.2.3 Đường kính ống dẫn dòng sản phẩm đáy: 47

4.4.2.4 Đường kính ống dẫn hơi từ nồi đun qua tháp 48

4.4.2.5 Ống dẫn hoàn lưu 49

4.4.3 Bích để ối các ố n ng dẫn 50

4.5 Tai treo, chân đỡ 52

4.5.1 Tính sơ bộ khối lượng của toàn tháp 52

4.5.2 Tính chân đỡ tháp 55

4.5.3 Tính tai treo tháp 56

4.6 Tính lớp cách nhiệt 57

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ 59

5.1 Cân bằng nhiệt lượng 59

5.1.1 Cân bằng nhiệt lượng cho thiết bị ngưng tụ 59

5.1.2 Cân bằng nhiệt lượng cho thiết bị gia nhiệt dòng nh p liậ ệu đến nhiệt độ sôi 59

5.1.3 Cân bằng nhiệt lượng cho thiết bị làm nguội sản phẩm đáy 60

5.1.4 Cân bằng nhiệt lượng cho thiết bị làm nguội sản phẩm đỉnh 61

5.1.5 Nhiệt lượng cung c p cho nấ ồi đun đáy thápở 62

5.2 Thiết bị nhiệt 62

5.2.1 Thi t b ế ị ngưng tụ ả s n phẩm đỉnh 62

(i) Lý do chọn: 62

ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: Trần Th Nhung ị

(ii) Các số liệu ban đầu: 63

5.2.1.1 Suất lượng nước làm lạnh cần dùng 64

5.2.1.2 Hiệu số nhiệt độ trung bình logarit 64

5.2.1.3 Hệ số truyền nhiệt K 64

5.2.1.4 Bề mặt truyền nhiệt trung bình 69

5.2.2 Thi t b ế ị làm nguội sản phẩm đỉnh 71

5.2.2.1 Suất lượng nước cần dùng để làm nguội sản phẩm đỉnh 72

5.2.2.2 Hiệu số nhiệt độ trung bình logarit 72

5.2.2.3 Hệ số truyền nhiệt K 73

5.2.2.4 Xác định bề mặt truyền nhiệt 77

5.2.3 Thi t b gia nhi t nh p li u 78 ế ị ệ ậ ệ 5.2.3.1 Suất lượng hơi nước cần dùng để gia nhiệt dòng nhập liệu 79

5.2.3.2 Hiệu số nhiệt độ trung bình logarit 79

5.2.3.3 Hệ số truyền nhiệt K 79

5.2.4 Thi t b ế ị làm nguội sản phẩm đáy 83

5.2.4.1 Suất lượng nước cần dùng để làm nguội sản phẩm đáy 84

5.2.4.2 Xác định bề mặt truyền nhiệt 84

5.2.4.3 Hiệu số nhiệt độ trung bình logarit 85

5.2.4.4 Hệ số truyền nhiệt K 85

5.2.5 Nồi đun gia nhiệt sản nhiệt đáy 90

5.2.5.1 Suất lượng hơi nước cần dùng 91

5.2.5.2 Hiệu số nhiệt độ trung bình logarit 91

5.2.5.3 Hệ số truyền nhiệt K 91

5.2.5.4 Xác định bề mặt truyền nhiệt 95

5.3 Bồn cao vị, bơm nhập liệu 95

5.3.1 B n cao v 95 ồ ị 5.3.1.1 Đoạn ống dẫn đoạn từ bồn chứa đến bồn cao vị 96

5.3.1.1.1 Hệ số ma sát trong đường ống λ 96

5.3.1.1.2 Trở lực cục bộ 97

5.3.1.2 Tổn thất đường ống dẫn đoạn qua thiết bị đun sôi nhập liệu 98

5.3.1.2.1 Hệ số ma sát trong đường ống λ 99

5.3.1.2.2 Trở lực cục bộ 100

5.3.1.3 Chiều cao bồn cao vị 100

5.4 Bơm 101

ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: Trần Th Nhung ị

5.4.3 Công suất 105

KẾT LUẬN 107

𝑥 = 1,1,0004+10004+3,256𝑦 + 3,3,256256+1,−10004× 0,01

𝑥 = 0,467𝑦 + 0,0053

3.4.3 Xác định số mâm lý thuyết

Hình 3.2: Giản đồ mô tả cách xác định s ố mâm lý thuyết của hệ

acetone acid acetic –

Từ đồ thị trên ta xác định được có 1 mâm lý thuyết, gồm:1

Độ nhớt hỗn hợp ([2], trang 84, công thức I.12).

log𝜇 = 𝑥ℎℎ 𝐹 log(𝜇𝑎𝑐𝑒𝑡𝑜𝑛𝑒) + (1 − 𝑥𝐹) log 𝜇( 𝑎𝑐𝑖𝑑 𝑎𝑐𝑒𝑡𝑖𝑐)

log𝜇ℎℎ= 0,3 log(0,191) + (1 − 0,3) log(0,531) = −0,408

Độ nhớt hỗn hợp ([2], trang 84, công thức I.12)

log𝜇 = 𝑥ℎℎ 𝐷 log(𝜇𝑎𝑐𝑒𝑡𝑜𝑛𝑒) + (1 − 𝑥𝐷) log(𝜇𝑎𝑐𝑖𝑑 𝑎𝑐𝑒𝑡𝑖𝑐)

log𝜇ℎℎ= 0,954 log(0,233) + (1 − 0,954) log(0,719) = −0,610

𝜇ℎℎ= 0,245

Hiệu suất trung bình của thiết bị ( 𝑫)

∝𝐷 𝜇ℎℎ= 16,07× 0,245= 3, 94

Tra đồ ị th ([3], trang 171, hình IX.11): 𝐷= 40%

Hình 3.3 : Đồ thị biểu di n hi u suễ ệ ất trung bình của thiết b ị

Độ nhớt hỗn hợp ([2], trang 84, công thức I.12)

log𝜇 = 𝑥ℎℎ 𝑊 log(𝜇𝑎𝑐𝑒𝑡𝑜𝑛𝑒) + (1 − 𝑥𝑊) log(𝜇𝑎𝑐𝑖𝑑 𝑎𝑐𝑒𝑡𝑖𝑐)

log𝜇ℎℎ= 0,01 log(0,1535) + (1 − 0,01) log(0,46) = −0,342

𝜇ℎℎ= 0,455

Hiệu suất trung bình của thiết bị ( 𝑾)

∝𝑊 𝜇ℎℎ= 3,40 × 0,455 = 1,55

Tra đồ ị th ([3], trang 171, hình IX.11): 𝑊= 43 4%,

Hiệu suất trung bình ([3], trang 171, công thức IX.60)

Vtb: lượng hơi (khí) trung bình đi trong tháp (m3/h)

tb: tốc độ hơi (khí) trung bình đi trong tháp (m3/h)

gtb: lượng hơi (khí) trung bình đi trong tháp (Kg/h)

(𝜌𝑦 𝜌𝑥)

𝑡𝑏: tốc đ hơi (khí) trung bình đi trong tháp (ộ Kg/m s) 2

Lượng hơi trung bình đi trong đoạn chưng và đoạn cất khác nhau Do đó, đường kính đoạn chưng và đoạn cất cũng khác nhau Vì lượng hơi và lượng l ng thay ỏ đổi theo chiều cao của tháp và khác nhau trong mỗi đoạn cho nên ta phải tính lượng hơi trung bình riêng cho từng đoạn

4.1.1.1 Đường kính đoạn cất

4.1.1.1.1 Lượng hơi trung bình đi trong tháp ở đoạn cất

(Công thức IX.91/181, tài liệu tham khảo [3])

𝑔𝑡𝑏= 𝑔 𝑑 +𝑔 𝑙

ℎ) (4.2)

Trong đó:

gd: lượng hơi đi ra khỏi đĩa trên cùng của tháp (Kg/h)

gl: lượng hơi đi vào đĩa dưới cùng của chưng (Kg/h)

Xác định gd

Khối lượng mol trung bình pha hơi:

𝑀𝐷= 𝑀𝐴 𝑦𝐷+ (1 − 𝑦𝐷) 𝑀𝐵=58,08 0,9997+(1-0,9997) 60,052=58,081(kg/kmol)(4.3)

G1: lượng l ng ỏ ở đĩa thứ nhất của đoạn cất ( mol/h) k

r1: ẩn nhiệt hóa hơi của h n hỗ ợp hơi đi vào đĩa thứ nhấ ủa đoạn cấ kcal/kg) t c t (

rd: ẩn nhiệt hóa hơi của h n hỗ ợp hơi đi ra ở đỉnh tháp ( cal/kg) k

Tính r1:

Với t1 = t = 85,8F oC, tra bảng I.212/254 và I.213/254, tài liệu tham khảo [2] và nội suy giá trị ẩn nhiệt hóa hơi theo nhiệt độ tF = 85,8oC, ta có:

- Ẩn nhiệt hóa hơi của acetone: racetone = 115,93 kcal/kg = 28227,56 (k kJ/ mol)

- Ẩn nhiệt hóa hơi của acid acetic: racid acetic = 90,2 kcal/kg = 21962,62 (k kmol) J/

Suy ra: r= r y + (1 - y ) r (4.6)

Tính rD:

Với tD = 57,9oC, tra bảng I.212/254 và I.213/254, tài liệu tham khảo [2] và nội suy giá trị ẩn nhiệt hóa hơi theo nhiệt độ t = 57,9D oC, ta có:

- Ẩn nhiệt hóa hơi của acetone: racetone 126,3 k= cal/kg = 30708,26 (k kJ/ mol)

- Ẩn nhiệt hóa hơi của acid acetic: racid acetic = 90,34 (kcal/kg) 22708,37 (k= J/kmol)

Suy ra: r = rD acetone.y + (1 y ) rD – D acid acetic = 30708,26 0,9997 + (1 0,9997) 22708,37 –

4.1.1.1.2 Tốc độ hơi trung bình đi trong tháp ở đoạn cất

Tốc độ hơi đi trong tháp xác định theo công thức: ([3], trang 184, công thức IX.105)

(𝜌𝑦 𝜔𝑦)

𝑡𝑏= 0,065 𝜑[𝜎] √𝐻đ 𝜌𝑥𝑡𝑏 𝜌𝑦𝑡𝑏 (𝑘𝑔/𝑚 𝑠)2 (4.7)

Trong đó:

𝜌𝑥𝑡𝑏, 𝜌 𝑦𝑡𝑏– khối lượng riêng trung bình của pha lỏng và pha khí (kg/m3)

Hđ – khoảng cách giữa các đĩa (m)

φ[σ] – hệ số tính đến sức căng bề mặt (dyn/cm)

Xác định 𝝆𝒚𝒕𝒃

Nồng độ phần mol trung bình hơi ở đoạn cất

𝑦𝑡𝑏= 𝑦1 +𝑦𝐷 ∗

𝑚𝑜𝑙) (4.8)Nhiệt độ trung bình đoạn cất

𝑡𝑡𝑏= 𝑡+ 𝑡𝐷

Khối lượng riêng trung bình đối với pha hơi ở đoạn cất

([3], trang 183, công thức IX.102)

58 04 , ×𝑥 𝑡𝑏 +( 1−𝑥 𝑡𝑏 )× , 60 052= 58 04, ×0,58,04×0,627627+(1−0,627 60 052)× , = 0,619 (𝑚𝑜𝑙

(4.12)

Tra bảng I.2/9, tài liệu tham khảo [2] với ttb= 71 85℃, ta có:

Khối lượng riêng của acetone là 𝜌𝑎𝑐𝑒𝑡𝑜𝑛𝑒= 730,55 (kg/m ) 3

Khối lượng riêng của acid acetic là 𝜌𝑎𝑐𝑖𝑑 𝑎𝑐𝑒𝑡𝑖𝑐= 990,58 (kg/m ) 3

Khối lượng riêng trung bình theo pha lỏng ở đoạn cất được tính theo công thức

([3], trang 183, công thức IX.104a)

1

φ[σ] = 0,8 ([3], điều kiện trang 184)

Chọn Hđ = 0,45m ([3], điều kiện trang 184)

𝐷𝑐ấ𝑡= 0,0188√ 𝑔𝑡𝑏

(𝜌 𝑦 𝑦 𝜔 ) 𝑡𝑏= 0,0188√3974,233 1,143 = 1,108 (𝑚) (4.17)

4.1.1.2 Đường kính đoạn chưng

4.1.1.2.1 Lượng hơi trung bình đi trong tháp ở đoạn chưng

([3], trang 182, công thức IX.97)

𝑔𝑡𝑏 ′ = 𝑔 1 +𝑔1′

2 (𝑘𝑔ℎ) (4.18)

Trong đó:

𝑔1: lượng hơi đi ra khỏi đoạn chưng (kg/h)

𝑔1′: lượng hơi đi vào đoạn chưng (kg/h)

𝐺1′ – lượng lỏng ở đĩa thứ nhất của đoạn chưng (kmol/h)

𝑟1′ – ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa thứ nhất của đoạn chưng ( J/k kmol)

Tính 𝒓𝟏′:

Với 𝑡1′ = tW = 116,5oC, tra bảng I.212/254 và I.213/25 , tài liệu tham khảo [2] và nội 6suy giá trị ẩn nhiệt hóa hơi theo nhiệt độ tF = 85,8oC, ta có:

- Ẩn nhiệt hóa hơi của acetone: racetone 107,95 = Kcal/Kg = 26243,86 (k kJ/ mol)

- Ẩn nhiệt hóa hơi của acid acetic: racid acetic 92,78 Kcal/Kg = 22555,86 (k= J/kmol)

Ta có: 𝑦1′= 𝑦𝑊∗ = 0,033

Suy ra: 𝑟′1 = 𝑟𝑎𝑐𝑒𝑡𝑜𝑛𝑒 ′ × y + (1 yW – W) × 𝑟𝑎𝑐𝑖𝑑 𝑎𝑐𝑒𝑡𝑖𝑐′ (4.19)

= 26243,86 0,033 + (1 0,033) 22555,86 = 22677,564 (k kmol) – J/

4.1.1.2.2 Tốc độ hơi trung bình đi trong tháp ở đoạn cất

Tốc độ hơi đi trong tháp xác định theo công thức: ([3], trang 184, công thức IX.105)

(𝜌𝑦 𝜌𝑥)

𝑡𝑏= 0,065 × 𝜑[𝜎] × √𝐻đ× 𝜌𝑥𝑡𝑏 ′ × 𝜌𝑦𝑡𝑏′ (𝑘𝑔/𝑚2 𝑠) (4.21)

Trong đó:

𝜌𝑥𝑡𝑏′ 𝜌𝑦𝑡𝑏′ – khối lượng riêng trung bình của pha lỏng và pha hơi (kg/m 3)

Hđ – khoảng cách giữa các đĩa (m) (Chọn Hđ = 0,45m)

Nhiệt độ trung bình đoạn chưng

𝑡𝑡𝑏′ = 𝑡+ 𝑡𝑊

Khối lượng riêng trung bình đối với pha khí (hơi) ở đoạn cất

([3], trang 183, công thức IX.102)

58 04 , ×𝑥𝑡𝑏′ +(1−𝑥𝑡𝑏′)× , 60 052= 58 04, ×0,58 04155, ×0,155+(1−0,155 60 052)× , = 0,151 (𝑚𝑜𝑙

(4.26)

Tra bảng I.2/9, tài liệu tham khảo [2] với 𝑡𝑡𝑏′ = 101 15℃, ta có:

Khối lượng riêng của acetone là 𝜌𝑎𝑐𝑒𝑡𝑜𝑛𝑒= 691,85 (kg/m ) 3

Khối lượng riêng của acid acetic là 𝜌𝑎𝑐𝑖𝑑 𝑎𝑐𝑒𝑡𝑖𝑐= 957,2 (kg/m ) 3

Khối lượng riêng trung bình theo pha lỏng ở đoạn cất được tính theo công thức

([3], trang 183, công thức IX.104a)