thiết kế tháp chưng luyện liên tục loại đĩa lỗ để tách hỗn hợp đồ án axetone - nước

thiết kế tháp chưng luyện liên tục loại đĩa lỗ để tách hỗn hợp đồ án axetone - nước

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KỸ THUẬT HOÁ HỌC BỘ MÔN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC THỰC PHẨM MÔN HOÁ CÔNG THIẾT KẾ THÁP CHƯNG LUYỆN LIÊN TỤC LOẠI ĐĨA LỖ ĐỂ TÁCH HỖN HỢP ĐỒ ÁN AXETONE-NƯỚC Phần mở đầu GVHD:TS.Nguyễn Văn Xa SVTH:Nguyễn Đình Tư MSSV:NXM08-8041 Khoa:1 Nghành:Công nghệ vật liệu silicat Trạm:Trường TCNKT Xi Măng-Hải Phòng Năm học:2011-2012 PHẦN MỞ ĐẦU Trong công nghiệp và đời sống,chưng cất lỏng là một trong những phương phap để tach hỗn hợp lỏng hoặc một hỗn hợp khí đã hóa lỏng thành cac cầu tử,thành phần dựa vào độ bay hơi tương đối khac nhau của cac cấu tử ở cùng nhiệt độ Chưng luyện là một trong những phương phap chưng cất cho hiệu quả kinh tế cao,khi chưng luyện hỗn hợp cac cấu tử trên đỉnh thap thu được hỗn hợp cac cấu tử dễ bay hơivà ở đay thap thu được hỗn hợp cac cấu tử khó bay hơi Chưng luyện liên tục là qua trình chưng trong đó hỗn hợp được đun bốc hơi và ngưng tụ nhiều lần để thu được cac sản phẩm đỉnh và sản phẩm đay đạt yêu cầu Bản đồ an này thiết kế thap chưng luyện với mục đích tach hỗn hợp axetonnước.Đây là hỗn hợp lỏng tan lẫn vào nhau nhưng có nhiệt độ sôi khac xa nhau ở cùng ap suất Việc tach axeton ra khỏi nước là rất cần thiết vì axeton là hợp chất hữu cơ có vai trò quan trọng trong đời sống và đặc biệt là trong công nghệ hóa chất 0 Axeton là chất lỏng phân cực có nhiệt độ sôi ở 56,5 C ,khối lượng phân tử M=58,tan tốt trong nước và có mùi thơm dễ chịu.Axeton tham gia phản ưng cộng hợp,phản ưng oxi hóa khử và phản ưng thế,ngưng tụ andol Axeton dùng làm dung môi hòa tan cac hợp chất hữu cơ và là nguyên liệu để tổng hợp một số chất hữu cơ khac Axeton trong công nghiệp dược điều chế từ propylen và điều chế bàng phương phap oxi hóa Cu men Mục đích của việc làm đồ an môn học thiết kế thap chưng luyện này là giúp sinh viên cơ bản nắm được cac nguyên tắc tra cưu tài liệu,vận dụng kiến thưc đã học để giải quyết một vấn đề cụ thể và thực tế Hỗn hợp axeton-nước là hệ đồng thể tương đối dễ tach và đòi hỏi thiết bị qua cao nên có thể dùng thap đệm để tach hỗn hợp này Do lần đầu tiên làm quen với việc thiết kế đồ an nên không tranh khỏi những sai sót,kính mong thầy cô nhận xét và chỉ bảo thêm để em làm tốt hơn PHẦN I – SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ Sơ đồ dây chuyền công nghệ của tháp chưng luyện 1 – Thùng chưa hỗn hợp đầu 2 – Bơm 3 – Thùng cao vị 4 – Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu 5 – Thap chưng luyện 6 – Thiết bị ngưng tụ hồi lưu 7 – Thiết bị làm lạnh sản phẩm đỉnh 8 – Thùng chưa sản phẩm đỉnh 9 – Thiết bị gia nhiệt đay thap 10 – Thùng chưa sản phẩm đay 11 – Thiết bị thao nước ngưng Thuyết minh dây chuyền công nghệ: Dung dịch đầu ở thùng (1) được bơm (2) bơm liên tục lên thùng cao vị (3), mưc chất lỏng cao nhất ở thùng cao vị được được khống chế nhờ ống chảy tràn, từ thùng cao vị dung dịch được đưa vào thiết bị đun nóng (4) qua lưu lượng kế , ở đây dung dịch được đun nóng đến nhiệt độ sôi bằng hơi nước bão hòa, từ thiết bị gia nhiệt (4) dung dịch được đưa vào đĩa tiếp liệu của thap chưng luyện (5) Trong thap hơi đi từ dưới đi lên gặp chất lỏng đi từ trên xuống, nhiệt độ và nồng độ của dung dịch thay đổi theo chiều cao của thap Vì vậy hơi đi từ đĩa phía dưới lên đĩa phía trên, cac cấu tử có nhiệt độ sôi cao hơn sẽ ngưng tụ lại và cuối cùng trên đỉnh thap ta sẽ thu được hầu hết là cấu tử dễ bay hơi ( axeton) và một phần rất ít cấu tử khó bay hơi ( nước) Hỗn hợp hơi này đi vào đi vào thiết bị ngưng tụ (6) I - - - - PHẦN II-TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH Tính cân bằng vật liệu Kí hiệu cac đại lượng như sau: + F : Lượng nguyên liệu đầu (kmol/h) + P : Lượng sản phẩm đỉnh (kmol/h) + W : Lượng sản phẩm đay (kmol/h) + xF : Nồng độ phần mol cấu tử dễ bay hơi trong hỗn hợp đầu + aF : Nồng độ phần khối lượng cấu tử dễ bay hơi trong hỗn hợp đầu + xP : Nồng độ phần mol cấu tử dễ bay hơi trong hỗn hợp đầu + aP : Nồng độ phần khối lượng cấu tử dễ bay hơi trong hỗn hợp đầu + xW: Nồng độ phần mol cấu tử dễ bay hơi trong hỗn hợp đầu + aW: Nồng độ phần khối lượng cấu tử dễ bay hơi trong hỗn hợp đầu Giả thiết: + Số mol pha hơi đi đi từ dưới đi lên là bằng nhau trong tất cả cac tiết diện của thap + Số mol pha lỏng không thay đổi theo chiều cao đoạn chưng và đoạn luyện + Hỗn hợp đầu đi và thap ở nhiệt độ sôi + Chất lỏng ngưng tụ trong thiết bị ngưng tụ có thành phần bằng thành phần của hơi đi ra ở đỉnh thap + Cấp nhiệt ở đay thap bằng hơi đốt gian tiếp Yêu cầu thiết bị: + F : Năng suất thiết bị tính theo hỗn hợp đầu : 8900 kg/h + Thiết bị làm việc ở ap suất thường : 1 at + Thap chưng loại : đĩa lỗ có ống chảy chuyền Số liệu ban đầu + Năng suất tính theo hỗn hợp đầu : 8900 kg/h + Nồng độ dung dịch đầu : aF = 42%KL + Nồng độ dung dịch đỉnh : aP = 97,5%KL + Nồng độ dung dịch đay : aW = 1,2%KL + Khối lượng axeton : MA = 58 (kg/kmol) + Khối lượng nước : MN = 18 (kg/kmol) 1 Đổi từ phần khối lượng sang phần mol aF 0,42 MA 58 xF = = a F 1-a F 0,42 1 − 0,42 + + MA M N 58 18 xF = 0,183 (phần mol) aP 0,975 MA 58 xP = = a P 1-a p 0,975 + 1-0,975 + 58 18 MA M N xP = 0,924 (phần mol) aW 0,012 MA 58 xW = = a W 1- a W 0,012 1 - 0,012 + + MA M N 58 18 xW = 0,004 (phần mol) 2 Tính khối lượng mol trung bình Áp dụng công thưc: M = x.MA + (1-x).MB Ta có: MF = xF.MA + (1-xF).MN = 0,183.58 + (1-0,183).18 MF = 25,32 (kg/kmol) MP = xP.MA + (1-xP).MN = 0,924.58 + (1-0,924).18 MP = 54,96 (kg/kmol) MW = xW.MA + (1-xW).MN = 0,004.58 + (1-0,004).18 MW = 18,16 (kg/kmol) 3 Cân bằng vật liệu Sơ đồ hệ thap chưng luyện *Phương trình cân bằng vật liệu: F=P+W Trong đó: F – Lượng hỗn hợp đầu đi vào thap, kg/h P – Lượng sản phẩm đỉnh, kg/h W – Lượng sản phẩm đay, kg/h *Phương trình cân bằng vật chất cho cấu tử dễ bay hơi F.aF = P.aP + W.aW Vậy: P=F aF- aW 0,42 - 0,012 =8900 aP- aw 0,975 - 0,012 + Lượng sản phẩm đỉnh là : P = 3770,717 (kg/h) + Lượng sản phẩm đay là : W = F – P = 8900 – 3770,717 W = 5129,283 (kg/h) *Năng suất tính theo kmol P 3770,717 = =68,608(Kmol/h) MP 54,96 W 5129,283 GW = = =282,450(Kmol/h) MW 18,16 F 8900 GF = = =351,058(Kmol/h) M F 25,32 GP = II Xác định chỉ số hồi lưu thích hợp: Thành phần cân bằng lỏng hơi và nhiệt độ sôi của hỗn hợp hai cấu tử axeton và nước ở 760mmHg(%mol) được cho trong bảng [IX.2a – 145]-Sổ tay hóa công tập II x 0 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 y 0 60,3 72 80,3 82,7 84,2 85,5 86,9 88,2 90,4 94,3 100 t 100 77,9 69,6 64,5 62,6 61,6 60,7 59,8 59 58,2 57,5 56,9 Vẽ đồ thị Dựa vào đồ thị ta có xF = 0,184 ⇒ yF* = 0,795 1 Chỉ số hồi lưu tối thiểu Ta có chỉ số hồi lưu tối thiểu của thap chưng luyện : Rmin = xP - y* 0,924 − 0, 795 F = = 0, 211 * yF - xF 0, 795 − 0,183 2 Chỉ số hồi lưu làm việc Chỉ số hồi lưu làm việc xac định theo công thưc [IX.25a – 158] – Sổ tay hóa công tập II: R = (1,2 ÷ 2,5 ).Rmin Chọn R = 1,5.Rmin thì ta có : R = 1,5.Rmin = 1,5.0,211 = 0,317 3 Chỉ số hồi lưu thích hợp: Khi R tăng, số đĩa sẽ giảm, nhưng đường kính thap, thiết bị ngưng tụ, nồi đun và công của bơm cũng tăng Chi phí cố định sẽ giảm dần đến cực tiểu rồi rồi sẽ tăng đến vô cùng khi hồi lưu toàn phần, lượng nhiệt và lượng nước sử dụng cũng tăng theo chỉ số hồi lưu Tổng chi phí bao gồm : chi phí cố định và chi phí điều hành Khi có chỉ số hồi lưu thích hợp sẽ có chi phí là cực tiểu Tuy nhiên đôi khi cac chi phí điều hành rất phưc tạp, khó kiểm soat nên người ta có thể tính tỷ số hồi lưu thích hợp từ điều kiện thap nhỏ nhất Để tính được chỉ số hồi lưu thích hợp theo điều kiện thap nhỏ nhất cần lập mối quan hệ giữa tỷ số hồi lưu và thể tích thap, từ đó chọn được chỉ số hồi lưu thích hợp ưng vời thể tích thap nhỏ nhất Nhận thấy tiết diện của thap tỷ lệ với lượng hơi đi trong thap, mà lượng hơi lại tỷ lệ với lượng lỏng hồi lưu trong thap, do trong điều kiện làm việc nhất định thì GP= sẽ không đổi và lượng lỏng hồi lưu sẽ tỷ lệ với (R + 1 ), do đó tiết diện thap sẽ tỷ lệ với ( R + 1 ) Ngoài ra, chiều cao thap sẽ tỷ lệ với số đơn vị chuyển khối hay số đĩa lý thuyết Nlt Cho nên thể tích thap sẽ tỷ lệ với tích số Nlt.(R+1) Như vậy thay vì đi thiết lập mối quan hệ R – V ta sẽ thiết II - Tính đường kính các ống dẫn Chọn vật liệu chế tạo ống dẫn giống vật liệu chế tạo đay thap, dày 3 mm V d= ,m 0,785.ω Đường kính cac ống dẫn được xac định theo công thưc: Trong đó: + ω – Vận tốc trung bình của lưu thể đi trong ống, m/s G V= ρ + V – Lưu lượng thể tích của lưu thể, m3/s G : Lưu lượng của dòng pha, kg/s ρ : Khối lượng riêng trung bình của dòng pha đó, kg/m3 1 Đường kính ống dẫn sản phẩm đỉnh - Lượng hơi đỉnh thap là : gđ = P.(Rth + 1) = 3770,717.(0,422+1) gđ = 5361,960 (kg/h) - Khối lượng phân tử sản phẩm đỉnh là: MP = 54,96 (kg/kmol) - Nhiệt độ hơi đỉnh thap : tP = 57,356oC M T 54,96.273 ρ= P o = 22,4.T 22,4.(57,356+273) - ρ=2,028(kg/m3 ) V= - - Khối lượng riêng của hơi ở đỉnh thap: 5361, 960 = 0,734(m3 / s ) 3600.2, 028 Lưu lượng thể tích của hơi đỉnh thap: Chọn tốc độ hơi đỉnh thap ω = 20 m/s 0,734 d= =0,216(m) 0,785.20 Suy ra : đường kính ống dẫn sản phẩm đỉnh là: Quy chuẩn theo bảng [XIII.32 – 434] – Sổ tay hóa công tập II có + Đường kính ống d = 250 mm + Chiều dài đoạn ống dẫn 140 mm Tính lại vận tốc hơi tại đỉnh thap : ω = 14,961 (m/s) GR 3600.ρ R Tính đường kính ống dẫn ống dẫn hồi lưu sản phẩm 2 đỉnh - Lưu lượng dòng hồi lưu GR = P.Rth = 3770,717.0,422 = 1591,243 (kg/h) V= ρR – Khối lượng riêng của sản phẩm hồi lưu tại t = tP = 57,356oC 1 a1 1-a1 = + ρR ρA ρ N Với t = tP = 57,356oC, nội suy theo bảng [I.2 – 9] – Sổ tay hóa công tập I có: ρA = 748,908 kg/m3, ρN = 984,190 kg/m3 Nồng độ sản phẩm hồi lưu là: aR =aP = 0,975 (PKL) Suy ra: ρR = 753,411 (kg/m3) - Lưu lượng dòng hồi lưu là: 1591,243 V= =5,867.10-4 (m 3 /s) 3600.753,411 - Chọn vận tốc hồi lưu là: ω = 0,5 m/s - Vậy đường kính đoạn ống là: V 5,867.10-4 d= = 0,785.ω 0,785.0,5 - d=0,038(m)=38,66(mm) Quy chuẩn theo bảng [XIII.32 – 434] – Sổ tay hóa công II có: + Đường kính ống : 40 mm + Chiều dài đoạn ống : 125 mm Tính lại vận tốc: Với d = 40 mm => ω = 0,467 m/s 3 Tính đường kính ống dẫn liệu - Lưu lượng hỗn đầu đi vào thap F V= 3600.ρ d - Lượng hỗn hợp đầu đi vào thap: F = 8900 kg/h - Khối lượng riêng của hỗn hợp đầu vào tại t = tF = 65,367oC Nội suy cac gia trị theo bảng [I.2 – 9] – Sổ tay hóa công tập I ta có: ρA = 738,755 (kg/m3), ρN = 980,048 (kg/m3) Suy ra: 1 aF 1 − aF 0,42 1 − 0,42 = + = + ρd ρ A ρN 738,755 980,048 ρd =861,822(kg/m3 ) - - Lưu lượng dòng hỗn hợp đầu vào thap là: F 8900 V= = =2,869.10-3 (m 3 /s) 3600.ρ d 3600.861,822 Chọn vận tốc dòng hỗn hợp vào thap là : ω = 1,5 m/s Đường kính ống dẫn liệu vào thap là: V 2,869.10-3 = =0,049m=49mm 0,785.ω 0,785.1,5 - Quy chuẩn theo bảng [XIII.32 – 434] – Sổ tay hóa công tập II ta có: + Đường kính ống dẫn liệu: d = 50 mm + Chiều dài ống dẫn liệu : l = 125 mm - Tính lại vận tốc dòng hỗn hợp đầu: d = 50mm => ω = 1,462 m/s d= 4 Đường kính ống dẫn sản phẩm đáy - Lưu lượng dòng sản phẩm đay: W V= 3600.ρ W - Lượng sản phẩm đay: W = 5129,283 kg/h - Khối lượng riêng của sản phẩm đay ở nhiệt độ t = tW = 98,232oC Nội suy cac gia trị theo bảng [I.2 – 9] – Sổ tay hóa công tập II có: ρA = 695,298 (kg/m3), ρN = 959,238 (kg/m3) Suy ra: 1 a W 1-a W 0,012 1-0,012 = + = + ρ W ρ A ρ N 695,298 959,238 ρ W =954,888 (kg/m3 ) - - Lưu lượng dòng sản phẩm đay là: W 5129,283 V= = =1,492.10-3 (m3 /s) 3600.ρ W 3600.954,888 Chọn vận tốc dòng sản phẩm đay là : ω = 0,3 m/s Đường kính ống dẫn liệu sản phẩm đay là: V 1,492.10-3 d= = = 0,008m= 80 mm 0,785.ω 0,785.0,3 - Quy chuẩn theo bảng [XIII.32 – 434] – Sổ tay hóa công tập II ta có: + Đường kính ống dẫn : d = 80 mm + Chiều dài ống dẫn liệu : l = 110 mm - Tính lại vận tốc dòng sản phẩm đay: d = 80 mm => ω = 0,297 m/s 5 Đường kính ống dẫn lượng hồi lưu sản phẩm đáy - Lưu lượng dòng sản phẩm đay hồi lưu: Gy V= - 3600.ρ y Lượng hơi sản phẩm đay hồi lưu : g’1 = 76,011 (kmol/h) Nhiệt độ của hơi sản phẩm đay hồi lưu là: t = tW = 98,232oC - Khối lượng riêng của hơi ở đay thap ρy = - - - - M W To 18,16.273 = 22,4.T 22,4.(273+98,232) ρ y =0,596(kg/m3 ) Dòng sản phẩm đay hồi lưu là: Gy = My.g’1 = 33,72.76,011 = 2563,091 (kg/h) Lưu lượng dòng sản phẩm đay hồi lưu là: 2563,091 V= =1,195(m3 /s) 3600.0,596 Chọn tốc độ hơi : ω = 25 m/s Đường kính ống dẫn sản phẩm đay hồi lưu là V 1,195 d= = =0,246m=246mm 0,785.ω 0,785.25 Quy chuẩn theo bảng [XIII.32 – 434] – Sổ tay hóa công tập II có: + Đường kính ống: d = 250 mm + Chiều dài ống : 140 mm Tính lại vận tốc: d = 250 mm => ω = 24,357 m/s III Tính đáy và nắp thiết bị Đay và nắp thiết bị cũng là bộ phận quan trọng của thiết bị và được chế tạo cùng với loại vật liệu làm thân thap, vì thap làm việc ở ap suất thường và được thân trụ hàn nên ta chọn đay và đay và nắp là elip có gờ 1 Các kích thước: - Đường kính nắp: D = Dt = 1,0 m - Đường kính đay : D = Dt = 1,0 m - Chiều cao phần lồi : hb = 0,25.Dt = 0,25.1,0 = 0,25 m = 250 mm Chiều cao gờ : h = 25 mm Đường kính lỗ đay : dđ = 0,08 m Đường kính lỗ nắp : dn = 0,25 m 2 Chiều dày đáy và nắp - Chiều day S được xac định theo công thưc [XIII.47 – 385] – Sổ tay hóa công tập II D t P D S= t +C,m 3,8.[σk ].k.φh P 2.hb Trong đó: + φ – Hệ số mối hàn hướng tâm, φ = 0,95 + k – Hệ số không thư nguyên được xac định theo [XIII.48 – 385] – Sổ tay hóa công tập II d k=1Dt dđ = 0,08 m => kđ = 0,92 dn = 0,25 m => kn = 0,75 + P – Áp suất trong Đay : Pđ = Pth = 16,117.104 (N/m2) Nắp : Pn = Ph = 9,81.104 (N/m2) + [σk] = 211,538.106 (N/m2) - Ta có: [σk ] 211,538.106 k d φ= 0,92.0,95=11,471.10 2 >30 4 Pd 16,117.10 [σk ] 211,538.106 k n φ= 0,75.0,95=15,364.10 2 >30 4 Pn 9,81.10 Vậy ta có thể bỏ qua đại lượng P ở mẫu - Chiều dày đay thap là: 1,0.16,117.104 1,0 S= +1,8.10-3 6 3,8.211,538.10 0,92.0,95 2.0,25 S = 2,259.10-3m=2,259mm Ta thấy : S – C < 10 mm Nên ta phải tăng C thêm 2 mm Vậy: S = 2,259 + 2 = 4,259 mm Quy chuẩn S = 5 mm Kiểm tra theo ưng suất thử: + Ta có : Po = 1,5.P = 24,178.104 N/m2 Suy ra: [D t 2 +2.h b (S-C)].Po σ= 7,6.k.φ.h b.(S-C) σ= [1,02 +2.0,25.(5-3,8).10-3 ].24,178.104 7,6.0.92.0,95.0,25.(5-3,8).10-3 σ k 221,538.106 σ=121,404.10 < = =184,615.106 1,2 1,2 -6 - Vậy lựa chọn chiều dày đay thap : S = 5 mm là hợp lý Chiều dày nắp thap là: 1,0.9,81.104 1,0 S= +1,8.10-3 6 3,8.211,538.10 0,75.0,95 2.0,25 S = 2,143.10-3m=2,143mm Ta thấy : S – C < 10 mm Nên ta phải tăng C thêm 2 cm Vậy : S = 2,143 + 2 = 4,143 mm Quy chuẩn S = 5 mm Kiểm tra theo ap suất thử: + Ta có : Po = 1,5.P = 14,715.104 N/m2 Suy ra: [D t 2 +2.h b (S-C)].Po σ= 7,6.k.φ.h b.(S-C) [1,02 +2.0,25.(5-3,8).10-3 ].14,715.104 σ= 7,6.0,75.0,95.0,25.(5-3,8).10-3 σ k 221,538.106 σ=90,636.10 < = =184,615.106 1,2 1,2 -6 Vậy lựa chọn chiều dày nắp thap: S = 5 mm là hợp lý IV Chọn mặt bích Mặt bích là bộ phận quan trọng dùng để nối cac phần của thiết bị, cũng như cac bộ phận khac với thiết bị Có nhiều kiểu bích khac nhau, nhưng do thap làm việc ở ap suất thường nên ta chọn kiểu mặt bích liền bằng thép loại I để nối đay, nắp… với thân 1 Chọn bích để nối thân tháp với nắp, đáy - Chọn bích liền bằng thép không gỉ kiểu 1 Tra cưu theo bảng [XIII.26 – 420] – Sổ tay hóa công tập II có: Py, 106 Dt D Db Dδ D1 db h Z 2 N/m Cai 0,6 1000 1140 1090 1060 1013 M20 24 20 2 Chọn mặt bích để nối ống dẫn thiết bị - Ta dùng mặt bích bằng kim loại đen Tra cưu theo bảng [XIII.26] – Sổ tay hóa công tập II có: Tên cac ống Dt Dn D D1 db h 370 Dδ mm 335 312 M16 22 Z Cai 12 Sản phẩm đỉnh Hồi lưu đỉnh Ống dẫn liệu Sản phẩm đay Hồi lưu đay 250 273 40 45 130 100 80 M12 12 4 50 57 140 110 90 M12 12 4 80 89 185 150 128 M16 14 4 250 273 370 335 312 M16 22 12 3 Chọn tai treo và chân đỡ Thường người ta không đặt trực tiếp thiết bị lên đất mà thường dùng tai treo hay chân đỡ ( trừ trường hợp ngoại lệ ) Muốn xac định chân đỡ hay tai treo cần phải xac định được khối lượng toàn thiết bị 3.1 Tính khối lượng toàn bộ tháp - Để tính khối lượng thiết bị người ta tính khối lượng thap khi cho nước đầy thap, và khối lượng của thap khi không có nước G = GT + GN + GĐ + GB + Gbl + GĐL + GÔ + GL (kg) Trong đó: + GT – Khối lượng thân thap trụ, kg + GN – Khối lượng nắp thap, kg + GĐ – Khối lượng đay thap, kg + GB – Khối lượng bích, kg + Gbl – Khối lương bu lông nối bích, kg + GĐL – Khối lượng đĩa lỗ trong thap, kg + GÔ – Khối lượng ống chảy chuyền, kg + GL – Khối lượng chất lỏng điền đầy thap, kg a Khối lượng thân thap trụ Khối lượng riêng vật liệu làm thap: ρ = 7900 kg/m3 Đường kính trong của thân thap : Dt = 1000 mm Chiều dày thân thap : S = 4 mm Chiều cao thap : H = 7,495 m Khối lượng thân thap là: Π.[(D t +2.S) 2 -D t 2 ] GT = H.ρ 4 3,14.[(1,0+2.0,004) 2 -1,02 ] GT = 7,495.7900 4 G T =746,659(kg) 3.2 Khối lượng nắp thiết bị - Chiều dày nắp: S = 5 mm Chiều cao gờ: h = 25 mm Đường kính nắp thiết bị: Dt = 1,0 m Theo bảng [XIII.11 – 384] – Sổ tay hóa công tập II ta có: GN = 47,9.1,01 = 48,379 (kg) 3.3 Khối lượng đáy thiết bị - Chiều cao đay: S = 5 mm - Chiều cao gờ: h = 25 mm Đường kính đay thiết bị: Dt = 1,0 m Theo bảng [XIII.11 – 384] – Sổ tay hóa công tập II ta có: GĐ = 47,9.1,01 = 48,379 (kg) 3.4 Khối lượng bích, bu lông - Chọn tổng khối lượng bích và bu lông là 300 kg Vậy ta có : GB + Gbl = 300 kg 3.5 Khối lượng đĩa lỗ Theo cac thông số: + Đường kính đĩa : DL = DC = Dt = 1,0 m + Chiều dày đĩa : δ = 5 mm + Số đĩa : N = 19 đĩa Vậy khối lượng đĩa lỗ trong thap là: Π.D 2 3,14.1,02 t δ.ρ.N= 0,005.7900.19 4 4 G DL =589,143(kg) G DL = 3.6 Khối lượng ống chảy chuyền - - - Khối lượng ống chảy chuyền đoạn luyện 2 [(DOL +S) 2 -D OL ] G OL = h OL ρ OL 4 [(0,06+0,004) 2 -0,062 ] G OL = 0,275.7900 4 G OL =0,269(kg) Khối lượng ống chảy chuyền đoạn chưng 2 [(D OC +S) 2 -D OC ] G OC = h OC ρ OC 4 [(0,12+0,004) 2 -0,12 2 ] G OL = 0,275.7900 4 G OL =0,530(kg) Tổng khối lượng ống chảy chuyền trong thap là: GÔ = GOL + GOC = 6,938 (kg) 3.7 Khối lượng chất lỏng điền đầy tháp - Ta lấy khối lượng riêng lớn nhất là khối lượng trung bình pha lỏng đoạn chưng, tưc là ρ = ρxtbC = 911,145 (kg/m3)  Khối lượng chất lỏng chưa trong thap là : Π.D 2 3,14.1,02 t =7,495 911,145 4 4 G L =5360,790(kg) G L =H.ρ 3.8 Chọn tai treo, chân đỡ - Tổng khối lượng thap là: G = 7100,288 (kg) Trọng lượng thap: P = G.g = 7100,288.9,81 = 69653,825 (N) Chọn 3 chân đỡ làm bằng thép CT3, tải trọng mỗi chân đỡ là: P 69653,825 g= = =23217,942(N) 3 3  Tra cưu theo bảng [XIII.35 – 437] – Sổ tay hóa công tập II ta chọn L 250 chân đỡ có tải trọng 2,5.104 N, bề mặt đỡ F = 444.10-4 m2, tải trọng cho phép trên mặt đỡ là q = 0,56.106 N/m2 B B1 B2 H h s l d mm 180 215 290 350 185 16 90 27 ... sơi cao hơn> Chưng lụn liên tục là qua trình chưng hỗn hợp đun bốc và ngưng tụ nhiều lần để thu cac sản phẩm đỉnh và sản phẩm đay đạt yêu cầu Bản đồ an này thiết kế thap chưng luyện... học để giải vấn đề cụ thể và thực tế Hỗn hợp axeton -nước là hệ đồng thể tương đối dễ tach và đòi hỏi thiết bị qua cao nên dùng thap đệm để tach hỗn hợp này Do lần làm quen với việc thiết. .. mol) r1 - Ẩn nhiệt hóa hỗn hợp vào đĩa thư ; rd - Ẩn nhiệt hóa hỗn hợp khỏi đỉnh thap ; r1 =rA y1 +(1-y1 ).rN  rd =rA y d +(1-y d ).rN Trong : rA, rN là ẩn nhiệt hóa axeton và nước nguyên