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

Phần mở đầu

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

GVHD:TS.Nguyễn Văn Xá

SVTH:Nguyễn Đình Tứ

MSSV:NXM08-8041

Khoá: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 phươngpháp để tách hỗn hợp lỏng hoặc một hỗn hợp khí đã hóa lỏng thành các cầutử,thành phần dựa vào độ bay hơi tương đối khác nhau của các cấu tử ở cùngnhiệt độ<hoặc nhiệt độ sôi khác nhau ở cùng áp suất> Chưng luyện là một trong những phương pháp chưng cất cho hiệu quả kinh

tế cao,khi chưng luyện hỗn hợp các cấu tử trên đỉnh tháp thu được hỗn hợp cáccấu tử dễ bay hơi<là các cấu tử có nhiệt độ sôi thấp hơn>và ở đáy tháp thu đượchỗn hợp các cấu tử khó bay hơi<là các cấu tử có nhiệt độ sôi cao hơn>

Chưng luyện liên tục là quá trình chưng trong đó hỗn hợp được đun bốc hơivà ngưng tụ nhiều lần để thu được các sản phẩm đỉnh và sản phẩm đáy đạt yêucầu

Bản đồ án này thiết kế tháp chưng luyện với mục đích tách hỗn hợp nước.Đây là hỗn hợp lỏng tan lẫn vào nhau nhưng có nhiệt độ sôi khác xa nhau

axeton-ở cùng áp suất

Việc tách 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

Axeton là chất lỏng phân cực có nhiệt độ sôi ở 56,50C ,khối lượng phân tử

M=58,tan tốt trong nước và có mùi thơm dễ chịu.Axeton tham gia phản ứngcộng hợp,phản ứng oxi hóa khử và phản ứng thế,ngưng tụ andol

Axeton dùng làm dung môi hòa tan các hợp chất hữu cơ và là nguyên liệu

để tổng hợp một số chất hữu cơ khác

Axeton trong công nghiệp dược điều chế từ propylen và điều chế bàngphương pháp oxi hóa Cu men

Mục đích của việc làm đồ án môn học thiết kế tháp chưng luyện này là giúpsinh viên cơ bản nắm được các nguyên tắc tra cứu tài liệu,vận dụng kiến thức

đã học để giải quyết một vấn đề cụ thể và thực tế

Hỗn hợp axeton-nước là hệ đồng thể tương đối dễ tách và đòi hỏi thiết bịquá cao nên có thể dùng tháp đệm để tách hỗn hợp này

Do lần đầu tiên làm quen với việc thiết kế đồ án nên không tránh khỏi nhữngsai 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 chứa hỗn hợp đầu

2 – Bơm

3 – Thùng cao vị

4 – Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu

5 – Tháp chưng luyện

6 – Thiết bị ngưng tụ hồi lưu

7 – Thiết bị làm lạnh sản phẩm đỉnh

8 – Thùng chứa sản phẩm đỉnh

9 – Thiết bị gia nhiệt đáy tháp

10 – Thùng chứa sản phẩm đáy

11 – Thiết bị tháo 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), mức chất lỏng cao nhất ở thùng cao vị được được khống chếnhờ ống chảy tràn, từ thùng cao vị dung dịch được đưa vào thiết bịđun nóng (4) qua lưu lượng kế , ở đây dung dịch được đun nóng đếnnhiệt độ sôi bằng hơi nước bão hòa, từ thiết bị gia nhiệt (4) dung dịchđược đưa vào đĩa tiếp liệu của tháp chưng luyện (5) Trong tháp hơi đi

từ dưới đi lên gặp chất lỏng đi từ trên xuống, nhiệt độ và nồng độ củadung dịch thay đổi theo chiều cao của tháp Vì vậy hơi đi từ đĩa phíadưới lên đĩa phía trên, các cấu tử có nhiệt độ sôi cao hơn sẽ ngưng tụlại và cuối cùng trên đỉnh tháp ta sẽ thu được hầu hết là cấu tử dễ bayhơi ( axeton) và một phần rất ít cấu tử khó bay hơi ( nước) Hỗn hợphơi này đi vào đi vào thiết bị ngưng tụ (6)

PHẦN II-TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH

I Tính cân bằng vật liệu.

- Kí hiệu các đại lượng như sau:

+ F : Lượng nguyên liệu đầu (kmol/h)

+ P : Lượng sản phẩm đỉnh (kmol/h)

+ W : Lượng sản phẩm đáy (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

+ Hỗn hợp đầu đi và tháp ở nhiệt độ sôi

+ Chất lỏng ngưng tụ trong thiết bị ngưng tụ có thành phần bằng thànhphần của hơi đi ra ở đỉnh tháp

+ Cấp nhiệt ở đáy tháp bằng hơi đốt gián tiếp

- Yêu cầu thiết bị:

+ F : Năng suất thiết bị tính theo hỗn hợp đầu : 8900 kg/h

+ Thiết bị làm việc ở áp suất thường : 1 at

+ Tháp 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 đáy : 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

xF = 0,183 (phần mol)

xP = 0,924 (phần mol)

xW = 0,004 (phần mol)

2 Tính khối lượng mol trung bình

Áp dụng công thức: M = x.MA + (1-x).MB

p P

Sơ đồ hệ tháp chưng luyện

*Phương trình cân bằng vật liệu:

F = P + W

Trong đó: F – Lượng hỗn hợp đầu đi vào tháp, kg/h

P – Lượng sản phẩm đỉnh, kg/h

W – Lượng sản phẩm đáy, kg/h

*Phương trình cân bằng vật chất cho cấu tử dễ bay hơi F.aF = P.aP + W.aW

a - a 0,975 - 0,012

II Xác định chỉ số hồi lưu thích hợp:

Thành phần cân bằng lỏng hơi và nhiệt độ sôi của hỗn hợp hai cấu tửaxeton và nước ở 760mmHg(%mol) được cho trong bảng [IX.2a – 145]-Sổtay hóa công tập II

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

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 0

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 55

1 Chỉ số hồi lưu tối thiểu

Ta có chỉ số hồi lưu tối thiểu của tháp chưng luyện :

0,924 0,795

0, 211 0,795 0,183

*

P F min *

2 Chỉ số hồi lưu làm việc

Chỉ số hồi lưu làm việc xác định theo công thức [IX.25a – 158] – Sổ tayhóa công tập II:

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 các chi phí điều hành rất phức tạp, khó kiểm soát nênngười ta có thể tính tỷ số hồi lưu thích hợp từ điều kiện tháp nhỏ nhất Đểtính được chỉ số hồi lưu thích hợp theo điều kiện tháp nhỏ nhất cần lập mốiquan hệ giữa tỷ số hồi lưu và thể tích tháp, từ đó chọn được chỉ số hồi lưuthích hợp ứng vời thể tích tháp nhỏ nhất

Nhận thấy tiết diện của tháp tỷ lệ với lượng hơi đi trong tháp, mà lượnghơi lại tỷ lệ với lượng lỏng hồi lưu trong tháp, do trong điều kiện làm việcnhất định thì GP= sẽ không đổi và lượng lỏng hồi lưu sẽ tỷ lệ với (R + 1 ), do

đó tiết diện tháp sẽ tỷ lệ với ( R + 1 ) Ngoài ra, chiều cao tháp sẽ tỷ lệ với sốđơn vị chuyển khối hay số đĩa lý thuyết Nlt Cho nên thể tích tháp sẽ tỷ lệ vớitích số Nlt.(R+1) Như vậy thay vì đi thiết lập mối quan hệ R – V ta sẽ thiếtlập thông qua mối quan hệ R – Nlt.(R+1) Từ đồ thị của quan hệ này ta xácđịnh điểm cực tiếu Nlt.(R+1) ứng với tỷ số hồi lưu thích hợp ( Rth)

Chỉ số hồi lưu để tháp làm việc được thường xác định theo công thức[IX.25 – 158] – Sổ tay hóa công tập II

R = β.Rmin

Ứng với mỗi giá trị của β ta sẽ có các giá trị của R Từ các giá trị của Rkhác nhau ta sẽ thu được các giá trị Nlt tương ứng Từ đó lập được qua hệphụ thuộc R – Nlt.(R + 1)

Dưới đây là các đồ thị xác định số đĩa lý thuyết trên cơ sở đường cânbằng, xP, xF, xW Đường làm việc cuả đoạn luyện đi qua điểm ( xP, yP) và cắttrục tung tại điểm có tung độ B, đường làm việc đoạn chưng đi qua giaođiểm của đường làm việc của đoạn luyện với đường xF = const và điểm (xW,

yW) Vẽ các tam giác ta sẽ thu được số đĩa lý thuyết

Ở đây :

P

xR+1

B =

0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0

5 Phương trình đường nồng độ làm việc

5.1 Phương trình đường làm việc của đoạn luyện

- Đường nồng độ làm việc của đoạn luyện đi qua điểm xP = yP = 0,924 và điểm có tung độ là:

- Phương trình đường làm việc của đoạn luyện có dạng :

Thay các giá trị tính được vào ta có:

y = 0,297.x + 0,650

5.2 Phương trình đường nồng độ của đoạn chưng

- Đường nồng độ làm việc của đoạn chưng đi qua điểm xW = yW = 0,004,và đi qua điểm là giao của đường xF = 0,183 với đường làm việc củađoạn luyện

- Phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn chưng có dạng:

Trong đó :

F 351,2

f = = = 5,12

P 68,6Thay các giá trị tính toán được vào ta có:

y' =

0,422 5,117 1- 5,117

.x'+ 0,0040,422+1 0,422 1

y' = 



0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 0

Trong đó: Vtb – Lượng hơi (khí) trung bình đi trong tháp, m3/h

ωybt – Tốc độ hơi (khí) trung bình đi trong tháp, m/s

tb tb

4.V

Π.3600.ω

tb tb

Hay : D =0,0188 ,(m)

( )y y

g

 

gtb – Lượng hơi (khí) trung bình đi trong tháp, kg/h

(ρy.ωy)tb – Tốc độ hơi (khí) trung bình đi trong tháp, kg/m2.s

1 Lượng hơi trung bình đi trong tháp chưng luyện

Vì lượng hơi và lượng lỏng thay đổi theo chiều cao của tháp và khác nhau trong mỗi một đoạn cho nên ta phải tính lượng hơi trung bình cho từng đoạn

Sơ đồ dòng hơi đi trong tháp chưng luyện

1.1 Lượng hơi trung bình đi trong đoạn luyện

- Lượng hơi trung bình đi trong đoạn luyện có thể tính gần đúng bằngtrung bình cộng của lượng hơi đi ra khỏi đĩa trên cùng của tháp và lượnghơi đi vào đĩa dưới cùng của đoạn luyện

- Theo công thức [IX.91 – 181] – Sổ tay hóa công tập II thì lượng hơitrung bình đi trong đoạn luyện là :

1 d tbl

g +g

g =

2

Trong đó:

gtb – Lượng hơi trung bình đi trong đoạn luyện, kg/h hay kmol/h

gd – Lượng hơi đi ra khỏi đĩa trên cùng của tháp, kg/h hay kmol/h

g1 – Lượng hơi đi vào đĩa dưới cùng của đoạn luyện, kg/h hay kmol/h

- Lượng hơi đi ra khỏi đỉnh tháp tính theo công thức [IX.92 – 181] – Sổ tay hóa công tập II

gd = Gp.(Rth+1) = 68,608.(0,422+1)

gd = 97,561 (kmol/h)

- Lượng hơi đi vào đoạn luyện Lượng hơi g1, hàm lượng hơi y1 và lượnglỏng G1 đối với đĩa thứ nhất của đoạn luyện được xác định theo hệphương trình cân bằng vật liệu và cân bằng nhiệt lượng

r1 - Ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa thứ nhất ;

rd - Ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi ra khỏi đỉnh tháp ;

N

N A

yd = yP = xP = 0,924 (phần mol)

- Từ bảng số liệu [IX.2a – 145] – Sổ tay hóa công tập II,

+ Ứng với xF = 0,183 (phần mol) Nội suy ta được nhiệt độ sôi của hỗnhợp đầu tF = 65,367oC

+ Ứng với xP = 0,924 (phần mol) Nội suy ta có nhiệt độ sôi của hỗn hợpsản phẩm đỉnh tP = 57,356oC

+ Ứng với xW = 0,004 (phần mol) Nội suy ta có nhiệt độ sôi hỗn hợp sảnphẩm đáy tW = 98,232oC

- Ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp đầu

Tại nhiệt độ tF = 65,367oC Nội suy theo bảng [I.212 – 254] – Sổ tây hóacông tập I có ẩn nhiệt hóa hơi của axeton và nước :

rA = 122,524 (kcal/kg) = 122,524.4,186.58 = 29747,375 (kJ/kmol)

rN = 573,633 (kcal/kg) = 573,633.4,186.18 = 43222,099 (kJ/kmol)

Suy ra ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp đầu là :

r1 = rA.y1 + (1-y1).rN

r1 = 43222,099 – 13474,724.y1 (kJ/kmol)

- Ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp ra khỏi đỉnh tháp

Tại nhiệt độ tP = 57,356oC Nội suy theo bảng [I.212 – 254] – Sổ tay hóacông tập II có ấn nhiệt hóa hơi của axeton và nước :

rA = 124,529 (kcal/kg) = 124,529.4,186.58 = 30234,147 (kJ/kmol)

rN = 579,331 (kcal/kg) = 579,331.4,186.18 = 43651,432 (kJ/kmol)Suy ra ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp ra khỏi đỉnh tháp là :

1.2 Lượng hơi trung bình đi trong đoạn chưng

- Lượng hơi trung bình đi trong đoạn chưng được xác định gần đúng bằng trung bình cộng của lượng hơi đi ra khỏi đoạn chưng và lượng hơi đi vàođoạn chưng và được xác định theo công thức [IX.96 – 182] – Sổ tay hóa công tập II

- Lượng hơi đi vào đoạn chưng g’1, lượng lỏng G1 và hàm lỏng x’1 được xác định theo hệ phương trình cân bằng vật liệu và cân bằng nhiệt lượng

, ,

W

, , ,

+ 1,n là chỉ số cho thứ tự đĩa từ dưới lên đoạn chưng

+ Theo đường cân bằng pha thì ứng với xW = 0,004 (kmol/kmol) có y’1 =

+ Vì lượng hơi bốc lên từ đĩa trên cùng của đoạn chưng bằng lượng hơi

đi vào đĩa thứ nhất của đoạn luyện nên ta có g’n = g1 = 91,623 (kmol/h)+ r1 = 43222,099 – 13474,724.0,738 = 33277,75 (kJ/kmol)

- Tại đáy tháp hỗn hợp có nhiệt độ tW = 98,232oC Nội suy theo bảng [I.212 – 254] – Sổ tay hóa công tập 1 ta có:

A N

= 40112,54 (kJ/kmol)

- Thay các giá trị tìm được vào hệ phương trinh trên ta được:

1 tbc

g' +g'

g =

2

n

, ,

, , , 1

, 1

= + 282,450(1) = 0,048+1,1340112,54 91

0(2) = ,623.33277,75(3)

g

G

g

G x g

, , , 1

, 1

= +282,450 = 0,048+1,130.40112,54 = 3049007

g

G

g

G x g

= 76,011(kmol/h) = 358,461(kmol/h) = 0,013(kmol/kmol)

g G x

2 Lượng lỏng trung bình đi trong tháp chưng luyện

2.1 Lượng lỏng trung bình đi trong đoạn luyện

' F

- Lượng lỏng đi trong đoạn chưng

Suy ra : Mxtb = 0,094.58 + (1-0,094).18 = 21,76 (kg/kmol)Vậy ta có : Gtbc = 244,178.21,76 = 5313,313 (kg/h)

Trong các phương trình trên thì:

+ tb , y tb: phần mol trung bình pha lỏng và pha hơi

4 Khối lượng riêng trung bình

4.1 Đối với đoạn luyện

- Khối lượng riêng trung bình của pha hơi

Theo công thức [IX.102 – 183] – Sổ tay hóa công tập II ta có:

Trong đó MA, MN – Khối lượng mol của các cấu tử

T – Nhiệt độ làm việc trung bình của tháp, hay của đoạn chưnghay đoạn luyện, oK

ytbA – Nồng độ phần mol của axeton lấy theo giá trị trung bình

ydA, ycA – Nồng độ tại 2 đầu đoạn tháp ( trong chưng luyện là giữa đĩa

tiếp liệu và đỉnh, hoặc giữa đĩa tiếp liệu và đáy)

ytbA = 0,831 (phần mol)

Với ytbA = 0,831 phần mol Nội suy từ số liệu trong bảng [IX.2a – 145] –

Sổ tay hóa công tập II ta có tytb = 62,333oC

Suy ra T = 62,333 + 273 = 335,333oK

- Khối lượng riêng trung bình của pha hơi đối với đoạn luyện là:

3 A

y +y

=2

y

1 P

cA dA tbA

- Khối lượng riêng trung bình đối với pha lỏng

Theo [IX.104a – 183] – Sổ tay hóa công tập II có

Trong đó: ρxtb – Khối lượng riêng của pha lỏng, kg/m3

ρxtbA, ρxtbN – Khối lượng riêng trung bình của các cấu tử của pha lỏng lấy theo nhiệt độ trung bình, kg/m3

atbA – Phần khối lượng trung bình của axeton trong pha lỏng,

Với xtbA = 0,554 phần mol Nội suy từ bảng [IX.2a – 145] – Sổ tay hóa công tập II có txtb = 60,214oC

Ứng với txtb = 60,214oC Nội suy theo bảng [I.2 – 9] – Sổ tay hóa công tập I được :

ρxtbA = 745,711 (kg/m3)

ρxtbN = 982,882 (kg/m3)

Vậy khối lượng riêng trung bình của lỏng trong đoạn luyện là :

Suy ra : ρxtb = 804,429 (kg/m3)

4.2 Đối với đoạn chưng

- Khối lượng riêng trung bình của pha hơi

Theo công thức [IX.102 – 183] – Sổ tay hóa công tập II ta có:

Trong đó MA, MN – Khối lượng mol của các cấu tử

T – Nhiệt độ làm việc trung bình của tháp, hay của đoạn chưnghay đoạn luyện, oK

ytbA – Nồng độ phần mol của axeton lấy theo giá trị trung bình

3 ytb [0,831.58+(1-0,831).18].273=1,862 ( )

22,4.335,333

xtN xtb xtbA

a 1-a

1 = +

ρ ρ ρ

F P tbA

+x 0,184+0,924

x x

F P tbA

ydA, ycA – Nồng độ tại 2 đầu đoạn tháp

ytbA = 0,393 (phần mol)

Với ytbA = 0,393 phần mol Nội suy từ số liệu trong bảng [IX.2a – 145] –

Sổ tay hóa công tập II ta có tytb = 85,597oC

Suy ra T = 85,597 + 273 = 358,597oK

- Khối lượng riêng trung bình của pha hơi đối với đoạn chưng là:

- Khối lượng riêng trung bình đối với pha lỏng

Theo [IX.104a – 183] – Sổ tay hóa công tập II có

Trong đó: ρxtb – Khối lượng riêng của pha lỏng, kg/m3

ρxtbA, ρxtbN – Khối lượng riêng trung bình của các cấu tử của pha lỏng lấy theo nhiệt độ trung bình, kg/m3

atbA – Phần khối lượng trung bình của axeton trong pha lỏng,

Với xtbA = 0,094 phần mol Nội suy từ bảng [IX.2a – 145] – Sổ tay hóa công tập II có txtb = 70,596oC

Ứng với txtb = 70,596oC Nội suy theo bảng [I.2 – 9] – Sổ tay hóa công tập I được :

ρxtbA = 731,695 (kg/m3)

ρxtbN = 977,172 (kg/m3)

Vậy khối lượng riêng trung bình của lỏng trong đoạn luyện là :

cA dA tbA

y +y

=2

y

1 1

cA dA tbA

3 ytb [0,393.58+(1-0,393).18].273=1,146 ( )

22,4.358,597

xtN xtb xtbA

a 1-a

1 = +

ρ ρ ρ

F W tbA

+x 0,184+0,004

x x

F W tbA

Suy ra : ρxtb = 911,145 (kg/m3)

5 Vận tốc hơi đi trong tháp

- Tốc độ hơi đi trong tháp đĩa được xác định theo công thức

Trong đó: ωgh – Tốc độ giới hạn trên, m/s

ρx, ρy – Khối lượng riêng của lỏng và hơi, kg/m3

- Tốc độ hơi trong đoạn luyện

6.1 Đường kính đoạn luyện

- Lượng hơi trung bình đi trong đoạn luyện : gtbL = 4843,666 (kg/h)

- Khối lượng riêng trung bình của pha hơi : ρytbL = 1,862 (kg/m3)

Vậy đường kính đoạn luyện là:

Quy chuẩn đường kính đoạn luyện DL = 1 m

- Thử lại điều kiện thực tế

Từ DL = 1 m  ωL = 0,919 (m/s)

x gh

6.2 Đường kính đoạn chưng

- Lượng hơi trung bình đi trong đoạn chưng : gtbC = 2826,309 (kg/h)

- Khối lượng riêng trung bình của pha hơi : ρytbC = 1,146 (kg/m3)

Vậy đường kính đoạn chưng là:

Quy chuẩn đường kính đoạn chưng DC = 0,9 m

- Thử lại điều kiện thực tế

- Hệ số khuếch tán trong pha lỏng ở 20oC là:

Trong đó: A, B là các hệ số liên kết Với hệ axeton – nước có A = 1, B =4,7

μN – Độ nhớt của dung môi ở 20oC, μN = 1,005.10-3 Ns/m2

vA, vN – Thể tích mol, vA = 74(cm3/mol), vN = 18,9(cm3/mol)Giải ra ta có: D20 = 10,38.10-9(m2/s)

- Hệ số khuếch tán ở nhiệt độ bất kì

Dt = D20.[1 + b.(t-20)]

Trong đó :

L ghL

1/3 1/3 2 N A

Tra cứu sổ tay hóa công có ρN = 998 kg/m3.

Trong đó: T – nhiệt độ trung bình của hơi, oK

P – Áp suất chung của hơi, P = 1at

- Hệ số khuếch tán trong đoạn luyện : T = 335,333oK

0,2 μρb=

4 1,5

2 N A

1/3 1/3 2 N A

y 0,831

ρ 1,862

y 0,393

ρ 1,146