Đang tải... (xem toàn văn)
chưng cất hệ Nước – Axit axetic liên tục cấp nhiệt gián tiếp bằng nồi đun ở áp suất thường
CHƯƠNG I : TỔNG QUAN I. LÝ THUYẾT VỀ CHƯNG CẤT 1.Khái niệm !"#!$%&'#()! '*+!,!$-.)!#/'0 12 3(&&''4!5'".%!678!9! '':; -'4!5' "#<.%#=)!':>2 3'?)!;-&@:@-(!" !9!(A!4!)#;'@! &B#()!*+B!$!$';!&4!C $1-0'@:DA@!#()!0 @#()!2 E!!B&?#'!".F #(!".;G2H67I$)!;DAJJ.;GK LM;GD(6NA#()!4&O A #()!#I2 LM;G((6NA#()!#I&O A #()!42 )P'5!Q'K LR.&!$K.-.?&.'2H(" S)(%&'!$.@!-6!$.@! '!;.&!$!;!$.@! 2 LH("T&!$K!">-!'5*)!;12 L)!;*!'51K)(.>'? .K UE!!$.@!72 DH11H1 Trang 1 UE@0!!.;GA!!6'2 U3!5@#()!2 U.)#!B2 L!*!6#V'5!">1 %!$!">-V0-!B'52 L)!$,(K!$%!6#<'!4-)J >'?@'42 VậyK=!&4!$H4WX7!7Q!-Y)!">!$ !!6#<N!,.?2 2.Thiết bị chưng cất 3'.;7?!B'5!!6#V!623( !"("O)#;!6#V&Z!=+!$ #B: !678;!4-!B(>&'[P( &'!2H6 P&'A'5!P-6 P&' A"--\]P(;'.J'5! ?P&"2 L3PKP>-^[ 'ASPA5' -"A&)!'!678&4!23(Q'5' +-AK 3PAK"P#= AA50-7-9.\-A/7 !&=;((BA02 L3P7("K"PA!B(/ L3"*$1K>-N!B#_=!&4!#<:# (2`_"'&'Q''!)K76Z!" (76[%2 M'.!'5!K 3" 3P7(" 3PA a ! L5')!;2 L3,%2 Lb&!$&4! L3,%)=! 2 Lc!$.'2 LEdV2 Lc!$.' DH11H1 Trang 2 #G6$OAρ≈ρ 2 Lb&!$&4! #G2 H ! Le'A!$[→!$ .(B=!2 LfdV@'-A &_2 Le'A!$[→! gg.!$[ g→Agg .2 L3!6#V:B2 LE6[52 LA,%42 L3!"=!B &_-6 [52 `_(.>PAXhi3Xhj3iWHak II.GIỚI THIỆU SƠ BỘ VỀ TÍNH CHẤT NGUYÊN LIỆU 1.Axit axetic X7!7Q!'5!7!Y''5!7!9)-Al".> /!&A)#;!B6!BY2X7!7Q![ >'K bg*g[m-no7!7Q!12 b@:%'.2 bl').!7Q'p7QW!;@5(2 b%6 '(&!(7Q2 bG-G-4'd2 X7Q@S*''B1 qO4Q.Q7QB@!- >K!p'(7Q0 !B'5!%7Q'p2 DH11H1 Trang 3 2.Nước 3'!B!$#?K4@-@!-@&V =!4(.FA752 H4!6O4"!*rsm!$ !4#!1& O!6'.%.=2 H4@!P%5-A;g'!B&@! Y't_AY2 3. Hỗn hợp Acid acetic – Nước 3A#;O*71W)!*(1&!$.@!X!Q!L H4,uvwcK 7*oP '1 w n xw Jw rw mw nw vw uw yw zw xww (*oP '1 w z2J xv2u rw2r mJ2n nr vJ2v ux2v uz2n yv2m zr xww * w 1 xxy2 m xxn2 m xxr2 y xxw2 x xwu2 n xwn2 y xwm2 m xwr2 r xwJ2 x xwx2 r xww2 v xww DH11H1 Trang 4 Hình12KGiản đồ x - y của hệ Axit axetic - Nước DH11H1 Trang 5 Hình 2KGiản đồ T – x,y của hệ Axit axetic–Nước DH11H1 Trang 6 III.CÔNG NGHỆ CHƯNG CẤT NƯỚC – ACID ACETIC 1.Sơ đồ quy trình công nghệ chưng cất hệ hai cấu tử nước – acid acetic 8 1 {N[("!$2 2 {)2 3 3!6#V!!$_!$2 4 b62 5 3 6 3!6#V>.;GD2 7 3!6#V!.;GD2 8 {N[.;GD2 9 3!6#V.@!(2 10 {Z()!2 11 3!6#V!.;G(2 12 {N[.;G(2 13 `2 14 {_!02 2.thuyết minh quy trình công nghệ cH4WX7!7Q!AN4rno*Q'O=!1-!$ ';Ju w 5!#[("!$*x1#)*J1#)&'!6#V!!$*r12 35!P(0_!$!!$6!$.@!'!6#V(B!$= 2MA&'*n1,+_!$&#SO 2b0_!$!.'6*m123" +_!$-&4!O|'5($;(7=2 3'-)!!|4!":|"7=2]P(-A.%!678& 'd!!9!&4!2q('O7= 4!!;N}#()!&/#V)!5'"|N!*z1 @!=}#()!2H!$""-"!)!!+ |4!"A!$.@!'7!7Q!.F>5!-=!" DA4!6!B*ANzwoO DH11H1 Trang 7 =!12c)!(!&'!6#V>*v1&>''2~ O>!!6#V!.;GD*u1- !#<!6#V'd!!$=N=*u1N!#N[.;G D*y12qO05!>'&B,+"&4! D.=N! &!.'#<6*m12=!,( O6A#()!*7!Q!12c,(A NX7!Q!zvoO=!-05!42eV,(! !&'N!*z123'N!VO.F#=)! 5!'!6>&!$-O05!!N!'!6#V !.;G(*xx1N!.A&'#N[.;G(2c$=&!$ !">'.;GD4-.;G(X7!Q!2 DH11H1 Trang 8 CHƯƠNG II: CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG I.CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU Y'5!A E!($V7!7Q!}#()!42 cK =⇒ =⇒ 1s*xyK 1s*vwK J r molgMOHNuoc molgMCOOHCHaxeticAxit N A Hg._!$K• € •mnwww*sg1•nxrv2zy*s1 HN_!$K7 € •w2rn*4s1 HN.;GDK7 e •w2z*4s1 HN.;G(K7 ‚ •w2wm*4s1 YK H!$_!$K € •xwx2nn ' H!$.;GDK e •xwx2wJ ' H!$.;G(.!'d!!$K ‚ •xxx2yu ' 35!_!$K-.@!2 T!$K • • € -€K._!$ Q's-'s2 • • e -eK..;GD Q's-'s2 • • ‚ -‚K..;G( Q's-'s2 • 7 ! -7 ! KNO'-O=!!2 II.XÁC ĐỊNH SUẤT LƯỢNG SẢN PHẨM ĐỈNH VÀ SẢN PHẨM ĐÁY THU ĐƯỢC 3A-)P#<&_!$K €•eU‚*x1 DH11H1 Trang 9 f=!&4!}#()!K€27 € •e27 e U‚27 ‚ *J1 3|*x1&*J1-.($) *ƒ1 (O=!.O'K = − + = − + = vw rn-wx xy rn-w xy rn-w x A F N F N F F M x M x M x x w-vmJ xJJ-w vw wm-wx xy wm-w xy wm-w x = − + = − + = A W N W N W W M x M x M x x zvy-w vw z-wx xy z-w xy z-w x = − + = − + = A D N D N D D M x M x M x x Phân tử lượng trung bình của các dòng: ~ #€ •7 € 2~ H U*xW7 € 12~ X •w2vmJ2xyU*xLw2vmJ1•rr-wrv ~ #e •7 e 2~ H U*xW7 e 12~ X •w2zvy2xyU*xLw2zvy12vw•xz-rmm ~ #‚ •7 ‚ 2~ H U*xW7 ‚ 12~ X •w-xJJ2xyU*xLw-xJJ12vw•nm-yuv M'0_!$K n-xnn wrv-rr zy-nxrv === tbF F M G F *'s1 367 €- 7 e -7 „ &'$)*ƒ1 DH11H1 Trang 10 [...]... của nước ở 101,55oC = 4,2201 (kJ/kg.K) Nhiệt dung riêng của nước ở 101,02oC = 4,2220 (kJ/kg.K) Nhiệt dung riêng của nước ở 111,87oC = 4,2365 (kJ/kg.K) Tra bảng 1.154, trang 172, [1] Nhiệt dung riêng của axit axetic ở 101,55oC = 2,4300 (kJ/kg.K) Nhiệt dung riêng của axit axetic ở 101,02oC = 2,4384 (kJ/kg.K) Nhiệt dung riêng của axit axetic ở 111,87oC = 2,4935 (kJ/kg.K) 1.Enthalpy • hFS = (0,35 4,2201+... N/m2 σ ch = 220.106 N/m2 Hệ sốdãn khi kéo ở nhiệt độ 20 ÷ 100 oC là 16.6*10-6 (1/0C) Khối lượng riêng ρ = 7,9.103 ( Kg/m3) Hệ số an toàn bền kéo : nk = 2.6 Hệ số an toàn bền chảy : nch = 2.6 Nhiệt độ nóng chảy : t = 1400 oC Mô đun đàn hồi : E = 2.1*105 N/mm2 DH11H1 Trang 35 Hệ số Poatxông µ = 0.33 - Điều kiện làm việc của tháp chưng cất : + Áp suất bên trong tháp ( tính tại đáy tháp ) với môi trường làm... (kJ/kg) 2 .Nhiệt hóa hơi Tra bảng 1.250, trang 312, [1] DH11H1 Trang 16 Nhiệt hóa hơi của nước ở 101,02oC = rN = 2257,65 (kJ/kg) Dùng toán đồ 1.65, trang 255, [1] Nhiệt hóa hơi của axit axetic ở 101,02oC = rA = 421,68 (kJ/kg) Tra bảng 1.251, trang 314, [1] Nhiệt hóa hơi của nước ở 2,5 at = rH 2O = 2189,5 (kJ/kg) Nên: rD = 0,9 2257,65 + (1-0,9) 421,68 = 2274,053 (kJ/kg) Nhiệt lượng cần cung cấp: ( R... đốt là hơi nước ở 2,5at Tra bảng 1.251, trang 314, [1]: Nhiệt hóa hơi: Nhiệt độ sôi: rH 2O t H2O = rn = 2189500 (J/kg) = tn = 126,25 (oC) Dòng sản phẩm tại đáy có nhiệt độ: Trước khi vào nồi đun (lỏng): tS1 = 111,87 (oC) Sau khi được đun sôi (hơi): tS2 = 112 (oC) Cân bằng nhiệt cho toàn tháp: Qđ + GFhFS = (R+1) GDrD + GDhDS + GWhWS + Qm Giả sử Qm = 0,05Qđ⇒ 0,95Qđ = (R+1) GDrD + GW(hWS – hFS) +... 111,87 oC nước =0,256(cP) µaxic=0,4(cP) Suy ra: lg µW=xWlg nước +(1-xW) lg µacid=0,122 lg(0,256)+(1-0,122) lg(0,4)=-0,42 µW=0,38(cp) αW µW=1,799 0,38=0,68 tra hình IX trang 171,[2] ƞF=55% Vậy hiệu suất trung bình của tháp: Ƞtb= Xác định số mâm thực tế: Số mâm thực tế tính theo hiệu suất trung bình: NTT = =19/0,6=31 Số mâm chưng: NTT chưng= Số mâm cất: NTT cất = V.CÂN BẰNG NHIỆT CHO TOÀN THÁP Chọn... ( ρ y ω y ) tb :tốc độ hơi trung bình đi trong tháp (kg/m2s) gtb : lượng hơi trung bình đi trong tháp (Kg/h) 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 1.đường kính đoạn cất a khối lượng riêng trung bình của pha hơi trong phần cất xC = xD + xF 0,968 + 0,642 = 2 2 = 0,805 (mol nước/ mol hỗn hợp) TL=100,3OC Nồng độ trung bình... 90( mm ) - Ống dẫn từ nồi đun qua tháp : DH11H1 Trang 33 4.Q d= π v GW 3600.ρ " y Q= 127,12 3600.0., 67906 = 0,052( m3/s ) = Chọn v = 35 ( m/s ) 4.0,491 3,14.35 ⇒ d5 = = 0,13(m) =130 ( mm ) Chọn d5 = 130 ( mm ) DH11H1 Trang 34 CHƯƠNG IV : TÍNH TOÁN CƠ KHÍ I.TÍNH BỀ DÀY THÂN TRỤ CỦA THÁP Thân của tháp được chế tạo bằng phương pháp hàn hồ quang Thân tháp được ghép từ nhiều đoạn bằng mối ghép bích Tra... đường cân bằng, đoạn chưng, đoạn cất) Từ đồ thị: Tổng số mân lý thuyết là: Nlt =19 mâm, gồm 8 mâm chưng và 11 mâm cất 2.xác định số mâm thực tế Số mâm thực tế tính theo hiệu suất trung bình: NTT = Trong đó: ƞTB:hiệu suất trung bình của đĩa,là một hàm số của độ bay hơi tương đối và độ nhớt của hỗn hợp lỏng (ƞ=f(α,µ)) NLT: số mâm lý thuyết NTT: số mâm thực tế - Xác định hiệu suất trung bình của tháp ƞTB α=... rDnước = 40698,62(KJ/kmol) Ẩn nhiệt hoá hơi của axit : rDacid=24898,54(KJ/kmol) YD =0,97 Suy ra : rD = rDnước.yD + (1-yD).rDacid =40698,62 0,97+ (1- 0,97) 24898,54 = 40224,62(KJ/kmol) * x1 = xF = 0,642 y1=0,75 M1TB=28,5 r1=36676,7 Giải hệ (III.1) , ta được : Vậy : gtb = (Kg/h) Vậy đường kính đoạn cất: DC=0,0188 = 2.Đường kính đoạn chưng: - 2.1 khối lượng riêng trung bình của pha lỏng trong phần chưng. .. bình của pha lỏng trong phần chưng: Xc== 0,382 (molacid/mol hỗn hợp) Nhiệt độ trung bình của pha lỏng trong phần chưng: TLC= 106,1 (o C ) Nồng độ phần khối lượng trung bình của pha lỏng trong phần chưng: =+= Tra bảng (I.249), trang 311, [1] Khối lượng riêng của nước ở 106,1 (oC ): N=955,3 (kg/m3) Tra bảng (I 2), trang 9,[1] Khối lượng riêng của acid ở 106,1(oC): =942 (kg/m3 ) Áp dụng trong công thức (1.2), . của hệ Axit axetic - Nước DH11H1 Trang 5 Hình 2KGiản đồ T – x,y của hệ Axit axetic Nước DH11H1 Trang 6 III.CÔNG NGHỆ CHƯNG CẤT NƯỚC – ACID ACETIC 1.Sơ đồ quy trình công nghệ chưng cất hệ hai. Q'!$.#K H 33 ••xzsw-v•rx M=PKH 33 • M=PKH 33 • V.CÂN BẰNG NHIỆT CHO TOÀN THÁP Y)!=)!4,J-n 3#;x2Jnx-rxm-•xŽK H!$A)!K OH 2 r • •Jxyznww*•s1 . LA,%42 L3!"=!B &_-6 [52 `_(.>PAXhi3Xhj3iWHak II.GIỚI THIỆU SƠ BỘ VỀ TÍNH CHẤT NGUYÊN LIỆU 1 .Axit axetic X7!7Q!'5!7!Y''5!7!9)-Al".> /!&A)#;!B6!BY2X7!7Q![ >'K