PHẦN I:TỔNG QUAN.CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG.I – SƠ LƯỢC VỀ CHƯNG LUYỆN:Trong công nghệ hóa học có nhiều phương pháp để phân riêng hỗn hợp hai hay nhiều cấu tử tan một phần hay hoàn toàn vào nhau như : hấp thụ, hấp phụ, li tâm, trích li, chưng...Mỗi phương pháp đều có những đặc thù riêng và những ưu nhược điểm nhất định. Việc lựa chọn phương pháp và thiết bị cho phù hợp tuỳ thuộc vào hỗn hợp ban đầu, yêu cầu sản phẩm và điều kiện kinh tế. Đối với hỗn hợp Etylic và Nước là hai cấu tử tan hoàn toàn vào nhau theo bất kỳ tỷ lệ nào có nhiệt độ sôi khác biệt nhau thì phương án tối ưu để tách hỗn hợp trên là chưng cất.Chưng là quá trình dùng để tách các cấu tử của một hỗn hợp lỏng cũng như hỗn hợp khí lỏng thành các cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay hơi khác nhau của các cấu tử trong hỗn hợp (nghĩa là khi ở cùng một nhiệt độ, áp suất hơi bão hòa của các cấu tử khác nhau). Thay vì đưa vào trong hỗn hợp một pha mới để tạo nên sự tiếp xúc giữa hai pha như trong quá trình hấp thu hoặc nhả khí, trong quá trình chưng cất pha mới được tạo nên bằng sự bốc hơi hoặc ngưng tụ.Trong trường hợp đơn giản nhất, chưng cất và cô đặc không khác gì nhau, tuy nhiên giữa hai quá trình này có một ranh giới cơ bản là trong quá trình chưng cất dung môi và chất tan đều bay hơi (nghĩa là các cấu tử đều hiện diện trong cả hai pha nhưng với tỷ lệ khác nhau), còn trong quá trình cô đặc thì chỉ có dung môi bay hơi còn chất tan không bay hơi.Khi chưng ta thu được nhiều cấu tử và thường thì bao nhiêu cấu tử sẽ thu được bấy nhiêu sản phẩm. Nếu xét hệ đơn giản chỉ có 2 cấu tử thì ta thu được 2 sản phẩm: Sản phẩm đỉnh chủ yếu gồm cấu tử có độ bay hơi lớn và một phần rất ít các cấu tử có độ bay hơi nhỏ.Sản phẩm đáy chủ yếu gồm cấu tử có độ bay hơi nhỏ và một phần rất ít cấu tử có độ bay hơi lớn.Đối với hệ Etylic Nước thì:•Sản phẩm đỉnh chủ yếu là Etylic.•Sản phẩm đáy chủ yếu là Nước.Có nhiều cách để phân loại các phương pháp chưng:Theo áp suất làm việc: Áp suất thấp. Áp suất thường. Áp suất cao.Theo nguyên lý làm việc: Chưng gián đoạn. Chưng bằng hơi nước trực tiếp. Chưng liên tục.Theo phương pháp cấp nhiệt ở đáy tháp: Cấp nhiệt trực tiếp. Cấp nhiệt gián tiếp.II – THIẾT BỊ CHƯNG LUYỆN:Trong sản xuất thường sử dụng rất nhiều loại tháp nhưng chúng đều có một yêu cầu cơ bản là diện tích bề mặt tiếp xúc pha phải lớn ,điều này phụ thuộc vào độ phân tán của lưu chất này vaò lưu chất kia .Tháp chưng luyện rất phong phú về kích cỡ và ứng dụng, các tháp lớn nhất thường được ứng dụng trong công nghiệp lọc hoá dầu. Kích thước của tháp : đường kính tháp và chiều cao tháp tuỳ thuộc lưu lượng pha lỏng, pha khí của tháp và độ tinh khiết của sản phẩm. Trong chưng luyện, hai loại tháp được dùng chủ yếu là tháp đệm và tháp đĩa.Tháp đĩa: thân tháp hình trụ, thẳng đứng phía trong có gắn các đĩa để chia thân tháp thành những đoạn bằng nhau, trên đĩa pha lỏng và pha hơi đựơc cho tiếp xúc với nhau. Tùy theo cấu tạo của đĩa, ta có: Tháp đĩa có ống chảy chuyền và không có ống chảy chuyền. Tháp đĩa lỗ(lưới), tháp chóp, tháp supap và một số dạng khác. Tháp đệm: tháp hình trụ, gồm nhiều đoạn nối với nhau bằng mặt bích hay hàn. Đệm được cho vào tháp theo một trong hai phương pháp: xếp ngẫu nhiên hay xếp thứ tự.III – HỖN HỢP ETYLIC – NƯỚC:1.Etylic: Etylic là chất lỏng linh động không màu và có thể hòa tan vô hạn trong nước. Nhiệt độ sôi của nó là 78.40C, Etylic được ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp, đời sống hàng ngày. Etylic là sản phẩm của quá trình lên men hoặc quá trình tổng hợp khác.2.Nước: Nước là chất lỏng linh động, khối lượng phân tử 18 (kgkmol), nhiệt độ sôi1000C, khối lượng riêng 1000(kgm3).Hai chất lỏng này có độ bay hơi khác nhau. Ở đây Etylic bay hơi trước do nhiệt độ sôi của nó thấp hơn của Nước. Hỗn hợp ăn mòn yếu nên trong quá trình lựa chọn thiết bị để chưng luyện thì ta nên sử dụng loại thép cácbon thường để tránh lãng phí. KẾT LUẬN: Với hỗn hợp Etylic – Nước, trong bài này ta sử dụng phương pháp chưng luyện liên tục ở áp suất thường sử dụng tháp đĩa lỗ có ống chảy chuyền.Hỗn hợp đầu có năng suất: F = 9,0 ( tấnh) = 9000 (kgh).Nồng độ hỗn hợp đầu : aF = 0,32 phần khối lượng.Nồng độ sản phẩm đỉnh : aP = 0,83 phần khối lượng.Nồng độ sản phẩm đáy : aW = 0,005 phần khối lượng.Loại tháp: Tháp đĩa lỗ có ống chảy chuyền Tháp làm việc ở áp suất thường là 1 (atm)Hỗn hợp đầu được gia nhiệt đến nhiệt độ sôi Tổng tiết diện của lỗ hoặc rãnh chiếm từ 8 – 15% tiết diện tháp.Đường kính lỗ từ 3 – 8 mmĐĩa được lắp cân bằng cũng có thể lắp đĩa xiên một góc với độ dốc 145 ÷ 150 Tháp đĩa lỗ có ống chảy chuyền hoạt động với hiệu suất cao ổn định. Khắc phục được nhược điểm của các loại tháp khác.
0 LễỉI Mễ ẹAU Trong cụng nghip húa cht v thc phm cng nh nhiu quỏ trỡnh sn xut u da trờn c s s tip xỳc gia cỏc pha v s di chuyn vt cht t pha ny sang pha khỏc. Cỏc quỏ trỡnh vt cht di chuyn t pha ny sang pha khỏc khi cú s tip xỳc gia cỏc pha gi l quỏ trỡnh truyn cht. Vic nghiờn cu cỏc quỏ trỡnh truyn cht cng nh quy trỡnh cụng ngh v thit b ca cỏc quỏ trỡnh l cụng vic cn thit ca mt k s ngnh cụng ngh húa hc. Chớnh vỡ vy, cỏc k s tng lai ca lp Liờn Thụng HCNH3 K III trng i hc Cụng nghip H Ni chỳng em, ó c cỏc thy cụ trong khoa giao cho v hng dn lm ỏn mụn hc Quỏ trỡnh & Thit b. ỏn mụn Quỏ trỡnh & Thit b l mụn hc quan trng ca cỏc sinh viờn ngnh cụng ngh hoỏ. Qua quỏ trỡnh lm ỏn mụn hc, ó giỳp em bc u c vn dng cỏc kin thc cỏc thy cụ ó dy vo gii quyt cỏc vn k thut thc t m cỏc k s tng lai cn bit. Qua õy, em xin gi li cm n chõn thnh ti thy giỏo hng dn cựng cỏc bn sinh viờn ó giỳp em hon thnh ỏn ny. Do thi gian cú hn v s non nt v kinh nghim ca bn thõn nờn khụng th khụng cũn thiu sút em rt mong c s gúp ý ca cỏc thy, cỏc cụ em cú th rỳt ra c nhiu kinh nghim quý bỏu cho quỏ trỡnh hc tp, cụng tỏc v sau. LễỉI Mễ ẹAU Trong cụng nghip húa cht v thc phm cng nh nhiu quỏ trỡnh sn xut u da trờn c s s tip xỳc gia cỏc pha v s di chuyn vt cht t pha ny sang pha khỏc. Cỏc quỏ trỡnh vt cht di chuyn t pha ny sang pha khỏc khi cú s tip xỳc gia cỏc pha gi l quỏ trỡnh truyn cht. Vic nghiờn cu cỏc quỏ trỡnh truyn cht cng nh quy trỡnh cụng ngh v thit b ca cỏc quỏ trỡnh l cụng vic cn thit ca mt k s ngnh cụng ngh húa hc. Chớnh vỡ vy, cỏc k s tng lai ca lp Liờn Thụng HCNH3 K III trng i hc Cụng nghip H Ni chỳng em, ó c cỏc thy cụ trong khoa giao cho v hng dn lm ỏn mụn hc Quỏ trỡnh & Thit b. ỏn mụn Quỏ trỡnh & Thit b l mụn hc quan trng ca cỏc sinh viờn ngnh cụng ngh hoỏ. Qua quỏ trỡnh lm ỏn mụn hc, ó giỳp em bc u c vn dng cỏc kin thc cỏc thy cụ ó dy vo gii quyt cỏc vn k thut thc t m cỏc k s tng lai cn bit. Qua õy, em xin gi li cm n chõn thnh ti thy giỏo hng dn cựng cỏc bn sinh viờn ó giỳp em hon thnh ỏn ny. Do thi gian cú hn v s non nt v kinh nghim ca bn thõn nờn khụng th khụng cũn thiu sút em rt mong c s gúp ý ca cỏc thy, cỏc cụ em cú th rỳt ra c nhiu kinh nghim quý bỏu cho quỏ trỡnh hc tp, cụng tỏc v sau. Em xin chõn thnh cm n! TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN MÔN: QTTB MỤC LỤC: PHẦN I: TỔNG QUAN. CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG. I – SƠ LƯỢC VỀ CHƯNG LUYỆN: II – THIẾT BỊ CHƯNG LUYỆN: III – HỖN HỢP ETYLIC – NƯỚC: CHƯƠNG II: THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ I – SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ: II – THUYẾT MINH LƯU TRÌNH: PHẦN II: TÍNH TOÁN THÁP CHƯNG LUYỆN. CHƯƠNG I: CÂN BẰNG VẬT LIỆU. I - CÂN BẰNG VẬT LIỆU TOÀN THIẾT BỊ. II – XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ HỒI LƯU THÍCH HỢP & SỐ ĐĨA LÝ THUYẾT. CHƯƠNG II: TÍNH ĐƯỜNG KÍNH THÁP. I – ĐƯỜNG KÍNH ĐOẠN LUYỆN: II – ĐƯỜNG KÍNH ĐOẠN CHƯNG: CHƯƠNG III: TÍNH SỐ ĐĨA THỰC TẾ THEO ĐƯỜNG CONG ĐỘNG HỌC. I. HỆ SỐ CẤP KHỐI: II – HỆ SỐ CẤP KHỐI TRONG PHA LỎNG: III – HỆ SỐ CHUYỂN KHỐI TRONG PHA HƠI: IV - XÁC ĐỊNH SỐ ĐƠN VỊ CHUYỂN KHỐI ĐỐI VỚI MỖI ĐĨA TRONG PHA HƠI: CHƯƠNG IV: TÍNH TRỞ LỰC CỦA THÁP. I – TRỞ LỰC CỦA ĐĨA KHÔ: SV: Lê Văn Nụ Lớp: CĐ-ĐH Hóa 3 K3 GVHD: Th.S Nguyễn Thế Hữu - - 2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN MÔN: QTTB II – TRỞ LỰC DO SỨC CĂNG BỀ MẶT: III – TRỞ LỰC THỦY TĨNH DO CHẤT LỎNG TRÊN ĐĨA TẠO RA: IV – TỔNG TRỞ LỰC THUỶ LỰC CỦA THÁP: CHƯƠNG V: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG I - CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG THIẾT BỊ ĐUN NÓNG HỖN HỢP ĐẦU: II - CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG CỦA THÁP CHƯNG LUYỆN: III - CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG CỦA THIẾT BỊ NGƯNG TỤ: IV - CÂN BằNG NHIỆT LƯỢNG CỦA THIẾT BỊ LÀM LẠNH: PHẦN III: TÍNH TOÁN CƠ KHÍ. I – CHỌN VẬT LIỆU LÀM THÂN THÁP II – TÍNH ĐƯỜNG KÍNH CÁC ỐNG DẪN: III – TÍNH ĐÁY VÀ NẮP THIẾT BỊ: IV – KHỐI LƯỢNG ĐÁY VÀ NẮP THIẾT BỊ: V – CHỌN BÍCH GHÉP: VI – TÍNH GIÁ ĐỠ VÀ TAI TREO: PHẦN IV : TÍNH THIẾT BỊ PHỤ. CHƯƠNG I: THIẾT BỊ GIA NHIỆT HỖN HỢP ĐẦU. I – BỀ MẶT TRUYỀN NHỆT CỦA THIẾT BỊ GIA NHIỆT HỖN HỢP ĐẦU: II – SỐ ỐNG CỦA THIẾT BỊ GIA NHIỆT: III – ĐƯỜNG KÍNH THIẾT BỊ GIA NHIỆT: IV – SỐ NGĂN CỦA THIẾT BỊ GIA NHIỆT: CHƯƠNG II: THIẾT BỊ GIA NHIỆT HỖN HỢP ĐÁY I – BỀ MẶT TRUYỀN NHỆT CỦA THIẾT BỊ GIA NHIỆT HỖN HỢP ĐÁY: II – SỐ ỐNG CỦA THIẾT BỊ GIA NHIỆT: III – ĐƯỜNG KÍNH THIẾT BỊ GIA NHIỆT: SV: Lê Văn Nụ Lớp: CĐ-ĐH Hóa 3 K3 GVHD: Th.S Nguyễn Thế Hữu - - 3 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN MÔN: QTTB IV – SỐ NGĂN CỦA THIẾT BỊ GIA NHIỆT: CHƯƠNG III: TÍNH BƠM VÀ THÙNG CAO VỊ. I - CÁC TRỞ LỰC CỦA QUÁ TRÌNH CẤP LIỆU: II – CHIỀU CAO THÙNG CAO VỊ SO VỚI ĐĨA TIẾP LIỆU: III – TÍNH BƠM: SV: Lê Văn Nụ Lớp: CĐ-ĐH Hóa 3 K3 GVHD: Th.S Nguyễn Thế Hữu - - 4 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN MÔN: QTTB PHẦN I:TỔNG QUAN. CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG. I – SƠ LƯỢC VỀ CHƯNG LUYỆN: Trong công nghệ hóa học có nhiều phương pháp để phân riêng hỗn hợp hai hay nhiều cấu tử tan một phần hay hoàn toàn vào nhau như : hấp thụ, hấp phụ, li tâm, trích li, chưng Mỗi phương pháp đều có những đặc thù riêng và những ưu nhược điểm nhất định. Việc lựa chọn phương pháp và thiết bị cho phù hợp tuỳ thuộc vào hỗn hợp ban đầu, yêu cầu sản phẩm và điều kiện kinh tế. Đối với hỗn hợp Etylic và Nước là hai cấu tử tan hoàn toàn vào nhau theo bất kỳ tỷ lệ nào có nhiệt độ sôi khác biệt nhau thì phương án tối ưu để tách hỗn hợp trên là chưng cất. Chưng là quá trình dùng để tách các cấu tử của một hỗn hợp lỏng cũng như hỗn hợp khí lỏng thành các cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay hơi khác nhau của các cấu tử trong hỗn hợp (nghĩa là khi ở cùng một nhiệt độ, áp suất hơi bão hòa của các cấu tử khác nhau). Thay vì đưa vào trong hỗn hợp một pha mới để tạo nên sự tiếp xúc giữa hai pha như trong quá trình hấp thu hoặc nhả khí, trong quá trình chưng cất pha mới được tạo nên bằng sự bốc hơi hoặc ngưng tụ. Trong trường hợp đơn giản nhất, chưng cất và cô đặc không khác gì nhau, tuy nhiên giữa hai quá trình này có một ranh giới cơ bản là trong quá trình chưng cất dung môi và chất tan đều bay hơi (nghĩa là các cấu tử đều hiện diện trong cả hai pha nhưng với tỷ lệ khác nhau), còn trong quá trình cô đặc thì chỉ có dung môi bay hơi còn chất tan không bay hơi. Khi chưng ta thu được nhiều cấu tử và thường thì bao nhiêu cấu tử sẽ thu được bấy nhiêu sản phẩm. Nếu xét hệ đơn giản chỉ có 2 cấu tử thì ta thu được 2 sản phẩm: Sản phẩm đỉnh chủ yếu gồm cấu tử có độ bay hơi lớn và một phần rất ít các cấu tử có độ bay hơi nhỏ. Sản phẩm đáy chủ yếu gồm cấu tử có độ bay hơi nhỏ và một phần rất ít cấu tử có độ bay hơi lớn. Đối với hệ Etylic - Nước thì: SV: Lê Văn Nụ Lớp: CĐ-ĐH Hóa 3 K3 GVHD: Th.S Nguyễn Thế Hữu - - 5 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN MÔN: QTTB • Sản phẩm đỉnh chủ yếu là Etylic. • Sản phẩm đáy chủ yếu là Nước. Có nhiều cách để phân loại các phương pháp chưng: Theo áp suất làm việc: - Áp suất thấp. - Áp suất thường. - Áp suất cao. Theo nguyên lý làm việc: - Chưng gián đoạn. - Chưng bằng hơi nước trực tiếp. - Chưng liên tục. Theo phương pháp cấp nhiệt ở đáy tháp: - Cấp nhiệt trực tiếp. - Cấp nhiệt gián tiếp. II – THIẾT BỊ CHƯNG LUYỆN: Trong sản xuất thường sử dụng rất nhiều loại tháp nhưng chúng đều có một yêu cầu cơ bản là diện tích bề mặt tiếp xúc pha phải lớn ,điều này phụ thuộc vào độ phân tán của lưu chất này vaò lưu chất kia . Tháp chưng luyện rất phong phú về kích cỡ và ứng dụng, các tháp lớn nhất thường được ứng dụng trong công nghiệp lọc hoá dầu. Kích thước của tháp : đường kính tháp và chiều cao tháp tuỳ thuộc lưu lượng pha lỏng, pha khí của tháp và độ tinh khiết của sản phẩm. Trong chưng luyện, hai loại tháp được dùng chủ yếu là tháp đệm và tháp đĩa. Tháp đĩa: thân tháp hình trụ, thẳng đứng phía trong có gắn các đĩa để chia thân tháp thành những đoạn bằng nhau, trên đĩa pha lỏng và pha hơi đựơc cho tiếp xúc với nhau. Tùy theo cấu tạo của đĩa, ta có: * Tháp đĩa có ống chảy chuyền và không có ống chảy chuyền. * Tháp đĩa lỗ(lưới), tháp chóp, tháp supap và một số dạng khác. SV: Lê Văn Nụ Lớp: CĐ-ĐH Hóa 3 K3 GVHD: Th.S Nguyễn Thế Hữu - - 6 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN MÔN: QTTB Tháp đệm: tháp hình trụ, gồm nhiều đoạn nối với nhau bằng mặt bích hay hàn. Đệm được cho vào tháp theo một trong hai phương pháp: xếp ngẫu nhiên hay xếp thứ tự. III – HỖN HỢP ETYLIC – NƯỚC: 1. Etylic: - Etylic là chất lỏng linh động không màu và có thể hòa tan vô hạn trong nước. Nhiệt độ sôi của nó là 78.4 0 C, Etylic được ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp, đời sống hàng ngày. Etylic là sản phẩm của quá trình lên men hoặc quá trình tổng hợp khác. 2. Nước: Nước là chất lỏng linh động, khối lượng phân tử 18 (kg/kmol), nhiệt độ sôi 100 0 C, khối lượng riêng 1000(kg/m 3 ). Hai chất lỏng này có độ bay hơi khác nhau. Ở đây Etylic bay hơi trước do nhiệt độ sôi của nó thấp hơn của Nước. Hỗn hợp ăn mòn yếu nên trong quá trình lựa chọn thiết bị để chưng luyện thì ta nên sử dụng loại thép cácbon thường để tránh lãng phí. *KẾT LUẬN: Với hỗn hợp Etylic – Nước, trong bài này ta sử dụng phương pháp chưng luyện liên tục ở áp suất thường sử dụng tháp đĩa lỗ có ống chảy chuyền. Hỗn hợp đầu có năng suất: F = 9,0 ( tấn/h) = 9000 (kg/h). Nồng độ hỗn hợp đầu : a F = 0,32 phần khối lượng. Nồng độ sản phẩm đỉnh : a P = 0,83 phần khối lượng. Nồng độ sản phẩm đáy : a W = 0,005 phần khối lượng. Loại tháp: Tháp đĩa lỗ có ống chảy chuyền - Tháp làm việc ở áp suất thường là 1 (atm) - Hỗn hợp đầu được gia nhiệt đến nhiệt độ sôi - Tổng tiết diện của lỗ hoặc rãnh chiếm từ 8 – 15% tiết diện tháp. - Đường kính lỗ từ 3 – 8 mm - Đĩa được lắp cân bằng cũng có thể lắp đĩa xiên một góc với độ dốc 1/45 ÷ 1/50 SV: Lê Văn Nụ Lớp: CĐ-ĐH Hóa 3 K3 GVHD: Th.S Nguyễn Thế Hữu - - 7 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN MÔN: QTTB Tháp đĩa lỗ có ống chảy chuyền hoạt động với hiệu suất cao ổn định. Khắc phục được nhược điểm của các loại tháp khác. SV: Lê Văn Nụ Lớp: CĐ-ĐH Hóa 3 K3 GVHD: Th.S Nguyễn Thế Hữu - - 8 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN MÔN: QTTB CHƯƠNG II: THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ I. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ: SV: Lê Văn Nụ Lớp: CĐ-ĐH Hóa 3 K3 GVHD: Th.S Nguyễn Thế Hữu - - 9 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN MÔN: QTTB Hệ thống thiết bị công nghệ chưng luyện liên tục tháp đĩa lỗ có ống chảy chuyền tổng quát gồm có : (1) : Bơm ly tâm. (2) : Thùng cao vị. (3) : Thiết bị đun nóng hỗn hợp đầu dùng để đưa hỗn hợp đầu tới nhiệt độ làm việc. Sử dụng thiết bị loại ống chùm, dùng hơi nước bão hoà để đun nóng vì nó có hệ số cấp nhiệt lớn, ẩn nhiệt ngưng tụ cao. Hơi nước bão hoà đi ngoài ống, lỏng đi trong ống. (4) : Lưu lượng kế. (5): Tháp chưng luyện: gồm có 2 phần : phần trên gồm từ trên đĩa tiếp liệu trở lên đỉnh gọi là đoạn luyện, phần dưới gồm từ đĩa tiếp liệu trở xuống gọi là đoạn chưng. (6): Thiết bị ngưng tụ hoàn toàn sản phẩm đỉnh, nước lạnh đi trong ống. (7) : Thiết bị làm lạnh sản phẩm đỉnh. (8) : Thùng chứa sản phẩm đỉnh. (9) : Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đáy. Bộ phận đun bốc hơi đáy tháp, có thể đặt trong hay ngoài tháp. (10) : Thiết bị tách nước ngưng. (11) : Thùng chứa hỗn hợp đầu. (12) : Bộ phận phân phối lỏng. (13) : Van xả khí không ngưng. (14) : Thùng chứa sản phẩm đáy. II – THUYẾT MINH LƯU TRÌNH: Hỗn hợp Etylic, Nước từ thùng chứa (11) được bơm vào thùng cao vị (2) nhờ bơm (1) rồi dẫn xuống thiết bị đun nóng (3). Sự có mặt của thùng cao vị đảm bảo cho lượng hỗn hợp đầu vào tháp không dao động, trong trường hợp công suất bơm quá lớn hỗn hợp đầu sẽ theo ống tuần hoàn tràn về bể chứa hỗn hợp đầu. Ở (3) dung dịch được đun nóng đến nhiệt độ sôi bằng hơi nước bão hoà. Ra khỏi thiết bị đun nóng, dung dịch đi vào tháp chưng luyện (1) ở vị trí đĩa tiếp liệu. Do đã được đun nóng đến nhiệt độ sôi nên tại đây Etylic thực hiện quá trình chuyển SV: Lê Văn Nụ Lớp: CĐ-ĐH Hóa 3 K3 GVHD: Th.S Nguyễn Thế Hữu - - 10 [...]... THÁP Đối với tháp đĩa lỗ có ống chảy chuyền, khi các chất lỏng không có các tạp chất cơ học và không đóng cặn trên bề mặt thì tốc độ hơi được tính theo công thức: ωy = 0,05 ρx (m / s) công thức [122-tính toán tập2] ρy Đây chính là tốc độ giới hạn trên của hơi đi trong tháp đĩa lỗ có ống chảy chuyền Đường kính tháp đĩa lỗ có ống chảy chuyềnđược tính theo công thức: - Đường kính của tháp ( D) là một... dùng hơi ở đỉnh tháp để đun nóng hỗn hợp ban đầu Tháp chưng luyện làm việc ở chế độ liên tục, hỗn hợp đầu vào và sản phẩm được lấy ra liên tục III CHẾ ĐỘ THỦY ĐỘNG CỦA THÁP ĐĨA LỖ CÓ ỐNG CHẢY CHUYỀN: Tùy thuộc vào vận tốc dòng khí, trong tháp đĩa lỗ có ống chảy chuyền có các chế độ chuyển động sau đây: Ở vận tốc khí bé, khí qua lỏng ở dạng từng bong bóng riêng lẻ nên tháp làm việc ở chế độ sủi bong... trong tháp SV: Lê Văn Nụ Lớp: CĐ-ĐH Hóa 3 K3 GVHD: Th.S Nguyễn Thế Hữu 32 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN MÔN: QTTB - Tốc độ hơi đi trong tháp phụ thuộc cấu tạo tháp ,chế độ làm việc , khối lượng riêng … - Với tháp đĩa lỗ có ống chảy chuyền : để tránh tao bọt ω = ( 0,8 ÷ 0,9 ) ω [ 117- 2] Trong đó: ω : vận tốc hơi đi trong tháp (m/s) ω : vận tốc giới hạn (m/s) Với tháp đĩa lỗ có ống chảy. .. nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa thứ nhất của đoạn chưng ( KJ/kg) - xw : thành phần cấu tử dễ bay hơi (Etylic ) trong sản phẩm đáy ; - r1 : ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa trên cùng của đoạn chưng (KJ/kg) - rA : ẩn nhiệt hóa hơi của Etylic (KJ/kg) - rB : ẩn nhiệt hóa hơi của Nước (KJ/kg) y '1 = y ∗ w là nồng độ cân bằng ứng với x w Dựa theo đồ thị đường cân bằng lỏng hơi ở trên ta có: ... chế độ này đĩa làm việc tốt nhất Nếu tiếp tục tăng vận tốc lên, trong tháp có hiện tượng bắn chất lỏng Đối với loại đĩa này ta thường cho tháp làm việc ở chế độ dòng hoặc bọt SV: Lê Văn Nụ Lớp: CĐ-ĐH Hóa 3 K3 GVHD: Th.S Nguyễn Thế Hữu 11 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN MÔN: QTTB Ưu điểm của của tháp đĩa lỗ có ống chảy chuyền: - Hiệu suất cao vì bề mặt tiếp xúc pha lớn - Cấu tạo tháp đơn giản,... lỏng Nước đi từ trên xuống gặp hơi Etylic có nhiệt độ cao hơn, một phần cấu tử có nhiệt độ sôi thấp được bốc hơi và do đó nồng độ Nước khó bay hơi trong chất lỏng ngày càng tăng Cuối cùng ở đáy tháp ta thu được hỗn hợp lỏng gồm hầu hết là Nước khó bay hơi Chất lỏng ở đáy tháp khi ra khỏi tháp được làm lạnh rồi đưa vào thùng chứa sản phẩm đáy (14) Để tiết kiệm hơi đốt người ta có thể dùng hơi ở đỉnh tháp. ..TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN MÔN: QTTB khối từ pha lỏng sang pha hơi và tiến về đỉnh tháp Nước là cấu tử khó bay hơi ở nhiệt độ này nó vẫn đang ở thể lỏng và phân phối xuống dưới Như vậy trong tháp, hơi Etylic đi từ dưới lên gặp lỏng Nước đi từ trên xuống Vì nhiệt độ càng lên càng thấp nên khi hơi Etylic đi từ dưới lên có mang theo một phần cấu tử Nước, cấu tử có nhiệt độ sôi cao sẽ ngưng tụ... 11 ĐỒ ÁN MÔN: QTTB (STQTTB T2-182) Trong đó a1 = a F = 0.32 phần khối lượng r1 : ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi ở đĩa thứ nhất của đoạn luyện (kJ/kg) ; rđ : ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi ra khỏi đỉnh tháp (kJ/kg) r1 = rAy1 + (1- y1)rB; STQTTB T2182) rđ = rAyđ + (1- yđ)rB; Trong đó: yđ : hàm lượng hơi sản phẩm đỉnh = aP = 0.83 phần khối lượng rA ; rB : lần lượt là ẩn nhiệt hóa hơi của Etylic và Nước. .. Phương trình đoạn chưng: y = 2.631x -0.0032 Có 6 đĩa trong đó đoạn luyện 3, đoạn chưng 5 Với RX7 = 1,098 Phương trình đoạn luyện : y = 0.52x + 0.314 Phương trình đoạn chưng: y = 2.561x -0.0031 Có 6 đĩa trong đó đoạn luyện 3, đoạn chưng 4 Từ các phương trình làm việc trên ta vẽ đồ thị biểu diễn quan hệ x –y để tìm được số đĩa lý thuyết tương ứng với từng giá trị Rx *Đồ thị xác định số đĩa lý thuyết :... 0.45x + 0.361 Phương trình đoạn chưng: y = 2.795x -0.0035 Có 7 đĩa trong đó đoạn luyện 3, đoạn chưng 5 Với RX5 = 0.908 Phương trình đoạn luyện : y = 0.476x + 0.344 Phương trình đoạn chưng: y = 2.71x -0.0034 Có 7 đĩa trong đó đoạn luyện 3, đoạn chưng 5 Với RX6 = 1,091 SV: Lê Văn Nụ Lớp: CĐ-ĐH Hóa 3 K3 GVHD: Th.S Nguyễn Thế Hữu 18 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN MÔN: QTTB Phương trình đoạn . xut u da trờn c s s tip xỳc gia cỏc pha v s di chuyn vt cht t pha ny sang pha khỏc. Cỏc quỏ trỡnh vt cht di chuyn t pha ny sang pha khỏc khi cú s tip xỳc gia cỏc pha gi l quỏ trỡnh truyn cht xin gi li cm n chõn thnh ti thy giỏo hng dn cựng cỏc bn sinh viờn ó giỳp em hon thnh ỏn ny. Do thi gian cú hn v s non nt v kinh nghim ca bn thõn nờn khụng th khụng cũn thiu sút em rt mong c. xut u da trờn c s s tip xỳc gia cỏc pha v s di chuyn vt cht t pha ny sang pha khỏc. Cỏc quỏ trỡnh vt cht di chuyn t pha ny sang pha khỏc khi cú s tip xỳc gia cỏc pha gi l quỏ trỡnh truyn cht.