Đang tải... (xem toàn văn)
PHẦN MỞ ĐẦU Trong thực tế các chất không tồn tại ở trạng thái tinh khiết , nó luôn lẫn một phần tạp chất. Trong công nghiệp, việc phân tách các cấu tử từ hỗn hợp ban đầu là rất cần thiết nhằm mục đích hoàn thiên, khai thác, chế biến…… Có rất nhiều phương pháp phân tách các cấu tử trong công nghiệp, trong đó có phương pháp chưng luyện là một trong những phương pháp hay được sử dụng. Chưng là phương pháp phân tách các cấu tử từ hỗn hợp ban đầu dựa vào độ bay hơi khác nhau của chúng trong hỗn hợp. Hỗn hợp này có thể là chất lỏng hoặc khí , thường khi chưng một hỗn hợp có bao nhiêu cấu tử ta sẽ thu được bấy nhiêu sản phẩm. Với hỗn hợp có hai cấu tử ta sẽ thu được hai sản phẩm là sản phẩm đỉnh gồm phần lớn là cấu tử dễ bay hơi và sản phẩm đáy chứa phần lớn là cấu tử khó bay hơi. Trong thực tế có thể gặp rất nhiều kiểu chưng khác nhau như: chưng bằng hơi nước trực tiếp , chưng đơn giản , chưng luyện…Chưng luyện là phương pháp chưng phổ biến nhất dùng để tách hỗn hợp các cấu tử dễ bay hơi có tính chất hòa tan hoàn toàn hoặc một phần vào nhau. Đối với hỗn hợp Izopropylic 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. 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 Izopropylic 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 Izopropylic Nước thì: • Sản phẩm đỉnh chủ yếu là Izopropylic. • 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
Trường công nghiệp Hà Nội Đồ án Quá trình thiết bị MỤC LỤC Phần mở đầu………………………………………………………….trang 4 Vẽ và thuyết minh dây chuyền sản xuất I. Thuyết minh dây chuyền sản xuất ………………………………… 7 II. Sơ đồ dây chuyền sản xuất …………………………………. …… 8 Phần I: Tính toán kỹ thuật thiết bị chính………………………………… 9 I.Tính cân bằng vật liệu……………………………………………… 10 1. Tính cân bằng vật liệu…………………………………… 2. Tính chỉ số hồi lưu thích hợp, số đĩa lý thuyết ………… II. Đường kính tháp……………………………………………… 13 1. Lưu lượng trung bình các dòng pha đi trong tháp……………. 13 2. Vận tốc hơi đi trong tháp…………………………………………16 3. Đường kính tháp…………………………………………………. 19 4. Chọn loại đĩa……………………………………………………… 20 III.Số đĩa thực tế và chiều cao tháp………………………………… 21 1.Hệ số khuếch tán…………………………………………………. 21 2. Hệ số cấp khối…………………………………………………….23 3. Hệ số chuyển khối – Đường cong động học – Số đĩa thực tế 27 4. Chiều cao tháp…………………………………………………… 33 IV. Trở lực của tháp………………………………………………………33 1. Trở lực của đĩa khô……………………………………………… 33 2. Trở lực của đĩa do sức căng bề mặt……………………………34 3. Trở lực của lớp chất lỏng trên đĩa (trở lực thủy tĩnh)…………35 4.Trở lực của tháp……………………………………………………36 V. Tính cân bằng nhiệt……………………………………………………38 1. Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu…………………………………….38 2. Tháp chưng luyện………………………………………………… 40 3. Thiết bị ngưng tụ…………………………………………………….43 4. Thiết bị làm lạnh…………………………………………………….44 GVHD: Nguyễn Thế Hữu - 1 - SVTH: Hoàng Thị Toan Trường công nghiệp Hà Nội Đồ án Quá trình thiết bị Phần II : Tính toán cơ khí……………………………………………………46 I. Thân tháp…………………………………………………………… 46 II. Nắp và đáy tháp………………………………………………………48 III. Tính đường kính ống dẫn……………………………………………50 1.Ống chảy chuyền ………………………………………………… 50 2. Ống dẫn hỗn hợp đầu vào tháp………………………………… 51 3. Ống dẫn hơi đỉnh tháp…………………………………………… 51 4. Ống dẫn hơi đáy tháp………………………………………………52 5. Ống dẫn hơi ngưng tụ hồi lưu…………………………………….53 6. Ống dẫn hơi sản phẩm đáy……………………………………….54 IV. Chọn mặt bích……………………………………………………… 54 V. Khối lượng tháp………………………………………………………55 1. Khối lượng thân tháp trụ………………………………………… 55 2. Khối lượng nắp và đáy tháp………………………………………55 3. Khối lượng bích…………………………………………………….56 4. Khối lượng bulong nối bích……………………………………….56 5. Khối lượng đĩa lỗ trong tháp………………………………………56 6. Khối lượng ống chảy chuyền…………………………………… 57 7. Khối lượng chất lỏng điền đầy tháp………………………………57 VI. Tính tai treo , chân đỡ……………………………………………….58 Phần III : Tính toán kỹ thuật thiết bị phụ………………………………….59 I. Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu……………………………………….59 1. Hiệu số nhiệt độ trung bình……………………………………… 59 2.Lượng nhiệt trao đổi…………………………………………………60 3.Diện tích trao đồi nhiệt………………………………………………60 II.Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đáy……………………………………….67 1.Hiệu số nhiệt độ trung bình…………………………………………67 2.Lượng nhiệt trao đổi…………………………………………………68 3.Diện tích trao đổi nhiệt………………………………………………68 III.Tính bơm…………………………………………………………… 75 GVHD: Nguyễn Thế Hữu - 2 - SVTH: Hoàng Thị Toan Trường công nghiệp Hà Nội Đồ án Quá trình thiết bị 1.Các trở lực của quá trình………………………………………… 75 2.Chiều cao cần bơm H 0 …………………………………………….82 3.Áp suất toàn phần của bơm – Năng suất bơm…………………83 Kết luận…………………………………………………………………….86 Tài liệu tham khảo……………………………………………………… 87 PHẦN MỞ ĐẦU GVHD: Nguyễn Thế Hữu - 3 - SVTH: Hoàng Thị Toan Trường công nghiệp Hà Nội Đồ án Quá trình thiết bị Trong thực tế các chất không tồn tại ở trạng thái tinh khiết , nó luôn lẫn một phần tạp chất. Trong công nghiệp, việc phân tách các cấu tử từ hỗn hợp ban đầu là rất cần thiết nhằm mục đích hoàn thiên, khai thác, chế biến…… Có rất nhiều phương pháp phân tách các cấu tử trong công nghiệp, trong đó có phương pháp chưng luyện là một trong những phương pháp hay được sử dụng. Chưng là phương pháp phân tách các cấu tử từ hỗn hợp ban đầu dựa vào độ bay hơi khác nhau của chúng trong hỗn hợp. Hỗn hợp này có thể là chất lỏng hoặc khí , thường khi chưng một hỗn hợp có bao nhiêu cấu tử ta sẽ thu được bấy nhiêu sản phẩm. Với hỗn hợp có hai cấu tử ta sẽ thu được hai sản phẩm là sản phẩm đỉnh gồm phần lớn là cấu tử dễ bay hơi và sản phẩm đáy chứa phần lớn là cấu tử khó bay hơi. Trong thực tế có thể gặp rất nhiều kiểu chưng khác nhau như: chưng bằng hơi nước trực tiếp , chưng đơn giản , chưng luyện…Chưng luyện là phương pháp chưng phổ biến nhất dùng để tách hỗn hợp các cấu tử dễ bay hơi có tính chất hòa tan hoàn toàn hoặc một phần vào nhau. Đối với hỗn hợp Izopropylic 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. 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 Izopropylic 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 GVHD: Nguyễn Thế Hữu - 4 - SVTH: Hoàng Thị Toan Trường công nghiệp Hà Nội Đồ án Quá trình thiết bị 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 Izopropylic - Nước thì: • Sản phẩm đỉnh chủ yếu là Izopropylic. • 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. HỖN HỢP IZOPROPYLIC – NƯỚC: GVHD: Nguyễn Thế Hữu - 5 - SVTH: Hoàng Thị Toan Trường công nghiệp Hà Nội Đồ án Quá trình thiết bị 1. Izopropylic: - Izopropylic: là chất lỏng linh động không màu và có thể hòa tan vô hạn trong nước, khối lượng phân tử 60 (kg/kmol. Nhiệt độ sôi của nó là 82.4 0 C, Izopropylic được ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp, đời sống hàng ngày. Izopropylic 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 Izopropylic 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 Izopropylic – 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. GVHD: Nguyễn Thế Hữu - 6 - SVTH: Hoàng Thị Toan Trng cụng nghip H Ni ỏn Quỏ trỡnh thit b V v thuyt minh dõy chuyn sn xut I. Thuyết minh dây chuyền sản xuất : Hỗn hợp đầu từ thùng chứa 1 đợc bơm 2 bơm liên tục lên thùng cao vị 3. Mức chất lỏng cao nhất ở thùng cao vị đợc khống chế nhờ ống chảy tràn. Từ thùng cao vị, hỗn hợp đầu (đợc điều chỉnh nhờ van và lu lợng kế) qua thiết bị đun nóng dung dịch 4. Tại đây, dung dịch đợc gia nhiệt bằng hơi nớc bão hoà đến nhiệt độ sôi. Sau đó, dung dịch đợc đa vào tháp chng luyện qua đĩa tiếp liệu. Tháp chng luyện gồm hai phần : phần từ đĩa tiếp liệu trở lên trên là đoạn luyện, còn từ đĩa tiếp liệu trở xuống là đoạn chng. Nh vậy, ở trong tháp, pha lỏng đi từ trên xuống tiếp xúc với pha hơi đi từ dới lên. Hơi bốc từ đĩa dới lên qua các lỗ đĩa trên và tiếp xúc với pha lỏng của đĩa trên, ngng tụ một phần, vì thế nồng độ cấu tử dễ bay hơi trong pha lỏng tăng dần theo chiều cao tháp. Vì nồng độ cấu tử dễ bay hơi trong lỏng tăng nên nồng độ của nó trong hơi do lỏng bốc lên cũng tăng. Cấu tử dễ bay hơi có nhiệt độ sôi thấp hơn cấu tử khó bay hơi nên khi nồng độ của nó tăng thì nhiệt độ sôi của dung dịch giảm. Tóm lại, theo chiều cao tháp nồng độ cấu tử dễ bay hơi (cả pha lỏng và pha hơi) tăng dần, nồng độ cấu tử khó bay hơi (cả pha lỏng và pha hơi) giảm dần, và nhiệt độ giảm dần. Cuối cùng, ở đỉnh tháp ta sẽ thu đợc hỗn hợp hơi có thành phần hầu hết là cấu tử dễ bay hơi còn ở đáy tháp ta sẽ thu đợc hỗn hợp lỏng có thành phần cấu tử khó bay hơi chiếm tỷ lệ lớn. Để duy trì pha lỏng trong các đĩa trong đoạn luyện, ta bổ xung bằng dòng hồi lu đợc ngng tụ từ hơi đỉnh tháp. Hơi đỉnh tháp đợc ngng tụ nhờ thiết bị ngng tụ hoàn toàn 6, dung dịch lỏng thu đợc sau khi ngng tụ một phần đợc dẫn hồi lu trở lại đĩa luyện trên cùng để duy trì pha lỏng trong các đĩa đoạn luyện, phần còn lại đợc đa qua thiết bị làm lạnh 7 để đi vào bể chứa sản phẩm đỉnh 8. Chất lỏng ở đáy tháp đợc tháo ra ở đáy tháp, sau đó một phần đợc đun sôi bằng thiết bị gia nhiệt đáy tháp 9 và hồi lu về đĩa đáy tháp, phần chất lỏng còn lại đa vào bể chứa sản phẩm đáy 10. Nớc ngng của các thiết bị gia nhiệt đợc tháo qua thiết bị tháo nớc ngng 11. Nh vậy, thiết bị làm việc liên tục (hỗn hợp đầu đa vào liên tục và sản phẩm cũng đợc lấy ra liên tục). II. Sơ đồ dây chuyền : GVHD: Nguyn Th Hu - 7 - SVTH: Hong Th Toan Trng cụng nghip H Ni ỏn Quỏ trỡnh thit b Hơi đốt N ớc ng ng 1 2 3 4 5 10 6 7 8 9 Hơi đốt N ớc lạnh N ớc N ớc ng ng 11 11 N ớc lạnh N ớc Chú thích : 1- Thùng chứa hỗn hợp đầu 2- Bơm 3- Thùng cao vị 4- Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu 5- Tháp chng luyện 6- Thiết bị ngng tụ hồi lu 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 nớc ngng PHN I : TNH TON THIT B CHNH - Giả thiết : - Số mol pha hơi đi từ dới lên là bằng nhau trong tất cả mọi tiết diện của tháp. GVHD: Nguyn Th Hu - 8 - SVTH: Hong Th Toan Trng cụng nghip H Ni ỏn Quỏ trỡnh thit b - Số mol chất lỏng không thay đổi theo chiều cao đoạn chng và đoạn luyện. - Hỗn hợp đầu đi vào tháp ở nhiệt độ sôi. - Chất lỏng ngng tụ trong thiết bị ngng tụ có thành phần bằng thành phần 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 lợng hỗn hợp đầu = 9000 (kg/h). Thiết bị làm việc ở áp suất thờng. Tháp loại : Đĩa lỗ có ống chảy chuyền. - Điều kiện : F a : Nồng độ izopropylic trong hỗn hợp đầu = 28% khối lợng. P a : Nồng độ izopropylic trong sản phẩm đỉnh = 85% khối lợng. W a : Nồng độ izopropylic trong sản phẩm đáy = 0,5% khối lợng. 1 M : Khối lợng phân tử của Izopropylic = 60 kg/kmol. 2 M : Khối lợng phân tử của Nc = 18 kg/kmol. I. Tính cân bằng vật liệu : 1/ Tính cân bằng vật liệu : Theo phơng trình cân bằng vật liệu cho toàn tháp : F = P + W Và phơng trình cân bằng vật liệu cho riêng cấu tử dễ bay hơi (Axeton): WPF a.Wa.Pa.F += Lợng sản phẩm đnh là : (kg/h) 99408,2928 005,085,0 )005,028,0( . 9000 )( = = = WP WF aa aaF P GVHD: Nguyn Th Hu - 9 - SVTH: Hong Th Toan Trng cụng nghip H Ni ỏn Quỏ trỡnh thit b Lợng sản phẩm ỏy là : W = F P = 9000 2928,99408 = 6071,00592 (kg/h) Tính lợng hỗn hợp đầu F, lợng sản phẩm đỉnh P, lợng sản phẩm đáy W theo kmol/h : )/( 4029000. 18 72,0 60 28,0 . 1 ' 21 hkmolF M a M a F FF = += += )/( 90237,6599408,2928. 18 15,0 60 85,0 . 1 ' 21 hkmolP M a M a P PP = += += )/( 09763,33690237,65402''' hkmolPFW === 2/ Tính chỉ số hồi lu thích hợp, số đĩa lý thuyết : Đổi nồng độ từ phần khối lợng sang phần mol : 10448,0 18/72,060/28,0 60/28,0 /)1(/ / 21 1 = + = + = MaMa Ma x FF F F 62963,0 18/15,060/85,0 60/85,0 /)1(/ / 21 1 = + = + = MaMa Ma x PP P P 00151,0 18/995.060/005,0 60/005,0 /)1(/ / 21 1 = + = + = MaMa Ma x WW W W Bng cõn bng lng hi i vi cu t Izopropylic v Nc: x 0 5 10 20 3 0 40 50 60 70 8 0 90 100 y 0 48, 5 53 60 6 4 66, 5 68 68, 4 70 7 7 83 100 t 100 84, 4 82, 5 81, 2 8 1 80, 6 80, 5 80, 4 80, 5 8 1 82, 3 82,4 Dựa vào đờng cân bằng lỏng-hơi (nội suy), ta có : 53367,0 * = F y {tra bảng cân bằng lỏng_hơi} a/ Chỉ số hồi lu tối thiểu : 22358,0 10448,053367,0 53367,062963,0 * * min = = = FF FP xy yx R GVHD: Nguyn Th Hu - 10 - SVTH: Hong Th Toan [...]... số đĩa thực tế của tháp NTT = 13 Trong đó : Số đĩa đoạn chng : 9 Số đĩa đoạn luyện : 4 4/ Chiều cao tháp : Theo các thông số của đĩa đã chọn : - Khoảng cách giữa các đĩa lỗ là : Hđ = 300 mm : = 2 mm - Chiều dày mỗi đĩa lỗ là Chiều cao tháp (Theo công thức II-169): H = NTT (Hđ + ) + 1,0 = 13 (0,3 + 0,002) + 0,974 = 4,9 (m) IV trở lực tháp : P = N TT Pd Theo II-192 : (N/m2) Trong đó : NTT : Số đĩa. .. ngng (J/kg.độ) b/ Nhiệt lợng do hỗn hợp đầu mang vào : Theo II-196 : Q f = F.C f t f (J/h) Trong đó : F : Lợng hỗn hợp đầu (kg/h) F = 9000 (kg/h) tf : Nhiệt độ đầu của hỗn hợp (oC) Hỗn hợp vào ở nhiệt độ thờng tf = 20 oC Cf : Nhiệt dung riêng của hỗn hợp đầu (J/kg.độ) Theo bảng số liệu Nhiệt dung riêng to (I-172), ta có : CA = 2410 (J/kg.độ) CB = 4180 (J/kg.độ) Nồng độ hỗn hợp đầu : af = aF = 28% Cf... (3) r1 : ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa luyện thứ nhất (kcal/kmol) rđ : ẩn nhiệt hoá hơi của hỗn hợp hơi đi ra khỏi đỉnh tháp (kcal/kmol) Gọi : rA : ẩn nhiệt hóa hơi của Izopropylic rB : ẩn nhiệt hoá hơi của Nc GVHD: Nguyn Th Hu - 12 - SVTH: Hong Th Toan Trng cụng nghip H Ni ỏn Quỏ trỡnh thit b Từ bảng số liệu x to sôi dd (II-148), nội suy ta có : - Nhiệt độ sôi của hỗn hợp đỉnh (x = xP... của tháp Pd : Tổng trở lực của một đĩa (N/m2) Pd = Pk + Ps + Pt (N/m2) Pk : Trở lực của đĩa khô (N/m2) Ps : Trở lực của đĩa do sức căng bề mặt (N/m2) Pt : Trở lực của lớp chất lỏng trên đĩa (trở lực thủy tĩnh) (N/m2) 1/ Trở lực của đĩa khô : Theo II-194 : Pk = y w 2 o 2 (N/m2) Trong đó : : Hệ số trở lực : Theo thông số của đĩa đã chọn, tiết diện tự do của lỗ là = 8% = 1,82 wo : Tốc độ khí qua lỗ. .. (N/m2) Trở lực của toàn tháp là : P = PL + PC = 1665,22316 + 4628,63727 = 6293,86043 (N/m2) V TNH CN BNG NHIT 1 Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu : Phơng trình cân bằng nhiệt lợng của thiết bị đun nóng hỗn hợp đầu (II-196) : Q D1 + Q f = Q F + Q ng1 + Q xq1 (J/h) Trong đó : QD1 : Nhiệt lợng do hơi đốt mang vào (J/h) Qf : Nhiệt lợng do hỗn hợp đầu mang vào (J/h) QF : Nhiệt lợng do hỗn hợp đầu mang ra (J/h)... hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa chng thứ nhất Từ bảng số liệu x to sôi dd (II-148), nội suy ta có: Nhiệt độ sôi hỗn hợp đáy (x = xW = 0,00151): tW = 99,99529C Nội suy theo bảng r to (I-254) với to = 99,99529C : rA = 152,00177 (kcal/kg) = 152,00177.M1 (kcal/kmol) = 9120,1062 (kcal/kmol) rB = 539,00471 (kcal/kg) = 539,00471.M 2 (kcal/kmol) = 9702,08478 (kcal/kmol) ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi... 0,28) = 3684,4 (J/kg.độ) c/ Nhiệt lợng do hỗn hợp đầu mang ra : Theo II-196 : Q F = F.C F t F (J/h) Trong đó : tF : Nhiệt độ của hỗn hợp đầu sau khi đun nóng (oC) : tF = 82,44176 oC CF : Nhiệt dung riêng của hỗn hợp đầu khi đi ra (J/kg.độ) Theo bảng số liệu Nhiệt dung riêng to (I-172), ta có : CA = 3141,74288(J/kg.độ) CB =4185,11648 (J/kg.độ) Nồng độ hỗn hợp đầu : aF = 28% GVHD: Nguyn Th Hu - 36 -... độ phần mol của Izopropylic trong hỗn hợp : - Đoạn chng : x = xtbC = 0,053 - Đoạn luyện : x = xtbL = 0,36706 à1, à2 : Độ nhớt động lực của Izopropylic và Nc : - Đoạn chng : t = ttbC = 84,286C theo bảng và toán đồ (I-91): à1 = 0,49857 (cP) à2 = 0,34136 (cP) - Đoạn luyện : t = ttbL = 80,73176C theo bảng và toán đồ (I-91): à1 = 0,51634 (cP) à2 = 0,35433 (cP) Độ nhớt hỗn hợp lỏng đoạn chng : lg(àhh) = 0,053... các thông số nh sau : - Đờng kính : D = 1 m - Diện tích đĩa : F = D2/4 = 0,7854 m2 - Diện tích tự do tơng đối : = 8% - Chiều dài gờ chảy tràn : LC = 0,48 m - Chiều rộng phần chảy tràn : lC = 0,08 m - Chiều cao gờ chảy tràn : hC = 30 mm - Chiều dầy đĩa : = 2 mm - Khoảng cách giữa các đĩa : Hđ = 0,3 m (Theo II-169) - Đờng kính lỗ : d = 3 mm - Bớc lỗ : t = 7 mm Hình vẽ : GVHD: Nguyn Th Hu - 19 - SVTH:... số khuếch tán trong pha hơi (m2/s) Re y : Chuẩn số Reynolt đối với pha hơi Hệ số cấp khối pha hơi đoạn chng là : yC kmol 0,16932.10 4 = (0,79 6,61282.10 4 + 11000) = 0,0478 2 kmol m s 22,4 kmol Hệ số cấp khối pha hơi đoạn luyện là : yL kmol 0,1668.10 4 = (0,79 12,10069.10 4 + 11000) = 0,07938 2 kmol m s 22,4 kmol f/ Hệ số cấp khối trong pha lỏng : Theo công thức tính cho đĩa lỗ có ống chảy chuyền . Thế Hữu - 5 - SVTH: Hoàng Thị Toan Trường công nghiệp Hà Nội Đồ án Quá trình thiết bị 1. Izopropylic: - Izopropylic: là chất lỏng linh động không màu và có thể hòa tan vô hạn trong nước, khối lượng. : GVHD: Nguyn Th Hu - 16 - SVTH: Hong Th Toan Trng cụng nghip H Ni ỏn Quỏ trỡnh thit b 41493,1 )73176,80273.(4,22 273 . 1,067244 ).(4,22 . = + = + = tbLO O yL yL tT TM (kg/m 3 ) - Đoạn chng. Hong Th Toan Trng cụng nghip H Ni ỏn Quỏ trỡnh thit b (m/s) 99209,0 1 0188,0 04045,1 49028,29200188,0 22 = = = D g w yC tb C w C (80 ữ 90%)w ghC Chấp nhận đợc. 4/ Chọn lo i đĩa