công nghệ chưng cất

trình bày về công nghệ chưng cất

Đồ án môn học Nguyễn Đức Toàn dLời nói đầu Chng cất là phơng pháp dùng để tách các hỗn hợp lỏng cũng nh các hỗn hợp khí - lỏng thành các cấu tử riêng biệt, dựa vào độ bay hơi khác nhau của các cấu tử trong hỗn hợp. Chúng ta có thể thực hiện nhiều biện pháp chng cất khác nhau nh ch- ng cất gián đoạn, chng cất liên tục, chng cất đơn giản, chng cất đặc biệt. Khi chng cất, hỗn hợp đầu có bao nhiêu cấu tử thì ta thu đợc bấy nhiêu cấu tử sản phẩm. Theo đề bài thì hỗn hợp đầu gồm 2 cấu tử là Benzen và Toluen nên đợc gọi là chng cất hỗn hợp 2 cấu tử. Trong phần đồ án này hỗn hợp hai cấu tử Benzen Toluen đợc phân tách thành hai cấu tử riêng biệt nhờ phơng pháp chng cất liên tục với tháp chng luyện là loại tháp đệm, làm việc ở áp suất thờng (1at) với hỗn hợp đầu vào ở nhiệt độ sôi. Sau quá trình chng cất, ta thu đợc sản phẩm đỉnh là cấu tử có độ bay hơi lớn hơn (Benzen) và một phần rất ít cấu tử có độ bay hơi bé hơn (Toluen). Sản phẩm đáy gồm hầu hết các cấu tử khó bay hơi (Toluen) và một phần rất ít cấu tử dề bay hơi (Benzen). Trong suốt quá trình tính toán và thiết kế , đặc biệt đợc sự hớng dẫn trực tiếp và giúp đỡ nhiệt tình của cô Lê Ngọc Thuỵ bản đồ án thiết kế tháp chng luyện liên tục hai câú tử Benzen và Tooluen đã hoàn thành với các nội dung sau: Phần I: Sơ đồ công nghệ và các chế độ thuỷ động của tháp. Phần II: Tính toán, thiết kế thiết bị chính. Phần III: Tính toán cân bằng nhiệt lợng. Phần VI: Tính toán cơ khí. Phần V: Tính toán các thiết bị cần thiết. Phần IV: Kết luận và nhận xét. Trờng ĐHBK Hà Nội - 3- Lớp Hoá Giấy - K44 Đồ án môn học Nguyễn Đức Toàn Sơ đồ dây chuyền công nghệ và chế độ thuỷ động của tháp I. Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất. (hình 1): Nguyên liệu đầu đợc chứa trong thùng chứa (1) và đợc bơm (2) bơm lên thùng cao vị (3). Mức chất lỏng cao nhất và thấp nhất ở thùng cao vị đợc khống chế bởi của chảy tràn. Hỗn hợp đầu từ thùng cao vị (3) tự chảy xuống thiết bị đun nóng hỗn hợp đầu (4), quá trình tự chảy này đợc theo dõi bằng đồng hồ lu lợng. Tại thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu (4) (dùng hơi nớc bão hoà), hỗn hợp đầu đợc gia nhiệt tới nhiệt độ sôi, sau khi đạt tới nhiệt độ sôi, hỗn hợp này đợc đa vào đĩa tiếp liệu của tháp chng luyện loại tháp đệm (5). Trong tháp, hơi đi từ dới lên tiếp xúc trực tiếp với lỏng chảy từ trên xuống, tại đây xảy ra quá trình bốc hơi và ngng tụ nhiều lần. Theo chiều cao của tháp, càng lên cao thì nhiệt độ càng thấp nên khi hơi đi qua các tầng đệm từ dới lên, cấu tử có nhiệt độ sôi cao sẽ ngng tụ. Quá trình tiếp xúc lỏng hơi trong tháp diễn ra liên tục làm cho pha hơi ngày càng giầu cấu tử dễ bay hơi, pha lỏng ngày càng giầu cấu tử khó bay hơi. Cuối cùng trên đỉnh tháp ta sẽ thu đợc hầu hết là cấu tử dễ bay hơi (Benzen) và một phần rất ít cấu tử khó bay hơi (Toluen). Hỗn hợp hơi này đợc đi vào thiết bị ngng tụ (6) và tại đây nó đợc ngng tụ hoàn toàn (tác nhân là nớc lạnh). Một phần chất lỏng sau ngng tụ cha đạt yêu cầu đợc đi qua thiết bị phân dòng (7) để hồi lu trở về đỉnh tháp, phần còn lại đợc đa vào thiết bị làm lạnh (8) để làm lạnh đến nhiệt độ cần thiết sau đó đi vào thùng chứa sản phẩm đỉnh (10). Chất lỏng hồi lu đi từ trên xuống dới, gặp hơi có nhiệt độ cao đi từ dới lên, một phần cấu tử có nhiệt độ sôi thấp lại bốc hơi đi lên, một phần cấu tử khó bay hơi trong pha hơi sẽ ngng tụ đi xuống. Do đó nồng độ cấu tử khó bay hơi trong pha lỏng ngày càng tăng, cuối cùng ở đáy tháp ta thu đợc hỗn hợp lỏng gồm hầu hết là cấu tử khó bay hơi (Toluen) một phần rất ít cấu tử dễ bay hơi (Benzen), hỗn hợp lỏng này đợc đa ra khỏi đáy tháp, qua thiết bị phân dòng, một phần đợc đa ra thùng chứa sản phẩm đáy (11), một phần đợc tận dụng đa vào nồi đun sôi đáy tháp (9) dùng hơi nớc bão hoà. Thiết bị (9) này có tác dụng đun sôi tuần hoàn và bốc hơi hỗn hợp đáy (tạo dòng hơi đi từ dới lên trong tháp). Nớc ngng của thiết bị gia nhiệt đợc tháo qua thiết bị tháo nớc ngng (12). Tháp chng luyện làm việc ở chế độ liên tục, hỗn hợp đầu vào và sản phẩm đợc lấy ra liện tục. II. Chế độ thuỷ động của tháp đệm: Trong tháp đệm có 3 chế độ thuỷ động là chế độ chảy dòng, chế độ quá độ và chế độ xoáy. Trờng ĐHBK Hà Nội - 4- Lớp Hoá Giấy - K44 Đồ án môn học Nguyễn Đức Toàn Khi vận tốc khí bé, lực hút phân tử lớn hơn và vợt lực lỳ. Lúc này quá trình chuyển khối đợc xác định bằng dòng khuyếch tán phân tử. Tăng vận tốc lên lực lỳ trở nên cân bằng với lực hút phân tử. Quá trình chuyển khối lúc này không chỉ đợc quyết định bằng khuyếch tán phân tử mà cả bằng khuyếch tán đối lu. Chế độ thuỷ động này gọi là chế độ quá độ. Nếu ta tiếp tục tăng vận tốc khí lên nữa thì chế độ quá độ sẽ chuyển sang chế độ xoáy. Trong giai đoạn này quá trình khuyếch tán sẽ đ- ợc quyết định bằng khuyếch tán đối lu. Nếu ta tăng vận tốc khí lên đến một giới hạn nào đó thì sẽ xảy ra hiện tợng đảo pha. Lúc này chất lỏng sẽ chiếm toàn bộ tháp và trở thành pha liên tục, còn pha khí phân tán vào trong chất lỏng và trở thành pha phân tán. Vận tốc khí ứng với thời điểm này gọi là vận tốc đảo pha. Khí sục vào lỏng và tạo thành bọt vì thế trong giai đoạn này chế độ làm việc trong tháp gọi là chế độ sủi bọt. ở chế độ này vận tốc chuyển khối tăng nhanh, đồng thời trở lực cũng tăng nhanh. Trong thực tế, ta thờng cho tháp đệm làm việc ở chế độ màng có vận tốc nhỏ hơn vận tốc đảo pha một ít vì quá trình chuyển khối trong giai đoạn sủi bọt là mạnh nhất, nhng vì trong giai đoạn đó ta sẽ khó khống chế quá trình làm việc. * Ưu điểm của tháp đệm: + Hiệu suất cao vì bề mặt tiếp xúc pha lớn. + Cấu tạo tháp đơn giản. + Trở lực trong tháp không lớn lắm. + Giới hạn làm việc tơng đối rộng. * Nhợc điểm. + Khó làm ớt đều đệm. + Tháp cao quá thì phân phối chất lỏng không đều. * Bảng kê các ký hiệu thờng dùng trong bản đồ án: - F: Lợng hỗn hợp đầu, kg/h (hoặc kg/s, kmol/h) - P: Lợng sản phẩm đỉnh, kg/h (hoặc kg/s, kmol/h) - W: Lợng sản phảm đáy, kg/h (hoặc kg/s, kmol/h) - Các chỉ số F, P, W, A, B : tơng ứng chỉ đại lợng đó thuộc về hỗn hợp đầu, sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy của Axeton và Benzen. - a: nồng độ phần khối lợng, kg axeton/kg hỗn hợp - x: nồng độ phần mol, kmol axeton/kmol hỗn hợp - M: Khối lợng mol phân tử, kg/kmol - à: độ nhớt, Ns/m 2 - : khối lợng riêng, kg/m 3 - Các chỉ số A, B, x, y, hh : tơng ứng chỉ đại lợng thuộc về cấu tử axeton, benzen, thành phần lỏng, thành phần hơi và hỗn hợp. Trờng ĐHBK Hà Nội - 5- Lớp Hoá Giấy - K44 Đồ án môn học Nguyễn Đức Toàn - Ngoài ra các ký hiệu cụ thể khác đợc định nghĩa tại chỗ. Phần IIi Tính toán thiết bị chính I. Tính cân bằng vật liệu: 1. Tính toán cân bằng vật liệu: - Phơng trình cân bằng vật liệu chung cho toàn tháp. F = P + W [II 144] - Đối với cấu tử dễ bay hơi Fa F = Pa p + Wa w [II 144] - Lợng sản phẩm đỉnh là: wp wF aa aa FP = . Trong đó: F: năng suất tính theo hỗn hợp đầu, kg/s hoặc kg/h a F , a p , a w : lần lợt là nồng độ cấu tử dễ bay hơi trong hỗn hợp đầu, sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy, phần khối lợng Đầu bài cho F = 3,5 kg/s hay F = 3,5.3600 = 12.600kg/h. Vậy ta có lợng sản phẩm đỉnh là: 800.2 02,098,0 02,028,0 .12600. = = = wp wF aa aa FP kg/h - Lợng sản phẩm đáy là: W = F - P = 12.600 2.800 = 9.800 kg/h 2. Đổi nồng độ phần khối l ợng sang nồng độ phần mol của a F , a p , a w : áp dụng công thức B B A A A A M a M a M a x + = [II 126] Trong đó: Trờng ĐHBK Hà Nội - 6- Lớp Hoá Giấy - K44 Đồ án môn học Nguyễn Đức Toàn a A, a B : nồng độ phần khối lợng của Benzen và Toluen M a, M B : khối lợng mol phân tử của Benzen và Toluen Với 78 66 == HCA MM kg/kmol 92 87 == HCB MM kg/kmol Thay số liệu vào ta có: ( ) B F A F A F F M a M a M a x + = 1 314,0 92 28,01 78 28,0 78 28,0 = + = phần mol ( ) B P A P A P P M a M a M a x + = 1 983,0 92 98,01 78 98,0 78 98,0 = + = phần mol ( ) B w A w A w w M a M a M a x + = 1 024,0 92 02,01 78 02,0 78 02,0 = + = phần mol 3. Tính khối l ợng phân tử trung bình của hỗn hợp đầu, sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy: Theo công thức: M = x.M A + (1 - x)M B Trong đó: M: Khối lợng phân tử trung bình, kg/kmol x: Nồng độ phần mol - Khối lợng phân tử trung bình của sản phẩm đỉnh: M p = x p .M A + (1 - x p )M B M p = 0,983.78 +(1- 0,983).92 M p = 87,604 kg/kmol - Khối lợng phân tử trung bình của hỗn hợp đầu: M F = x F .M A + (1 - x F )M B M F = 0,314.78 +(1- 0,314).92 M F = 78,238 kg/kmol - Khối lợng phân tử trung bình của sản phẩm đáy: Trờng ĐHBK Hà Nội - 7- Lớp Hoá Giấy - K44 Đồ án môn học Nguyễn Đức Toàn M w = x w .M A + (1 - x w )M B M w = 0,024.78 +(1- 0,024).92 M w = 91,664 kg/kmol 4. Đổi đơn vị của F, P, W từ kg/h sang kmol/h: ( ) hkmol M hkgF F F /05,161 238,78 600.12/ === ( ) hkmol M hkgP P p /96,31 604,87 800.2/ === ( ) hkmol M hkgW W w /91,106 664,91 9800/ === 5. L ợng hỗn hợp đầu trên một đơn vị sản phẩm đỉnh : 04,5 96,31 05,161 === P F f II. Xác định số bậc thay đổi nồng độ: 1. Xác định R min dựa trên đồ thị y x: Dựng đờng cân bằng theo số liệu đờng cân bằng tra trong bảng phần cân bằng lỏng hơi và nhiệt độ sôi của hai cấu tử ở 760mmHg (phần trăm số mol) của Benzen và Toluen ta có bảng sau: [II 145] Bảng 1 x 0 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 y 0 11,8 21,4 38 51,1 61,9 71,2 79 85,4 91 95,9 100 t o C 110,6 108,3 106,1 102,2 98,6 95,2 92,1 89,4 86,8 84,4 82,3 80,2 - Từ số liệu trong bảng trên ta vẽ đồ thị đờng cân bằng lỏng (x) hơi (y) (hình 1), với giá trị của x F = 0,314 ta dóng lên đờng cân bằng và tìm đợc giá trị y * F = 0,525% - R min : lợng hồi lu tối thiểu đợc tính theo công thức FF Fp x xy yx R = * * min [II 158] y * F : nồng độ cấu tử dễ bay hơi trong pha hơi cân bằng với nồng độ trong pha lỏng x F của hỗn hợp. => 17,2 314,0525,0 525,0983,0 * * min = = = FF Fp x xy yx R Trờng ĐHBK Hà Nội - 8- Lớp Hoá Giấy - K44 Đồ án môn học Nguyễn Đức Toàn 2. Tính chỉ số hồi l u thích hợp : R th : chỉ số hồi lu thích hợp đợc tính theo tiêu chuẩn thể tích tháp nhỏ nhất. Cơ sở của việc chọn R th theo tiêu chuẩn thể tích tháp nhỏ nhất là: V = H.S H: tỷ lệ với N lt G = W.S = P.(R + 1) S tỷ lệ với R + 1 V = H.S tỷ lệ với N lt (R + 1) Giá thành tháp tỷ lệ với V, mà V tỷ lệ với N lt (R + 1), giá thành tháp thấp nhất ứng với thể tích tháp nhỏ nhất. Vì vậy cần phải chọn chế độ làm việc thích hợp cho tháp, tức là R th . Trong đó: V: là thể tích của tháp H: chiều cao của tháp S: tiết diện của tháp N lt : số bậc thay đổi nồng độ (số đĩa lý thuyết) ứng với mỗi giá trị của R > R min ta dựng đợc một đờng làm việc tơng ứng và tìm đợc một giá trị N lt (Các đồ thị từ 3 ữ7 là đồ thị xác định số đĩa lý thuyết) Từ đó ta có bảng số liệu sau. Bảng 2 R x 2,28 2,932 3,915 5,553 8,83 B 0,249 0,246 0,24 0,23 0,208 N lt 22 21 20 19 18 N lt (R x + 1) 84,7 81,9 80 79,23 82,8 Xây dựng đồ thị quan hệ giữa R x N lt (R x +1). Qua đồ thị ta thấy, với R x = 2,93 thì N lt (R x + 1) là nhỏ nhất hay thể tích tháp nhỏ nhất. Vậy ta có R th = 2,93 (Đồ thị 8). 3. Ph ơng trình đ ờng nồng độ làm việc của đoạn luyện : 11 + + + = x P x x R X x R R y [II 148] Trong đó: y: là nồng độ phần mol của cấu tử dễ bay hơi trong pha hơi đi từ dới lên. x: là nồng độ phần mol của cấu tử dễ bay hơi trong pha lỏng chảy từ đĩa xuống. R x : chỉ số hồi lu. Trờng ĐHBK Hà Nội - 9- Lớp Hoá Giấy - K44 Đồ án môn học Nguyễn Đức Toàn Thay số liệu vào ta có. 193,2 983,0 193.2 93,2 11 + + + = + + + = x R X x R R y x P x x L y L = 0,75x + 0,25 4. Ph ơng trình đ ờng nồng độ làm việc của đoạn ch ng : w xx x x R f x R fR y 1 1 1 + + + = [II.158] Trong đó: 84,2 81,107 95,306 === P F f : lợng hỗn hợp đầu tính cho 1kmol sản phẩm đỉnh. Thay số liệu vào ta có. 024,0. 193,2 104,5 193,2 04,593,2 1 1 1 + + + = + + + = xx R f x R fR y w xx x C y c = 2,028x 0,0247 III. Tính đ ờng kính tháp ch ng luyện : Đờng kính tháp đợc xác định theo công thức ( ) tb yy tb g D . 0188,0 = , m [II - 181] Trong đó: g tb : lợng hơi trung bình đi trong tháp, kg/h. ( y . y ) tb : tốc độ hơi trung bình đi trong tháp, kg/m 2 .s Vì lợng hơi và lợng lỏng thay đổi theo chiều cao của tháp và khác nhau trong mỗi đoạn nên ta phải tính lợng hơi trung bình cho từng đoạn. 1. Đ ờng kính đoạn luyện : a. Xác định lợng hơi trung bình đi trong đoạn luyện: Lợng hơi trung bình đi trong đoạn luyện tính gần đúng bằng trung bình cộng của lợng hơi đi ra khỏi đĩa trên cùng của tháp và lợng hơi đi vào đĩa dới cùng của đoạn luyện. 2 1 gg g d tb + = , kg/h [II - 181] Trong đó: Trờng ĐHBK Hà Nội - 10- Lớp Hoá Giấy - K44 Đồ án môn học Nguyễn Đức Toàn g tb : lợng hơi trung bình đi trong đoạn luyện, kg/h. g đ : lợng hơi đi ra khỏi đĩa trên cùng của tháp, kg/h. g l : lợng hơi đi vào đĩa dới cùng của tháp, kg/h. * Lợng hơi ra khỏi đỉnh tháp: g đ = G R + G p = G p (R x +1) [II 181] g đ = 2800(2,93 + 1) g đ = 11.004 kg/h * Lợng hơi đi vào đoạn luyện: Lợng hơi g 1 , hàm lợng hơi y 1 và lợng lỏng G 1 đối với đĩa thứ nhất của đoạn luyện đợc xác định theo hệ phơng trình. g 1 = G 1 + G p (1) g 1 .y 1 = G 1 .x 1 + G p .x p (2) [II - 182] g 1 .r 1 = g đ .r đ (3) Trong đó: y 1 : hàm lợng hơi đi vào đĩa 1 của đoạn luyện, phần khối lợng. G 1 : lợng lỏng đối với đĩa thứ nhất của đoạn luyện. r 1 : ẩn nhiệt hoá hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa. r đ : ẩn nhiệt hoá hơi của hỗn hợp hơi đi ra khỏi đỉnh tháp. x 1 = x F = 0,314 phần khối r 1 = r a .y 1 + (1-y 1 ).r b [II - 182] Với r a , r b : ẩn nhiệt hoá hơi của các cấu tử nguyên chất là Benzen và Toluen ở t 0 1 = t F . Từ x 1 = x F = 0,314 tra đô thị lỏng hơi hình 9 ta đợc t 0 1 = t f = 97,6 0 C Với t 0 1 = 97,6 0 C nội suy theo bảng I.212 trong [I 254] ta đợc; 66,380 66 == HCa rr kJ/kg. 64,369 87 == HCb rr kJ/kg. r 1 = 380,66.y 1 + (1 - y 1 ).369,64 r 1 = 11,02y 1 + 369,64 kJ/kg. r đ = r a .y đ + (1 y đ ).r b [II - 182] Với r a , r b : ẩn nhiệt hoá hơi của các cấu tử nguyên chất là Benzen và Toluen ở t 0 2 = t p . Từ x p = 0,983 tra đồ thị lỏng hơi hình 9 ta đợc t p = 82,6 0 C. y đ : hàm lợng hơi đi ra khỏi đỉnh tháp, phần khối lợng. Trờng ĐHBK Hà Nội - 11- Lớp Hoá Giấy - K44 Đồ án môn học Nguyễn Đức Toàn y đ = y p = x p = 0,95 phần khối lợng. Với t 0 2 = t P = 82,6 0 C nội suy theo bảng I.212 trong [I 254] ta đợc: 65,391 66 == HCa rr kJ/kg. 18,377 87 == HCb rr kJ/kg. r đ = 391,65.0,98 + (1 - 0,98).377,18 r đ = 391,36 kJ/kg. Thay các giá trị đã tính đợc vào hệ phơng trình trên ta đợc g 1 = G 1 + 2800 g 1 .y 1 = 0,314G 1 + 2800.0,98 g 1 (11,02y 1 + 369.64) = 11004.391,36 = 4306525,44 Giải hệ phơng trình ta đợc: g 1 = 30012,06 kg/h G 1 = 27212,06 kg/h y 1 = 0,345 phần khối lợng Thay y 1 = 0,345 vào r 1 ta đợc: r 1 = 11,02.0,345 + 369,64 = 373,4419 kJ/kg Vậy lợng hơi trung bình đi trong đoạn luyện là: 03,20508 2 06,3001211004 2 1 = + = + = gg g d L tb kg/h. b. Tính khối lợng riêng trung bình * Khối lợng riêng trung bình đối với pha hơi đợc tính theo 273. .4,22 ).1(. 11 T MyMy BtbAtb y tb + = , kg/m 3 . [II - 183] Trong đó: M A M B : khối lợng phần mol của cấu tử Benzen và Toluen T: nhiệt độ làm việc trung bình của tháp, 0 K. y tb1 : nồng độ phần mol của cấu tử 1 lấy theo giá trị trung bình 2 11 1 cd tb yy y + = [II - 183] Với 11 , cd yy : nồng độ làm việc tại 2 đầu mỗi đoạn tháp, phần mol. Trờng ĐHBK Hà Nội - 12- Lớp Hoá Giấy - K44 [...]... h1 + m.G y Gx h2 = 0,318 + 0,541.8,337 0,13667 4,919 hđv = 0,4433 m Vậy chiều cao lớp đệm của đoạn luyện là: HL = hđv my = 0,4433 10,52 = 4,66m 2 Chiều cao của đoạn chng: Các công thức cũng nh ý nghĩa các ký hiệu có trong các công thức tính chiều cao đoạn chng tơng tự nh đối với đoạn luyện, chỉ khác về trị số nên trong phần này không giải thích lại a Tính chiều cao của một đơn vị chuyển khối h1, h2:... Rasiga bằng sứ đổ lộn xộn Số liệu trong [II 193] Bảng 3 Kích thớc đệm, mm Bề mặt riêng đ, m2/m3 Thể tích tự do Vđ, m3/m3 Số đệm trong 1m3 Khối lợng riêng xốp, đ, kg/m3 30x30x3,5 165 0,76 25.102 570 Từ công thức: Trờng ĐHBK Hà Nội - 15- Lớp Hoá Giấy - K44 Đồ án môn học Y= Nguyễn Đức Toàn d y à x g Vd3 x à y 2 s tb tb Suy ra; = 2 s 0 ,16 [II 187] Y g Vd3 xtb à d ytb x à y 0 ,16... tốc độ lên thì tháp bị sặc Trong phần tính toán này ta tính tốc độ hơi của tháp dựa vào tốc độ sặc của tháp Tốc độ hơi đi trong tháp đệm = (0,8 ữ 0,9)s [II 187] Với s là tốc độ sặc, m/s đợc tính theo công thức Y = 1,2e-4X Với [II 187] s2. d y à x Y= g Vd3 x à y tb tb G X = x G y 1/ 4 y tb x tb 0 ,16 [II 187] 1/ 8 [II 187] Trong đó: đ: bề mặt riêng của đệm, m2/m3 Vđ: thể... X = x G y 1/ 4 y tb x tb 1/ 8 33705,899 = 30205,879 1/ 4 2,852 783,8 1/ 8 = 0,5024 Y = 1,2e-4.0,5024 = 0,1586 Chọn loại đệm vòng Rasiga bằng sứ đổ lộn xộn nh đã chọn ở trên Từ công thức: s2. d y à x Y= g Vd3 x à y tb tb Trờng ĐHBK Hà Nội 0 ,16 [II 187] - 21- Lớp Hoá Giấy - K44 Đồ án môn học Nguyễn Đức Toàn s2 = Y g V xtb 3 d à d ytb x à y 0 ,16 = 3 0,1586.9,81.0,76... với điều kiện thực tế thì ta lấy đờng kính phần chng là 1,6 m và đệm nh đã chọn là hợp lý VI Tính chiều cao tháp: - Đối với tháp đệm, chiều cao làm việc của tháp hay chiều cao lớp đệm đợc xác định theo công thức: H = hđv.my (m) [II 175] Trong đó: Trờng ĐHBK Hà Nội - 22- Lớp Hoá Giấy - K44 Đồ án môn học Nguyễn Đức Toàn hđv: chiều cao của một đơn vị chuyển khối, m my: số đơn vị chuyển khối xác định... pha hơi 1 Tính chiều cao đoạn luyện: a Tính chiều cao của một đơn vị chuyển khối: - Chiều cao của một đơn vị chuyển khối của tháp đệm phụ thuộc vào đặc trng của đệm và trạng thái pha, đợc xác định theo công thức hdv = h1 + m.G y Gx [II 177] h2 Trong đó: h1: chiều cao của một đơn vị chuyển khối đối với pha hơi h2: chiều cao của một đơn vị chuyển khối đối với pha lỏng m: hệ số phân bố trung bình ở điều... 11,758 2,47.5,322.10 6 * Chuẩn số Pran của pha lỏng: Trờng ĐHBK Hà Nội - 26- Lớp Hoá Giấy - K44 Đồ án môn học Nguyễn Đức Toàn àx x D x Prx = [II 178] Hệ số khuyếch tán Dx của pha lỏng đợc tính theo công thức: Dx = D20.[1 + b.(t - 20)] Với b= [II 134] 0,2 à 3 : khối lợng riêng của dung môi Benzen ở 200C, kg/m3; tra ở bảng I.2 trong [I9] ta đợc = 866 kg/m3 à: độ nhớt của dung môi Benzen ở 200C,... 3 h2 = 256. 793,96 2/3 1,99 0 , 25.74,737 0 , 5 h2 = 0,13677m b Tính m: - Chọn các giá trị x bất kỳ, tại mỗi giá trị x đó ta tìm góc nghiêng của đờng cân bằng Từ các giá trị tìm đợc tính m theo công thức m = tg = y cb y x x cb [II 125] - Dựa vào các giá trị đã chọn trên đờng cân bằng, ta tính đợc m = 0,541 c Tính số đơn vị chuyển khối my: - Số đơn vị chuyển khối tính theo pha hơi yc dy yd... tốc độ lên thì tháp bị sặc Trong phần tính toán này ta tính tốc độ hơi của tháp dựa vào tốc độ sặc của tháp Tốc độ hơi đi trong tháp đệm = (0,8 ữ 0,9)s [II 187] Với s là tốc độ sặc, m/s đợc tính theo công thức Y = 1,2e-4X Với [II 187] s2. d y à x Y= g Vd3 x à y tb tb G X = x G y 1/ 4 y tb x tb 0 ,16 [II 187] 1/ 8 [II 187] Trong đó: đ: bề mặt riêng của đệm, m2/m3 Vđ: thể... 118 ) Thay các giá trị tính đợc vào ta có: Pr y = - ày y D y = 3126.10 6 = 0,557 2,852.5,086.10 6 Chuẩn số Pran của pha lỏng: Prx = àx x D x [II 178] Hệ số khuyếch tán Dx của pha lỏng đợc tính theo công thức: Dx = D20.[1 + b.(t - 20)] [II 134] ở phần trớc đã tính đợc D20 = 2,3.10-3 m2/s, với b = 0,0168 Nhiệt độ trung bình của lỏng trong đoạn luyện là to = 106,8oC Vậy ta có: Dx = 2,79.10-9[1 + 0,0168.(106,8