Thiết kế hệ thống chưng cất methanol bằng tháp đệm

Thiết kế hệ thống chưng cất methanol bằng tháp đệm

LỜI MỞ ĐẦU

Công nghệ hóa học cũng như các sản phẩm của nó có ảnh hưởng rất lớn đến nhiều ngành sản xuất khác Trong đó methanol là một sản phẩm khá được

quan tâm Trong quy trình sản xuất, methanol thường được chưng cất để đạt

được nồng độ cao, thỏa mãn nhu cầu sử dụng và tiết kiệm chi phí vận chuyển,

lưu trữ

Nhiệm vụ của đồ án này là thiết kế hệ thống chưng cất methanol bằng tháp đệm có năng suất 4000kg/h, nhập liệu ở nhiệt độ sôi với nồng độ 40% ,

sản phẩm đỉnh có nồng độ 98%, sản phẩm đáy có nồng độ 0.5% khối

lượng/khối lượng Hệ thống được gia nhiệt bằng hơi nước có áp suất 2 at

Việc thực hiện đồ án là một cơ hội tốt để sinh viên hệ thống hóa các kiến thức đã học cũng như làm quen với việc lựa chọn tính toán các thiết bị thực tế

Thực hiện đồ án là một bước để sinh viên làm quen với công việc của một kỹ

sư trong tương lai

Đồ án này được thực hiện dưới sự giúp đỡ và hướng dẫn trực tiếp của thầy Nguyễn Văn Lục Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn và giúp đỡ của

thầy trong thời gian qua để em có thể hoàn thành đồ án này

MỤC LỤC

II PHƯƠNG TRÌNH LÀM VIỆC CỦA THÁP 8

3.1 Cân bằng nhiệt lượng của thiết bị đun nóng hỗn hợp đầu 10

3.2 Cân bằng nhiệt lượng của tháp chưng luyện 11

3.3 Cân bằng nhiệt lượng của thiết bị ngưng tụ hoàn toàn 11

3.4 Cân bằng nhiệt lượng của thiết bị làm lạnh 12

4.1 Lượng hơi trung bình đi trong tháp 12

4.1.1 Lượng hơi trung bình đi trong đoạn luyện 12

4.1.2 Lượng hơi trung bình đi trong đoạn chưng 13

4.2 Khối lượng riêng trung bình 14

4.2.1 Khối lượng riêng trung bình pha lỏng 14

4.2.2 Khối lượng riêng trung bình pha hơi 15

4.3 Tốc độ hơi đi trong tháp 15

5.1.1 Số đơn vị chuyển khối đoạn luyện 17

5.1.2 Chiều cao một đơn vị chuyển khối đoạn luyện 18

5.2.1 Số đơn vị chuyển khối đoạn chưng 19

5.2.2 Chiều cao một đơn vị chuyên khối đoạn chưng 20

8.5 Ống hơi ở đáy 27

I THIẾT BỊ GIA NHIỆT HỖN HỢP ĐẦU 28

II THIẾT BỊ NGƯNG TỤ SẢN PHẨM ĐỈNH 29

IV THIẾT BỊ GIA NHIỆT SẢN PHẨM ĐÁY 33

1.1 Những nguyên nhân gây cháy nổ trực tiếp 36

1.2 Các biện pháp phòng chống cháy nổ 36

2.1 Các nguyên nhân gây ra tai nạn điện 36

2.2 Các biện pháp để phòng tai nạn điện 37

A GIỚI THIỆU

I SƠ BỘ VỀ QUÁ TRÌNH CHƯNG CẤT

Chưng cất 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 Thay

vì đưa vào trong hỗn hợp một pha mới để tạo nên sự tiếp xúc giữa hai pha như trong quá trình hấp thụ hoặc nhả khí, trong quá trình chưng cất, pha mới được tạo nên bằng sự bốc hơi hoặc ngưng tụ Khi chưng cất ta thu được nhiều sản phẩm và thường thì bao nhiêu cấu tử sẽ thu đực bấy nhiêu sản phẩm Sản phẩm đỉnh chủ yếu gồm cấu tử có độ bay hơi lớn và một phần rất ít cấu tử

có độ bay hơi bé Sản phẩm đáy chủ yếu gồm cấu tử có độ bay hơi bé và một phần rất ít cấu tử có

Trong sản xuất thường dùng nhiều loại thiết bị khác nhau để tiến hành chưng cất Tuy nhiên yêu cầu chung của các thiết bị vẫn giống nhau là bề mặt tiếp xúc pha phải lớn Điều này phụ thuộc vào mức độ phân tán của pha này vào pha kia Ta khảo sát hai loại tháp thường dùng là tháp mâm và tháp chêm

• Tháp mâm: thân hình trụ, thẳng đứng, phía trong có gắn các mâm có cấu tạo khác nhau trên đó pha lỏng và pha hơi tiếp xúc với nhau Tùy theo cấu tạo của mâm ta có tháp mâm chóp hay tháp mâm xuyên lỗ

• Tháp đệm: tháp trụ gồm nhiều bậc nối với nhau bằng bích hay hàn Vật chêm được cho vào tháp bằng hai phương pháp xếp ngẫu nhiên hay có thứ tự

So sánh ưu nhược điểm của hai loại tháp

Tháp đệm Tháp mâm chóp Tháp mâm xuyên lỗ

Ưu điểm - Cấu tạo đơn giản

- Hiệu suất cao

Nhược điểm - Do có hiệu ứng thành nên

hiệu suất truyền khối thấp

- Độ ổn định không cao, khó vận hành

- Thiết bị nặng nề

- Trở lực lớn

- Kết cấu phức tạp

- Không làm việc được với chất lỏng bẩn

- Kết cấu phức tạp

Trong đồ án này ta sử dụng tháp đệm với vòng đệm Raschig xếp ngẫu nhiên với kích thước

25x25x3.0

II SƠ LƯỢC VỀ NGUYÊN LIỆU

Methanol có thể hòa tan với nước, alcohol, ester, ether, ketol và hầu hết các dung môi hữu cơ

Do đó, methanol thường được dùng làm dung môi và nguyên liệu để sản xuất những chất hữu cơ khác với số lượng lớn

Methanol có ái lực đặc biệt với Carbon dioxide và hydrogen sulfide, đây được xem là dung môi trong quá trình làm ngọt khí Rectisol Mang tính phân cực trong tự nhiên, methanol thường tạo hỗn hợp cộng phị với nhiều hợp chất Methanol làm giảm nhiệt độ hình thành của hydrate khí

tự nhiên, nên được sử dụng là chất chống đông trong đường ống

Methanol được dùng để sản xuất formaldehyde, chiếm khoảng 40% lượng tiêu thụ methanol trên thế giới Tại Mỹ, vai trò của methanol được tăng cao do được sử dụng trong nhiên liệu oxygenated với MTBE Một ứng dụng quan trọng khác của methanol là sản xuất acid acetic; ngoài ra, nó còn được dùng làm dung môi và hóa chất trung gian

Ngoài ra methanol còn được dùng làm nguyên liệu sản xuất những hóa chất khác, như dimethyl terephthalate (DMT), methyl methacrylate, methylamine, và methyl halogenur Ứng dụng mới đây nhất là ứng dụng trong nông nghiệp, phun trực tiếp vào cây trồng để kích thích sự phát triển của cây

10 : Nồi đun Kettle

11: Thùng chứa hỗn hợp đáy

12 : Bẫy hơi

Hỗn hợp từ thùng chứa (1) được bơm ly tâm (2) chuyển lên thùng cao vị (3) Từ thùng cao vị, hỗn hợp được cho chảy tự nhiên xuống thiết bị gia nhiệt ống chùm Sau khi qua thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đạt được nhiệt độ sôi và được đưa vào tháp chưng cất ở đĩa tiếp liệu.Trên đĩa nhập liệu, chất lỏng từ hỗn hợp đầu được trộn với phần lỏng đi xuống từ đoạn luyện

Trong tháp, pha hơi đi từ dưới lên, pha lỏng đi từ trên xuống, ở đây có sự tiếp xúc giữa hai pha Trong đoạn chưng, càng đi xuống dưới, nồng độ cấu tử dễ bay hơi trong pha lỏng càng giảm

do bị cấu tử dễ bay hơi trong pha hơi từ nồi đun (10) đi lên lôi cuốn Hơi càng lên cao thì nhiệt độ càng giảm do đó cấu tử có nhiệt độ sôi cao là nước sẽ ngưng tụ lại đi xuống dưới Cấu tử có nhiệt

độ sôi thấp là methanol sẽ lôi kéo các cấu tử methanol trong pha lỏng đi lên trên Sản phẩm đỉnh

là hơi chứa chủ yếu là methanol và một phần nhỏ hơi nước Hơi ở đỉnh được dẫn qua thiết bị ngưng tụ (7) Một phần lỏng được hồi lưu vào tháp chưng cất còn phần lớn được cho vào thiết bị làm nguội (8) và được đưa vào thùng chứa sản phẩm đỉnh Hỗn hợp đáy chứa chủ yếu là nước được đưa vào nồi đun Kettle Hơi từ nồi đun được đưa trở lại vào tháp Sản phẩm đáy sau khi qua nồi đun được đưa vào thiết bị làm nguội và chuyển về thùng chứa sản phẩm đáy (11)

C TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH

I CÂN BẰNG VẬT CHẤT

Quy ước:

F, P, W: lần lượt là hỗn hợp đầu vào, đỉnh và đáy

GF: lưu lượng hỗn hợp đầu vào, kmol/h

GP: lưu lượng sản phẩm đỉnh, kmol/h

GW: lưu lượng sản phẩm đáy, kmol/h

GR: lượng chất lỏng hồi lưu, kmol/h

xf: nồng độ phân mol hỗn hợp đầu vào theo methanol, kmol/kmol

xp: nồng độ phân mol hỗn hợp đỉnh theo methanol, kmol/kmol

xw: nồng độ phân mol hỗn hợp đáy theo methanol, kmol/kmol

af: nồng độ phần khối lượng hỗn hợp đầu vào theo methanol, kg/kg

ap: nồng độ phần khối lượng hỗn hợp đỉnh theo methanol, kg/kg

aw: nồng độ phần khối lượng hỗn hợp đáy theo methanol, kg/kg

yi: nồng độ phần mol của pha hơi ứng với nồng độ phần mol xi của pha lỏng, kmol/kmol

yi*: nồng độ phần mol cân bằng của pha hơi ứng với nồng độ phân mol xi của pha lỏng, kmol/kmol

A, B: lần lượt là ký hiệu của methanol và nước

MA, MB: lần lượt là khối lượng phân tử của methanol và nước

98.0

11

1

=

−+

=

−+

=

B

f A

f

P

M

a M

a

06.1802.18

005.0104.32

005.0

11

+

=

−+

=

B

w A

w

W

M

a M

x 0 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

y 0 26.8 41.8 57.9 66.5 72.9 77.9 82.5 87 91.5 95.8 100

oC 100 92.3 87.7 81.7 78 75.3 73.1 71.2 69.3 67.6 66 64.5

Hình 1: Cân bằng lỏng hơi của hỗn hợp methanol – nước

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

R

L x

f p

0

64.096

Dựa vào đồ thị ta thấy Rx = 1.33

Phương trình đường làm việc đoạn luyện:

41.057

1 1

1 1

Nhiệt lượng do hỗn hợp đầu mang vào:

f

f

Với F= 4000kg/h; tf = 30oC; Cf = 3583.5 sổ tay tâp 1 trang 172

Nhiệt lượng do hỗn hợp đầu mang ra:

Vậy lượng hơi nước cần thiết để đốt nóng hỗn hợp đầu đến nhiệt độ sôi là:

84.3445

.2203303

*95.0

)30

*5.358379

*3645(400095

0

)(

1

r

t C t

Với QF: nhiệt lượng do hỗn hợp đầu mang vào, J/h

QD2 = D2(r2+C2θ2) J/h, nhiệt lượng do hơi nước đun nóng hỗn hợp ở đáy tháp

QR = GR.CR.tR J/h, nhiệt lượng do lỏng hồi lưu mang vào tR = 65oC, CR = 2813 J/kg.độ

QR = 51.36*31.55*1.33*2813*65= 394069723.6 J/h

Qy = P(1+Rx)λđ ; nhiệt lượng do hơi mang ra ở đỉnh tháp Với λđ = λ1a1+λ2a2 là nhiệt lượng riêng của hơi ở đỉnh tháp, trong đó λ1, λ2 lần lượt là nhiệt lượng riêng của cấu tử 1 và 2 ở đỉnh J/kg, a1, a2 là phần khối lượng của cấu tử 1 và 2 Với tđ = 79oC ta tính được λđ = 1328485 J/kg, Qy = 5015762248 J/h

Nhiệt lượng do sản phẩm đáy mang ra Qw = W.Cw.tw Với tw = 99.7oC, Cw = 4212.48 J/kg.độ ta tính được Qw

= 999387671 J/h

Nhiệt lượng do nước ngưng mang ra Qngt = Gngt.C2.θ2 = D2. C2.θ2

Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường xung quanh Qxq2= 0.05D2r2

Vậy lượng hơi nước cần thiết để đun sôi hỗn hợp ở đáy tháp là:

46.23235

.2203303

*095.0

1151820000999387671

501576224895

P(Rx+1)r = Gn.Cn(t2 – t1) [2- 198]

Với Gn : lượng nước lạnh tiêu tốn, kg/h; t1 = 30oC, t2 = 45oC là nhiệt độ vào và ra của nước làm lạnh

Cn = 4181.043 J/kg.độ : nhiệt dung riêng của nước làm lạnh ở nhiệt độ trung bình của t1 và t2; ẩn

nhiệt ngưng tụ r = 1145634 J/kg.độ

Vậy lượng nước làm lạnh tiêu tốn để ngưng tụ hoàn toàn sản phẩm đỉnh là:

43.68968)

3045(

*043.4181

1145634

*)133.1(

*55.31

*36.51)(

)1(

1 2

C

r R

Với Cp = 2785 J/kg.độ là nhiệt dung riêng của sản phẩm đỉnh đã ngưng tụ

t’1 = 65oC , t’2 = 30oC là nhiệt độ đầu và cuối của sản phẩm đỉnh

t1 = 10oC , t2 = 30oC là nhiệt độ đầu và cuối của nước làm lạnh

Cn = 4184.58 J/kg.độ là nhiệt dung riêng của nước ở 20oC

Vậy lượng nước cần để làm lạnh sản phẩm đỉnh là

28.1887)

1030(

*58.4184

)3065(

*55.31

*36.51)(

)(

1 2

' 2

' 1

C

t t

g D

)(0188

0

ωρ

Với gtb: lượng hơi trung bình đi trong tháp, kg/h

(ρyωy)tb: tốc độ hơi trung bình đi trong tháp, kg/m2.s

4.1 Lượng hơi trung bình đi trong tháp

4.1.1 Lượng hơi trung bình đi trong đoạn luyện

Lượng hơi trung bình đi trong đoạn luyện có thể tính gần đúng theo công thức sau:

2

l đ

tbl

g

g

Với gtbl: lượng hơi trung bình đi trong đoạn luyện, kg/h hay kmol/h

gđ: lượng hơi đi ra khỏi đĩa trên cùng của tháp, kg/h hay kmol/h

gl: lượng hơi đi vào đĩa dưới cùng của đoạn luyện, kg/h hay kmol/h

)1( +

=+

68.119)133.1(

Lượng hơi gl, hàm lượng hơi yl, lượng lỏng Gl đối với đĩa dưới cùng của đoạn luyện được xác định

theo hệ phương trình cân bằng vật liệu và cân bằng nhiệt lượng sau:

b đ đ

a

đ

b l l

a

l

r y y

r

r

r y y

r

r

)1

(

)1

(

−+

rl: ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa dưới cùng của đoạn luyện

rđ: ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi ra khỏi đỉnh tháp

ra, rb: ẩn nhiệt hóa hơi của các cấu tử A, B nguyên chất

Nội suy theo bảng I.213 đối với methanol và bảng I.250 đối với nước sổ tay quá trình và thiết bị công

nghệ hóa chất tập 1 ở các nhiệt độ tf, tp, tw ta được các giá trị ẩn nhiệt hóa hơi của A, B nguyên chất

Với các giá trị ẩn nhiệt hóa hơi ở nhiệt độ đầu vào ta tính được rl Với các giá trị ẩn nhiệt hóa hơi ở

nhiệt độ đỉnh ta tính được rđ Với yđ là nồng độ hơi tương ứng với nồng độ pha lỏng xp theo phương

trình đường nồng độ làm việc đoạn luyện Ta được hệ phương trình:

1032091)

13.1625

7.11468.119

34.6332.68

4.1.2 Lượng hơi trung bình đi trong đoạn chưng

Lượng hơi trung bình đi trong đoạn chưng được xác định gần đúng bằng công thức sau:

Với gtbc: lượng hơi trung bình đi trong đoạn chưng, kg/h hay kmol/h

gn’: lượng hơi đi ra khỏi đoạn chưng, gn’= gl , kg/h hay kmol/h/

gl’: lượng hơi đi vào đoạn chưng, kg/h hay kmol/h

Lượng hơi đi vào đoạn chưng gl’, lượng lỏng Gl’ và hàm lượng lỏng xl’ được xác định theo hệ phương

trình sau:

l l n n

l

l

w w w l

g

r

g

x G y g

a

r' = ' +(1− ') ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa thứ nhất của đoạn chưng

b n n

a

r' = ' +(1− ') ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa trên cùng của đoạn chưng

Tính tương tự như trên ta được hệ phương trình

103209181

9714

*

37.00028

0

*

76

131

'

' '

24.1027.1142

23834.632

4.2 Khối lượng riêng trung bình

4.2.1 Khối lượng riêng trung bình của pha lỏng

Khối lượng riêng trung bình của pha lỏng được tính theo công thức:

2 1

11

xtb

tb xtb

tb

xtb

a a

ρρ

ρ

−+

Trong đó ρxtb: khối lượng riêng trung bình của lỏng, kg/m3

ρxtb1, ρxtb2 : khối lượng riêng trung bình của methanol và nước của pha lỏng lấy theo nhiệt độ trung

bình, kg/m3

atb : phần khối lượng trung bình của methanol trong pha lỏng, kg/kg

Phần khối lượng trung bình của methanol trong pha lỏng ở đoạn luyện atbl và đoạn chưng atbc là:

2025.02

05.04.02

69.02

98.04.02

0028.027.02

615.02

96.027.02

Từ phần mol trung bình của methanol trong pha lỏng ở đoạn chưng và đoạn luyện ta tra vào đồ thị cân bằng lỏng hơi của methanol- nước ta được nhiệt độ trung bình của đoạn luyện ttbl=71oC, nhiệt độ trung bình của đoạn chưng ttbc = 85oC

Với các nhiệt độ trung bình trên nội suy theo bảng I.2, sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 1 ta tra được khối lượng riêng trung bình của methanol và nước như sau:

ttbl = 71oC, ρxtb1 =742.06 kg/m3, ρxtb2 = 976.95 kg/m3

ttbc = 85oC, ρxtb1 = 728.465 kg/m3,ρxtb2 = 968.5 kg/m3

Vậy khối lượng riêng trung bình của của pha lỏng trong đoạn luyện ρxtbl và đoạn chưng ρxtbc là:

82.80106.742

*)69.01(95.976

*69.0

95.976

*06.742)

=

−+

=

xtb tb ztb

tb

xtb xtb xtbl

a

ρρ

92.907465.728

*)2025.01(5.968

*2025.0

5.968

*465.728)

=

−+

=

xtb tb ztb

tb

xtb xtb

ρρ

Khối lượng phân tử trung bình của pha lỏng trong đoạn luyện và đoạn chưng:

70.2602.18

*)615.01(04.32

*615.0)

*)1364.01(04.32

*1364.0)

4.2.2 Khối lượng riêng trung bình của pha khí

Khối lượng riêng trung bình pha hơi được tính theo công thức:

T

M y M

y tb A tb B

ytb

4.22

273])1(

=

Với T: nhiệt độ làm việc trung bình của tháp hay của đoạn chưng, đoạn luyện, K

ytb: nồng độ phân mol pha hơi trung bình của đoạn chưng, đoạn luyện Được tính bằng trung bình cộng nồng độ hai đầu đoạn tháp:

3214.02

64.00028.02

8.02

96.064.02

27371(

*4.22

273

*]02.18

*)8.01(04.32

−+

=

ytbl

77.0)

27385(

*4.22

273

*]02.18

*)3214.01(04.32

*3214

0

[

=+

−+

*)8.01(04.32

*8.0)

*)3214.01(04.32

*3214.0)

4.3 Tốc độ của hơi đi trong tháp đệm

Chọn đệm Rasiga bằng sứ đổ lộn xộn kích thước đệm 25x25x3 mm Tra bảng IX.8, sổ tay quá trình

và thiết bị công nghệ hóa chất tâp 2 ta được các thông số sau: σđ =195m2/m3, ρđ=600kg/m3, Vđ = 0.75

m3/m3, số đệm trong một mét khối là 46.103

Tốc độ hơi đi trong tháp đệm có thể xác định theo công thức sau:

8 / 1 4

/

1

16 0 3

2

4

)(

)

(

).(

μ

μρ

Gx, Gy: lượng lỏng và lượng hơi trung bình đi trong tháp, kg/s

μx,μn : độ nhớt của pha lỏng theo nhiệt độ trung bình và độ nhớt của nước ở 20oC, N.s/m2

Độ nhớt của pha lỏng theo nhiệt độ trung bình có thể được tính theo công thức sau:

2

lg

Tra bảng I.101 sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 1 trang 92 ta được μn=0.001

N.s/m2 Tra trên toán đồ hình I.18 sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 1 trang 90, ứng

với nhiệt độ trung bình của đoạn luyện và đoạn chưng ta có:

ttbl = 71oC, μ1 = 0.000317 N.s/m2, μ2 = 0.0004006 N.s/m2 suy ra μxl = 0.000347 N.s/m2

ttbc = 85oC, μ1 = 0.0002775 N.s/m2, μ2 = 0.0003355 N.s/m2 suy ra , μxc = 0.000327 N.s/m2

Thay các giá trị vào công thức ở trên ta tính được tốc độ làm việc của đoạn luyện:

38.0)82.801

04.1()19

0

001.0(04

.1195

82.801

*75.0

*81.9

*26.0)

(

16 0 3

xtb đ

σ

ρω

Tốc độ làm việc của đoạn chưng:

45.0)92.907

77.0()47

0

001.0(77

.0

*195

92.907

*75.0

*81.9

*21.0)

(

16 0 3

xtb đ

σ

ρω

đệm

Đường kính đoạn luyện

81.080.104.1

27.29

*19.1170188

Đường kính đoạn chưng

76.096.1

*77.0

53.22

*47.1100188

V TÍNH CHIỀU CAO THÁP ĐỆM THEO SỐ ĐƠN VỊ CHUYỂN KHỐI

™ Chiều cao làm việc của tháp đệm được xác định theo công thức sau:

Trong đó hđv : chiều cao một đơn vị chuyển khối, m

my: số đơn vị chuyển khối xác định theo nồng độ trong pha hơi

y y

mG h

Với a: hệ số phụ thuộc vào dạng đệm, với đệm vòng a = 0.123

Ψ: hệ số thấm ướt của đệm, phụ thuộc vào tỷ số giữa mật độ tưới thực tế lên tiết diện ngang của tháp

và mật độ tưới thích hợp Tra Ψ trên đồ thị hình IX.16 sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất

B U

F

V

U

σ

Giá trị hệ số B = 0.065 đối với quá trình chưng luyện

luyện

khối của đoạn luyện

Phương trình đường làm việc của đoạn luyện

Lần lượt ta cho các giá trị của x từ xf đến xp ta sẽ xác định giá trị y theo phương trình đường

làm việc và ycb theo đồ thị cân bằng của hỗn hợp methanol - nước Ta được bảng sau:

x y ycb ycb -y a=1/(ycb-y) b=a1+a2 c=y2 – y1 0.5*b*c my

đơn vị chuyên khối đoạn luyện

Xác định các thông số mật độ tưới thực tế Utt và mật độ tưới thích hợp Ut.h theo công thức:

68.12195

114

1

1

μμ

μ

M m M

m

M

hh

μ1, μ2 là độ nhớt của methanol và nước; m1, m2 là phần thể tích tương ứng của methanol và nước

Tra toán đồ hình I.35 sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2 ta được các giá trị độ nhớt

như sau: μ1 = 113.10-7, μ2 = 114.10-7 Từ đó ta tính được độ nhớt của hỗn hợp khí

7 7

7

7 7

1 2 2 2

*02.18

*2.010.114

*04.32

*8.0

10.114

*10.113

*27.29

=+

=

μμ

μμμ

M m M

*10

*12.113

06.104.14.04

0

Re

368.0000346

0

*195

*114.3

*3600

4

*7.26

*83.65

*04.0

y

x đ

t

x x

Với Gx, Gy là lưu lượng pha lỏng và pha hơi, kg/s

Chuẩn số Pran của pha lỏng và pha hơi:

A

y

M M v

/

1

5 1 4

++

2 3 / 1 3 / 1

6

20

).(

1110

1

B A B

B A x

v v AB

M M D

Trong đó T, P là nhiệt độ tuyệt đối (K) và áp suất tuyệt đối (at)

vA, vB : thể tích mol của hơi methanol và nước, cm3/mol vA = 37, vB = 18.9

μB = 1: độ nhớt của nước ở 20oC, cP hoặc 10-3 N.s/m2

A, B là hệ số liên hợp kể đến ảnh hưởng của phẩm chất của cấu tử methanol và nước

A = 1.19, B = 4.7

Dx20 : hệ số khuếch tán trong pha lỏng ở 20oC

Hệ số khuếch tán trong pha lỏng ở nhiệt độ toC được xác định theo công thức:

=

b

t b

3

9 2

3 / 1 3

/ 1

6 20

5 2

3 / 1 3

/ 1

5 1 4

10

*96.2)]

2071(02.01[10

.(

1

*7.4

104.32

110

10

*25.202.18

104.32

1)

9.1837

(

1

)27371(10

=

=

=

=+

+

=

=+