Bài báo tham khảo cho thí nghiệm quá trình thiết bị bài chưng cất với hệ thống gồm 5 mâm xuyên lỗ, chưng cất hỗn hợp đẳng phí rượu etylic và nước. Khảo sát ảnh hưỡng của lưu lượng dòng hoàn lưu và vị trí mâm nhập liệu đến độ tinh khiết sản phẩm và hiệu suất tháp. Chế độ thì nghiệm gồm 5 chế độ.
Phúc trình Thí nghiệm Quá trình & Thiết bò Bài: CHƯNG CẤT I.Nội dung thí nghiệm(TN) a)Mục đích thí nghiệm: Khảo sát ảnh hưởng của: -Lưu lượng dòng hoàn lưu; -Vò trí mâm nhập liệu; Đến độ tinh khiết sản phẩm hiệu suất tháp chưng cất b)Phương pháp thí nghiệm: Tổng cộng có chế độ thí nghiệm *Khảo sát ảnh hưởng lưu lượng dòng hoàn lưu : (3 chế độ thí nghiệm) -Điều chỉnh lưu lượng dòng nhập liệu độ đọc 30 nhập liệu vào mâm cố đònh (mâm số 4); vò trí mâm tính từ lên miệng nồi đun mâm -TN với ba chế độ khác dòng hoàn lưu độ đọc: 5,10,15 *Khảo sát ảnh hưởng vò trí mâm nhập liệu: (2 chế độ TN) -Thay đổi vò trí nhập liệu (mâm số 5,2) Lưu lượng dòng nhập liệu giữ nguyên độ đọc 30 dòng hoàn lưu độ đọc 10 c)Kết thí nghiệm: TN Vi trí mâm 4 R 0.34 0.829 1.692 0.723 0.742 Số mâm lý thuyết XD 0.257 0.511 0.608 0.289 0.324 Hiệu suất mâm tổng quát 0.4 0.8 0.4 0.6 d)Nhân xét kết thí nghiệm: -Chỉ số hoàn lưu tăng, mâm nhập liệu, độ tinh khiết tăng hiệu suất mâm tăng -Vò trí mâm tăng ,độ tinh khiết hiệu suất mâm tăng II.Lý thuyết thí nghiệm: Đònh nghóa trình chưng cất: Chưng trình tách hỗn hợp lỏng thành cấu tử riêng biệt cách đun sôi hỗn hợp tạo thành để ngưng tụ Cơ sở trình chưng dựa vào độ bay khác cấu tử hỗn hợp:ở nhiệt độ cấu tử có áp suất lớn dễ bay hơn; hay áp suất cấu tử có nhiệt độ sôi thấp dễ bay Chưng áp suất khác nhau: áp suất thường, áp suất thấp, áp suất cao Áp suất thường hay sử dụng đơn giản: chưng rượu, axit, dầu mỏ,… ; Chưng áp suất thấp cho hỗn hợp dễ bò phân hủy nhiệt độ cao như: tinh dầu, vitamin ….,hoặc có nhiệt độ sôi cao: cặn mazut dầu mỏ…; Chưng áp suất cao tiến hành hỗn hợp không hóa lỏng nhiệt độ thường: để sản xuất O2 N2 từ không khí … Cân pha hệ lỏng-hơi: Xét hỗn hợp có k=2 cấu tử Hệ pha lỏng –hơi Theo quy tắc pha: f=2-2+2=2 Hệ có bậc tự do, yếu tố P, T nồng độ, ta xác đònh cân pha: P-T (x,y=const) P-x,y (T=const) T-x,y (P=const) x-y (P=const) Với x,y_nồng độ phần mol cấu tử dễ bay pha lỏng pha *Đối với dung dòch lý tưởng : PA =PAo xA Đònh luật Raoult: PB =PBo xB P =PA + PB = PAo xA + PBo(1 – xA) Suy ra: y*A= = = = ( ) = ( ) Trong đó: PA, PB:áp suất riêng phần A,B PAo, PBo:áp suất bão hòa A,B P: áp suất tổng hệ α= :độ bay tương đối A B α=1 => x=y ĐL Raoult với dung dòch lý tưởng dung dòch vô loãng Hỗn hợp lý tưởng: Benzen _ Toluen *Đối với hệ sai lệch dương: P= PA + PB > ( PA0.xA + PBo.xB ) -Hỗn hợp có áp suất tổng lớn áp suất tính theo đònh luật Raoult Mức độ sai lệch so với đònh luật Raoult đánh giá hệ số hoạt độ : PA = PAo xA.γ∕∕∕ Trong đó: ai=xi.γ _hoạt độ I ; γi _hệ số hoạt độ ; γi =f(t,p,xi), rõ ràng hệ có >1 VD: Hệ etanol-nước có điểm đẳng phí at 89,4% mol, sôi t=78,2oC, nước sôi 100oC, rượu sôi 780C -Có điểm đẳng phí ứng với nhiệt độ sôi cực tiểu *Đối với hệ sai lệch âm: P= PA + PB < (PAo.xA + PBo.xB) -Hỗn hợp có áp suất tổng nhỏ giá trò tính theo đònh luật Raoult ( γi [...]... thí nghiệm 1 14 100 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Đồ thò cân bằng pha hơi x-y và số mâm lý thuyết ở thí nghiệm 2 15 100 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Đồ thò cân bằng pha hơi x-y và số mâm lý thuyết ở thí nghiệm 3 16 100 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Đồ thò cân bằng pha hơi x-y và số mâm lý thuyết ở thí nghiệm. .. 90 Đồ thò cân bằng pha hơi x-y và số mâm lý thuyết ở thí nghiệm 5 18 100 5 Bàn luận: a) Bàn luận về ảnh hưởng của lưu lượng dòng hoàn lưu và vò trí mâm nhập liệu đến độ tinh khiết của sản phẩm và hiệu suất tổng quát của tháp chưng cất: -Lưu lượng dòng hoàn lưu tăng,độ tinh khiết tăng là do thành phần cấu tử bay hơi liên tục được làm giàu trong tháp chưng Ngoài ra, lưu lượng dòng hoàn lưu tăng dẫn đến... 3310 4202 Bảng tra ẩn nhiệt hóa hơi của rượu và nước ở 86oC rr (kJ/kg) rn (kJ/kg) 836.35 2293.61 c.1)Công thức sử dụng trong bài thí nghiệm: Công thức đổi độ rượu sang phần mol: xr = ( ) Ví dụ TN1: xF = ) = 0.113 ( Đặc biệt xw tính bằng cách dùng nhiệt độ đáy đo từ thí nghiệm dóng vào đồ thị T-x,y, cắt đường nhiệt độ cân bằng của lỏng và chiếu xuống trục hồnh, ta được xw xD vẫn tính như xF Công... giàu trong tháp chưng Ngoài ra, lưu lượng dòng hoàn lưu tăng dẫn đến chỉ số hồi lưu tăng sẽ làm tăng động lực quá trình, đường làm việc phần cất tiến đến đường cân bằng(độ dốc đường tăng) dẫn đến tăng số mâm lý thuyết và làm tăng hiệu suất mâm -Từ số liệu thí nghiệm, ta thấy khi nhập liệu ở vị trí mâm số 4 có độ tinh khiết tối ưu, khơng giống với lý thuyết là vị trí mâm nhập liệu càng tăng thì độ tinh... liệu càng tăng thì độ tinh khiết giảm b) Nguyên nhân gây sai số: -Nhập liệu không tinh khiết -Có sự thất thoát nhiệt trong quá trình đun nóng -Thiết bò không sạch: mâm còn dư hỗn hợp nhập liệu của lần thí nghiệm trước,… -Phù kế có sai số c) Phụ lục: c.1)Tra bảng: Từ sách “Sổ tay Q trình và Thiết Bị Cơng nghệ Hóa chất tập 1”, ta có các số liệu sau: Bảng tra khối lượng riêng của rượu và nước ở các nhiệt... đường làm việc và đường nhập liệu TN 1 2 3 4 5 Phương trình đường nhập liệu y = 30.412x – 3.32353 y = 30.412x – 3.32353 y = 30.412x – 3.32353 y = 30.412x – 3.32353 y = 30.412x – 3.32353 Phương trình đường cất y = 0.254x + 0.1918 y = 0.453x + 0.2794 y = 0.628x + 0.22585 y = 0.419x + 0.16773 y = 0.426x + 0.186 Bảng 5 : Kết quả TN TN 1 2 3 4 5 Vò trí mâm 4 4 4 2 5 R Số mâm lý thuyết xD Hiệu suất mâm tổng quát