Tiến hành chưng cất hỗn hợp Nước-Acid acetic bằng thiết bị tháp đệm. Thiết bị làm việc với năng suất 800 kg sản phẩm đáy / giờ. Dòng nhập liệu có thành phần 30% khối lượng acid, yêu cầu sản phẩm đỉnh có thành phần 98,5% khối lượng nước, sản phẩm đáy có thành phần 80% khối lượng acid. a) Tính suất lượng khối lượng của các dòng nhập liệu và sản phẩm đỉnh b) Tính suất lượng mol của các dòng: nhập liệu, sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy c) Tính min R , lv R d) Tính suất lượng khối lượng và suất lượng mol của dòng hoàn lưu e) Viết phương trình đường làm việc của phần chưng và phần cất
CHƯNG CẤT Bài 11 Tiến hành chưng cất hỗn hợp Nước-Acid acetic thiết bị tháp đệm Thiết bị làm việc với suất 800 kg sản phẩm đáy / Dòng nhập liệu có thành phần 30% khối lượng acid, yêu cầu sản phẩm đỉnh có thành phần 98,5% khối lượng nước, sản phẩm đáy có thành phần 80% khối lượng acid a) Tính suất lượng khối lượng dòng nhập liệu sản phẩm đỉnh b) Tính suất lượng mol dòng: nhập liệu, sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy c) Tính Rmin , Rlv d) Tính suất lượng khối lượng suất lượng mol dòng hoàn lưu e) Viết phương trình đường làm việc phần chưng phần cất Cho biết bảng số liệu cân lỏng hệ Nước-Acid acetic: xF 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 yF* 0,092 0,167 0,303 0,425 0,53 0,626 0,716 0,795 xF 0,8 0,9 1,0 yF* 0,864 0,93 1.0 Giải: 0, 18 0,88607 (pmol) xF 0,3 khối lượng acid xF 0,7 khối lượng nước Suy xF 0, 0,3 18 60 0,985 /18 0,99545 (pmol) xD 0,985 xD 0,985 0,985 18 60 0, /18 0, 45455 (pmol) xW 0,8 khối lượng acid xw 0, khối lượng nước xw 0, 0, 18 60 a) GF ?, GD ? GF GD GW GF GD GW G GD 800 F GF 0, GD 0,985 800 0, GF xF GD xD GW xW GF xF GD xD GW xW Ta có: G 2203kg / h F GD 1402kg / h b) Suất lượng mol: F ? , D ? , W ? Ta có: F GF xF GF (1 xF ) 96, 687kmol / h MA MB D GD xD GD (1 xD ) 77,126kmol / h MA MB W GW xW GW (1 xW ) 19,556kmol / h MA MB c) Rmin ? , Rlv ? Nội suy xF 0, ta có yF* 0,795 Rmin xD yF* 0,99545 0, 795 * 2,11 yF xF 0, 795 0, R Rlv 1,3Rmin 0,3 1,3 2,11 0,3 3,043 d) GL ? , L ? Suất lượng khối lượng dòng hoàn lưu: GL R.GD 3,043 1403 4269,329kg / h Suất lượng mol dòng hoàn lưu: L R.D 3,043 77,126 234,094kmol / h e) Phương trình đường làm việc phần chưng phần cất x R x D y 0, 75266.x 0, 24622 R 1 R 1 Phần chưng: y 1,0627.x 0,02850 Phần cất: y Bài 10 Người ta tiến hành chưng cất hỗn hợp ethanol-nước thiết bị tháp chưng cất mâm chóp Thiết bị làm việc với suất 200 kmol sản phẩm đỉnh / Dòng nhập liệu có thành phần 25% khối lượng ethanol Yêu cầu sản phẩm đỉnh có thành phần 98% khối lượng ethanol, sản phẩm đáy có thành phần 97% khối lượng nước a) Tính suất lượng mol dòng nhập liệu dòng sản phẩm đáy b) Tính suất lượng khối lượng dòng nhập liệu, sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy c) Tính Rmin , Rlv d) Tính suất lượng khối lượng suất lượng mol dòng hoàn lưu e) Tính Gh f) Viết phương trình đường làm việc phần chưng phần cất Cho biết bảng số liệu cân lỏng hệ Ethanol-Nước: xF 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 yF* 0,332 0,442 0,531 0,576 0,614 0,654 0,699 0,753 xF 0,8 0,9 1,0 yF* 0,864 0,93 1.0 Giải: a) F ? , W ? Ta có: xF 0, 25 / 46 0,11538 p.mol 0, 25 0, 25 46 18 0,98 / 46 0,95043 p.mol 0,98 0,98 46 18 0, 03 / 46 xw 0, 011957 p.mol 0, 03 0, 03 46 18 xD F W 200 F 1814,82 ( kmol / h ) F 0,11538 W 0, 011957 200 0,95043 W 1614,82 b) GF ? , GD ? , GW ? Ta có: GF F.xF M E tan ol F (1 xF ).M H 1814,82 0,11538 46 1814 (1 0,11538) 18 38529,790 kg / h Tương tự ta có: GD 8922, 408 kg / h , GW 29607,395 kg / h c) Rmin ? , Rlv ? Nội suy số liệu từ bảng với xF 0,11538 ta có: yF* 0,51731 Rmin xD yF* 0,95043 0,51731 * 1, 0776 yF xF 0,51731 0,11538 R Rlv 1,3.Rmin 0,3 1,3 1,0776 0,3 1,70088 d) GL ? , L ? Ta có: R L GL L R.D 1,70088 200 340,176 kmol / h D GD GL R.GD 1,70088 8922, 408 15175,95 kg / h e) Gh ? GH GL GD 15175,95 8922, 408 24098,36 kg / h f) Phương trình làm việc phần chưng phần cất Phần cất: y x R 1, 70088 0,95043 x D x R 1 R 1, 70088 1, 70088 y 0,62975.x 0,35189 Phần chưng: Phương trình phần chưng tổng quát: y ax b xF 0,11538 x xF y 0, 62975 x 0,35189 yF 0, 42455 Điểm F giao điểm đường thẳng: Thay điểm F vào pt tổng quát ta được: 0,11538a b 0, 42455 (1) Ta lại có xw yw 0,11957 Thay vào pt tổng quát ta có: 0,011957a b 0,011957 (2) 0,11538a b 0, 42455 a 3,9894 0, 011957 b 0, 011957 b 0, 0357 Từ (1) (2) ta có: y 3,9894 x 0,0357 Bài Người ta tiến hành chưng cất hỗn hợp methanol-nước thiết bị tháp chưng cất, thiết bị làm việc với suất 1200 kg hỗn hợp nhập liệu / Dòng nhập liệu có thành phần 30% khối lượng methanol Yêu cầu dòng sản phẩm đỉnh có thành phần 98% khối lượng methanol, dòng sản phẩm đáy có thành phần 3,5% khối lượng methanol a) Xác định suất lượng khối lượng dòng sản phẩm đỉnh dòng sản phẩm đáy b) Tính suất lượng mol dòng: nhập liệu, sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy c) Tính Rmin , Rlv d) Tính suất lượng khối lượng suất lượng mol dòng hoàn lưu e) Tính suất lượng khối lượng hỗn hợp khỏi đỉnh thiết bị f) Viết phương trình đường làm việc phần chưng phần cất Cho biết bảng số liệu cân lỏng hệ Methanol-Nước: xF 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 yF* 0,268 0,418 0,579 0,665 … … … … Giải: 0, 035 / 32 0, 019994 0, 035 0, 035 32 18 0,98 / 32 0,96498 xD 0,98 0,98 32 18 0,3 / 32 0,19424 xF 0,3 0,3 32 18 a) GD ? , GW ? xW GD GW 1200 GD 336,507 ( kg / h ) GD 0,98 GW 0, 035 1200 0,3 GW 863, 492 Ta có: b) F ? , D ? , W ? F GF xF G (1 xF ) 1200 0,3 1200 (1 0,3) F 57,9167 kmol / h M methanol M H2 32 18 Tương tự ta có: D 10,6794 kmol / h , W 47, 2372 kmol / h c) Rmin ? , Rlv ? Nội suy số liệu từ bảng với xF 0,19424 ta có yF* 0, 42727 Rmin xD yF* 0,96498 0, 42727 2,3075 yF* xF 0, 42727 0,19424 R Rlv 1,3Rmin 0,3 1,3 2,3075 0,3 3, 2998 d) GL ? , L ? R L GL L R.D 3, 2998 10,6794 35, 2399 kmol / h D GD GL R.GD 3, 2998 336,507 1110, 41 kg / h e) GH ? GH GL GD 1110, 336,507 1446,91 f) Phương trình đường làm việc phần chưng phần cất Phần cất: y x R x D R 1 R 1 Thay số ta y 0,76743x 0, 22442 Phần chưng: y ax b Ta có: W ( xW ; yW ) W (0,019994;0,01994) Thay vào pt tổng quát ta được: 0,019994a b 0,019994 (1) x xF 0,19424 F (0,19424;0,37349) y 0, 76743x 0, 22442 Giao điểm F nghiệm hệ: Thay vào pt tổng quát ta được: 0,19424a b 0,37349 (2) 0, 019994a b 0, 019994 a 2, 02872 0,19424a b 0,37349 b 0, 020568 Từ (1) & (2) ta có: Vậy y 2,02872 x 0,020568 (THAM KHẢO THÔI NHA, CÓ GÌ SAI NHỜ CÁC BẠN SỬA DÙM NHA ^^) HUỲNH TẤN ĐẠT