Tính toán thiết bị hấp thụ benzen thô từ khí cốc bằng dầu than đá

Đồ án công nghệ Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Thông Trang Đồ án công nghệ Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Thông LỜI CẢM ƠN Được quan tâm phân công Khoa Hóa học Công nghệ thực phẩm, nhóm sinh viên chúng em có hội tìm hiểu thiết kế đồ án công nghệ “Tính toán thiết bị hấp thụ benzen thô từ khí cốc dầu than đá”.Qua đó, nhóm chúng em vận dụng kiến thức chuyên ngành mà thầy cô truyền đạt lớp, áp dụng vào đồ án chuyên ngành Bên cạnh đó, nhóm chúng em nâng cao kỹ sử dụng thành thạo việc thiết kế dây chuyền công nghệ với hỗ trợ phần mềm Autocad, cần thiết kỹ sư Đặc biệt, xin gửi lời cám ơn đến PGS.TS Nguyễn Văn Thông, người tận tình hướng dẫn giúp đỡ nhóm chúng em thời gian làm đồ án để hoàn thành tốt đồ án chuyên ngành Xin gửi lời cám ơn đến tất thầy cô khoa Hóa học Công nghệ thực phẩm, hỗ trợ cho nhóm sinh viên chúng em kiến thức bổ trợ, tạo điều kiện thuận lợi cho trình nghiên cứu đồ án Xin chân thành cảm ơn! i Đồ án công nghệ Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Thông LỜI MỞ ĐẦU Trong công nghiệp, nguồn cung cấp benzene, toluene, xylen (BTX) chủ yếu sản phẩm trình reforming xúc tác Naptha, Cracking xúc tác Một trình khác xem nguồn cung cấp BTX quan trọng, trình Cyclar Nguyên liệu trình khí dầu mỏ hóa lỏng (chứa chủ yếu C3 C4) Xúc tác trình dạng zeolite có khả xúc tiến phản ứng dehydro hóa nguyên liệu, polyme hóa sản phẩm hình thành để tạo nên oligomer không no, tiếp tục dehydro vòng hóa oligomer tạo thành hydrocacbon thơm Hiệu suất Benzen từ trình Cycler thường lớn trình reforming xúc tác Tuy nhiên người ta cho rằng, tương lai không xa, nguồn dầu mỏ cạn kiệt, người tiêu dùng quay sang nguồn cung cấp mới, đó, nguồn nguyên liệu hóa thạch phi truyền thống giải pháp đầy tiềm Ngày nay, sản lượng BTX tiêu thụ giới sản xuất từ than đá ngày tăng Trong trình cốc hóa than, thu than cốc cung cấp cho nhu cầu luyện kim, thu sản phẩm hóa học như: phenol, naphtalen, … mà thu nguồn khí cốc chứa: benzene, toluene, xylen (BTX), NH3, khí than sạch,…có giá trị kinh tế cao Trong giai đoạn Công nghiệp hóa – Hiện đại hóa, ngành luyện kim đã, đóng vai trò ngày then chốt phát triển mạnh mẽ qua giai đoạn năm Do đó, nguồn khí cốc thu dồi dào, tạo điều kiện thuận lợi ngành công nghiệp sản xuất BTX từ khí cốc phát triển ngày cải tiến công nghệ công nghệ, thu suất cao Trong đồ án này, nhóm chúng em xin nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất BTX từ khí cốc thiết kế thiết bị hấp thụ Benzen thô (BTX) dầu than đá tháp hấp thụ kiểu đệm nhằm cho suất giá trị kinh tế cao ii Đồ án công nghệ Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Thông ii Đồ án công nghệ Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Thông Ý NGHĨA KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA ĐỒ ÁN Các quy trình công nghệ thu hồi Benzene từ khí cốc đóng vai trò to lớn việc phát triển kinh tế, ngày nghiên cứu sâu tối ưu hóa thiết bị trình sản xuất Đất nước ta có kinh tế công nghiệp ngày phát triển mạnh ngày có nhiều ngành công nghiệp khác định hình phát triển, đòi hỏi có dây chuyền công nghệ phương pháp xử lý chế biến mang tính khoa học kỹ thuật đại, cho mang lại hiệu cao tiết kiệm Hiện nay, nguồn dầu mỏ ngày cạn kiệt, nữa, phần lớn nguồn dầu mỏ lại tập trung số vùng bất ổn định giới, lo ngại tác động lên giá dầu giới Do đó, việc tìm tòi, khai thác nguồn lượng tự nhiên tạo nguồn nguyên liệu thay việc thu hồi lại tận dụng cách triệt để nguồn lượng khai thác cần thiết ngày trở nên phổ biến Chính mà việc thu hồi Benzene thô từ khí cốc ( sản phẩm từ trình cốc hóa, cung cấp than cốc cho ngành luyện kim) trở nên quan trọng Nó góp phần tạo sản phẩm có chất lượng có giá trị cho kinh tế nước nhà Góp phần đẩy mạnh công nghiệp hóa đại hóa đất nước tiến lên để trở thành nước công nghiệp đại Phương pháp hấp thụ phương pháp đơn giản, chi phí đầu tư thấp, dễ vận hành bảo trì, mang lại hiệu kinh tế dễ áp dụng nước phát triển nước ta iii Đồ án công nghệ Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Thông MỤC LỤC Đồ án công nghệ Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Thông CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Nguyên liệu 1.1.1 Khí cốc Khí cốc khí ngưng thu từ lò luyện cốc than đá, hỗn hợp phức tạp chất khí chất bay (nước ngưng, ammoniac, nhựa than đá, hidrocacbon, benzen) Khí cốc có thành phần gồm 25% thể tích Metan (CH 4), 60% thể tích Hydro (H2), phần lại khí CO,CO 2, NH3, N2, Benzen, toluene, xylen… Khí cốc sau tách khỏi nhựa than đá, benzen thô nước có nhiệt cháy cao, khoảng 4000 kcal/m3 1.1.2 Dầu than đá Để thu hồi benzene thô, ta hấp thụ chúng dầu than đá, hấp thụ 20-250C thiết bị truyền khối Các chất hấp thụ thường dầu than đá (phân đoạn chưng cất nhựa than đá sôi 230-300 0C) dầu thô ( phân đoạn sôi 300-3500C) 1.2 Sản phẩm Benzen thô (BTX) Benzen thô hợp chất phức tạp, phần lớn bay 1800C Hàm lượng trung bình cấu tử (%): • • • • Sunfocacbon hợp chất cacbon dễ sôi: 1.6 – 3.4 Benzen: 59.5 – 78.3 Đồng đẳng Benzen: 12 – 21 Xolven( hỗn hợp metylbenzen, etylbenzen, ): 1.6 – 3.4 Muốn tách cấu tử riêng biệt bezen thô phải dựa vào nhiệt độ sôi khác chúng dùng phương pháp chưng cất Bảng 1: Một số thông số tính chất kỹ thuật đặc trưng BTX Chương 1: Tổng quan Trang Đồ án công nghệ Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Thông Thông số Đơn vị Toluen o- Xylen m-Xylen p-Xylen đvC Benze n 78,11 Khối lượng phân tử Tỷ trọng 200C Nhiệt độ nóng chảy Nhiệt độ sôi Giới hạn nổ không khí Dưới Trên Nhiệt độ chớp cháy cốc kín Tỷ trọng (không khí = 1) Giới hạn tiếp xúc (ppm; giờ) 92,13 106,16 106,16 106,16 0,879 C 0,867 5,53 0,876 -94,99 0,86 -25,2 0,857 -48 0,867 -13,3 80,1 110,6 144,4 139 138,4 1,4 7,1 -110C 1,3 6,8 4,4 1,1 6,4 17,2 1,1 6,4 25 1,1 6,6 25 2,77 3,14 3,7 3,7 3,7 5; 50; 100; 100; 100;8 C % thể tích C Ứng dụng: • Benzen sử dụng chủ yếu cho trình alkyl hóa sản xuất etulbenzen, nguyên liệu cho dehydro hóa để sản xuất styrene Bênh cạnh sản xuất phenol aceton, tham gia phản ứng hydro hóa tổng hợp xyclohexan, nguyên liệu quan trọng cho trình sản xuất axit adipic, caprolactam hexametylen diamin, tổng hợp nitrobenzene, hợp chất • trung gian cho trình sản xuất anilin phục vụ công nghiệp nhuộm Ứng dụng quan trọng Toluen nâng cấp chất lượng xăng nhờ khả tăng số octan Trong công nghiệp hóa chất, 54% tổng sản lượng toluene giới sử dụng để chuyển hóa thành benzene, khoảng 16% dùng làm dung môi Các ứng dụng khác • toluene sản xuất caprolactam, phenol, phụ gia cho xăng,… Với xylen, đường tiêu thụ lớn làm chất cải thiện số octan xăng Các ứng dụng công nghiệp hóa chất đồng phân xylen chủ yếu sản xuất nhựa, sợi Trong số đồng phân, p- Chương 1: Tổng quan Trang Đồ án công nghệ Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Thông xylen loại quan trọng sử dụng công nghiệp sản xuất terephtalic dimethyl terephtalat, nguyên liệu đầu cho sản xuất sợi màng polyester Với o-xylen, toàn đồng phân ứng dụng sản xuất anhydrite phtalic, nguyên liệu cho tổng hợp chất dẻo, nhựa alkyt nhựa polyester m- xylen đồng phân quan trọng lượng nhỏ sử dụng cho sản xuất axit isophtalic, ứng dụng sản xuất chất dẻo 1.3.Quá trình hấp thụ 1.3.1 Khái niệm Hấp thụ trình xảy cấu tử pha khí khuếch tán vào pha lỏng rắn tiếp xúc hai pha khí lỏng (rắn) • Mục đích: hòa tan hay nhiều cấu tử hỗn hợp khí để tạo nên dung dịch (hỗn hợp) cấu tử chất lỏng (chất rắn) Các trình xảy tiếp xúc pha khí lỏng (rắn) Quá trình cần truyền vật chất từ pha khí vào pha lỏng (rắn) Nếu trình xảy ngược lại, nghĩa cần truyền vật chất từ pha lỏng (rắn) vào pha hơi, ta có trình nhả khí Nguyên lý hai trình giống • Hấp thụ vật lý: thực chất hòa tan chất bị hấp thụ vào dung môi hấp thụ, chất khí hòa tan không tạo hợp chất hóa học với dung môi, thay đổi trạng thái vật lý từ thể khí biến thành dung dịch lỏng (quá trình hòa tan đơn chất khí chất lỏng) • Hấp thụ hóa học: trình chất bị hấp thụ tham gia vào số phản ứng hóa học với dung môi hấp thụ Chất khí độc hại biến đổi chất hóa học trở thành chất khác • Quá trình hấp thụ mạnh hay yếu tùy thuộc vào chất hóa học dung môi chất ô nhiễm khí thải Như để hấp thụ số chất ta phải dựa vào độ hòa tan chọn lọc chất khí dung môi để chọn lọc dung môi cho thích hợp chọn dung dịch thích hợp (trong Chương 1: Tổng quan Trang Đồ án công nghệ Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Thông trường hợp hấp thụ hóa học) Quá trình hấp thụ thực tốt hay xấu phần lớn tính chất dung môi định 1.3.2 Cơ sở thiết bị 1.3.2.1 Cơ sở vật lý trình hấp thụ Hấp thụ trình quan trọng để xử lý khí ứng dụng nhiều trình khác Hấp thụ sở trình truyền khối , nghĩa phân chia hai pha Phụ thuộc vào tương tác chất hấp thụ chất bị hấp thụ pha khí 1.3.2.2 Phương trình cân vật chất trình hấp thụ Trong đó: M: lượng chất bị hấp thụ, kg/s : theo thứ tự suất lượng cấu tử trơ pha khí pha lỏng, kg/s , : nồng độ dung chất pha khí đáy đỉnh tháp hấp thụ, kg/kg khí trơ , : nồng độ chất bị hấp thụ pha lỏng đáy đỉnh tháp, kg/kg dung môi 1.3.2.3 Phương trình cân nhiệt lượng trình hấp thụ Gđ Iđ + Lđ Cđ Tđ +Qs = Gc Ic +Lc Cc Tc + Q0 Trong đó: Gđ, Gc: hỗn hợp khí đầu cuối (kg/h) Lđ, Lc: lượng dung dịch đầu cuối (kg/h) Tđ, Tc: nhiệt độ khí ban đầu cuối (0C) Iđ, Ic: entapi hỗn hợp khí đầu cuối (kJ/kg) Chương 1: Tổng quan Trang 10 Đồ án công nghệ Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Thông V : vận tốc dòng lỏng, m/s Đối với áp lực nhỏ, chọn V = (m/s) Vậy d = (m) Chọn d = 0,15 (m) Với d = 150 (mm), vận tốc dòng lỏng ống dẫn là: V= (m/s) 3.3.3.4 Tính ống dẫn lỏng khỏi tháp Chọn đường kính ống dẫn lỏng khỏi tháp đường kính ống dẫn lỏng vào tháp, d = 150(mm) 3.3.4 Tính bích ghép thân tháp Chọn bích liền không cổ thép để nối thân tháp.[2, bảng XIII.27, p.421] Đường kính thiết bị: Dt = 3840 mm Đường kính bích: D = 3970mm Đường kính tâm bu lông: Db =3920mm Đường kính mép vát: D1 =3890mm Đường kính bu lông: db = 42 (M 42 ) Số bu lông: Z = 76 Chiều cao bích: h =40mm Theo [2 , bảng XIII.31 , 433] ta có kích thước bề mặt đệm: Chương 3: Tính toán công nghệ Trang 54 Đồ án công nghệ Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Thông D2 = 3900 (mm) D4 = 3875 (mm) Chọn vật liệu chế tạo bích thép CT3 Áp suất môi trường thiết bị: p = 0,37 (N/mm2) 3.4.1 Kiểm tra bu lông ghép bích a Lực nén chiều trục sinh xiết bu lông Q1 = Qa + Qk Trong đó: Qa : lực sáp suất thiết bị gây nên ( N ) Qa = Dt2 p Qk : lực cần thiết để giữ kín đệm ( N ) Qk = Dtb m p Có thể viết lại: Q1 = Dt2 p + Dtb b0 m p [ 9, công thức (7 – 10), p.155 ] Trong đó: p: áp suất môi trường thiết bị , N/mm2 p = 0,37 N/mm2 Dt : đường kính thiết bị, mm Chương 3: Tính toán công nghệ Trang 55 Đồ án công nghệ Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Thông Dt = 3840mm Dtb : đường kính thiết bị đệm, mm Dtb = D1 – Với b: bề rộng thực đệm, b = Thế vào ta được: Dtb = 3890 – mm = 3877 mm b0 : bề rộng tính toán đệm b0 = ( 0,5 0,8 ) b chọn b0 = 0,5 x 12,5 = 6,25 (mm) Chọn vật liệu đệm gỗ có bề dày = 10 mm Theo [9, bảng (7-4), p.156] , ta có: m = 3,0 , hệ số áp suất riêng qo = 10 N/mm2, áp suất riêng cần thiết làm biến dạng dẻo đệm [9, bảng (7–5), p.156] Thay vào ta được: Q1 = b Lực cần thiết để ép chặt đệm ban đầu Chương 3: Tính toán công nghệ Trang 56 Đồ án công nghệ Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Thông Q2 = = Dtb bo qo [9, công thức (7-11), p.155] 3877,5 6,25 12,5 = 9,5.105 (N) c Lực tác dụng lên bulông Qb = [9,công thức (7-14),p.157] = (N) d Tính đường kính bulông db= 1,13 Trong đó: [ [ [9,công thức (7-16), p.157] = ko * [ : ứng suất cho phép vật liệu làm bulông, N/mm2 Ở T = 27oC , theo [9, bảng (7-7), p.158] , ta có [ = 89,5 (N/mm2 ) Chọn ko = 0,5 , ta có: db=1,13 (mm) thỏa mãn điều kiện [9 ,p158] 3.3.5 Tính bích nối đường ống dẫn lỏng với thân ống dẫn khí với thân 3.5.1 Bích nối đường dẫn lỏng với thân Chương 3: Tính toán công nghệ Trang 57 Đồ án công nghệ Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Thông Chọn bích liền kim loại đen để nối ống dẫn lỏng với thân.[2,bảng XIII.26,p.414] Đường kính ống dẫn lỏng, Dy = 150mm Đường kính ống dẫn lỏng, Dn = 159 mm Đường kính bích, D = 300 mm Đường kính tâm bulông Dt = 250 mm Đường kính bulông db = 22 mm (M22) Số bulông Z = Bề dày bích t = 30 mm 3.5.2 Bích nối ống dẫn khí với thân Chọn bích liền kim loại đen [2, bảng XIII.26, p.414] Đường kính ống dẫn khí, Dy = 680 mm Đường kính ống dẫn khí, Dn = 706 mm Đường kính bích, D =815 mm Đường kính tâm bulông Dt = 775 mm Đường kính bulông db = 20 mm (M20) Số bulông Z = 16 Bề dày bích t = 22 mm 3.3.6 Tính lưới đỡ đệm Chọn vật liệu làm lưới đỡ đệm gỗ Các có tiết diện chữ nhật, cạnh có bề rộng b = 10 mm Chương 3: Tính toán công nghệ Trang 58 Đồ án công nghệ Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Thông Đường kính tháp: Dt = 3840 mm Đường kính lưới đỡ đệm: Dl = 3830 mm = 3,83 m Chiều rộng bước lưới: b1 = 110 mm Số đỡ đệm: n = Chọn n = 35 Diện tích lưới đỡ đệm: (mm2) S1 = Tổng khối lượng mà lưới phải chịu: m = m1 + m2 Trong đó: m1 : khối lượng lớp đệm gỗ m2 : khối lượng dung dịch m = Vđ Với : = 1500 kg/cm2 , khối lượng riêng đệm gỗ Vđ: thể tích đệm Vđ = Suy : Chương 3: Tính toán công nghệ Trang 59 Đồ án công nghệ m2 = Vdd Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Thông = (1 – Vđ) * = (kg) Vậy m = m1 + m2 = 31 + 2552,5 = 2583,5 (kg) Tải trọng mà lưới đệm chịu theo đơn vị diện tích: (N/mm2) P= 3.3.7 Thiết bị phụ trợ 3.3.7.1 Khối lượng đáy tháp mđ = (Fđ – Flđ ) S Trong : khối lượng riêng thép X18H10T dùng làm đáy nắp = 7900 (kg/m3) [2, bảng XII.7, p.313] S : bề dày đáy tháp S = (mm) Dt = 3840 mm Chiều cao phần gờ h = 25 mm Theo [ 2, bảng XIII.10,p.382] ta có: Chương 3: Tính toán công nghệ Trang 60 Đồ án công nghệ Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Thông Fđ = 11,6 (m2) , diện tích đáy tháp Flđ : diện tích lỗ đáy nối ống dẫn lỏng Flđ = Với: Dl : đường kính ống dẫn lỏng Thế vào ta có: mđ = (11,6– 0,017) 7900 10-3 = 640,5 (kg) 3.3.7.2 Khối lượng nắp tháp mn= (Fn -Fln) S Trong đó: : khối lượng riêng thép X18H10T dùng làm nắp tháp = 7900 (kg/m3) [2, bảng XII.7, p.313] S : bề dày nắp tháp S = (mm) Dt = 3840 mm Chiều cao phần gờ h = 25 mm Theo [ 2, bảng XIII.10,p.382] ta có: Fn=11,6 (m2) ,diện tích nắp tháp Fln : diện tích lỗ nắp nối ống dẫn khí Chương 3: Tính toán công nghệ Trang 61 Đồ án công nghệ Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Thông Fln = Với : Dk : đường kính ống dẫn khí Thế vào ta có: mn = (11,6 - 0,364) 7900 10-3 = 621,4 (kg) 3.3.7.3 Khối lượng thân tháp mt = Vthân Thể tích thân tháp: Vthân = Ft S = [ (m3) = Vậy mt= 7900 2,56 = 20224 (kg) 3.3.7.4 Khối lượng đệm khô mdk= m1 Với: m1: khối lượng vật chêm khô mà lưới phải đỡ Suy : mdk = 31 = 62(kg) 3.3.7.5 Khối lượng dung dịch mdd = m2 Chương 3: Tính toán công nghệ Trang 62 Đồ án công nghệ Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Thông Với : m2 : khối lượng dung dịch tầng đệm mdd =2 2552,5 = 5105 (kg) 3.3.7.6 Tổng khối lượng toàn tháp hấp thụ m = mđ + mn + mt + mdk + mdd = 640,5+621,4+20224+62+5105 = 26653 (kg) Chương 3: Tính toán công nghệ Trang 63 Đồ án công nghệ Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Thông KẾT LUẬN Qua trình thực đồ án, nhóm chúng em tìm hiểu kỹ quy trình công nghệ sản xuất benzen thô từ khí cốc với phương pháp hấp thụ dầu than đá tháp đệm gỗ Nắm vững nguyên lý hoạt động thiết bị dây chuyền như: máy tái sinh dầu hấp thụ, thiết bị ngưng tụ benzen thô, thiết bị trao đổi nhiệt, máy làm lạnh dầu hấp thụ kiểu tưới tính toán chi tiết thiết bị như: Tháp làm nguội khí cốc, tháp hấp thụ benzene thô Sơ đồ kết hợp với quy trình công nghệ sản xuất khác để tạo thành chuỗi liên hoàn, khép kín từ khâu nguyên liệu vào đến xuất sản phẩm Nhóm chúng em hy vọng rằng, với đồ án tiếp theo, tiếp tục hoàn thiện tối ưu hóa yếu tố, thiết bị hạn chế quy trình sản xuất nhằm mang lại hiệu suất cao tính kinh tế hiệu Kết luận Đồ án công nghệ Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Thông TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Võ Văn Bang – Vũ Bá Minh, “Quá trình Thiết bị Công Nghệ Hóa Học – Tập 3: Truyền Khối”, Nhà xuất Đại học Quốc gia TpHCM, 2004, 388tr [2] Phạm Văn Bôn – Nguyễn Đình Thọ, “Quá trình Thiết bị Công Nghệ Hóa Học – Tập 5: Quá trình Thiết bị Truyền Nhiệt”, Nhà xuất Đại học Quốc gia TpHCM, 2002, 372tr [3] Tập thể tác giả, “Sổ tay Quá trình Thiết bị Công nghệ Hóa chất – Tập 1”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 1999, 626tr [4] Tập thể tác giả, “Sổ tay Quá trình Thiết bị Công nghệ Hóa chất – Tập 2”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 1999, 447tr [5] Nguyễn Minh Tuyển, “Cơ sở tính toán Máy Thiết bị Hóa chất – Thực phẩm”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 1984, 134tr Tài liệu tham khảo Đồ án công nghệ Tài liệu tham khảo Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Thông Đồ án công nghệ Tài liệu tham khảo Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Thông Đồ án công nghệ Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Thông [...]... lên từ đáy tháp và tiếp xúc với dầu than đá được đi từ trên đỉnh tháp xuống, các khí benzene thô (BTX) được hấp thụ trong dầu than đá, các khí còn lại sẽ được đưa ra từ đỉnh tháp theo đường ống 27 Dầu hấp thụ bão hòa benzen đi ra từ đáy tháp hấp thụ sẽ được bơm đến thiết bị hồi lưu (I) Thiết bị hồi lưu được cấu tạo gồm các thiết bị tra đổi nhiệt ống chùm, tao đổi nhiệt lượng của dầu bão hòa với hơi benzene,... trong dầu ra tháp tính theo phần trăm: Vậy: Lượng benzene thô trong dầu đi vào: Lượng benzene thô trong dầu đi ra: Lượng benzene thô được dầu hấp thụ trong 1 h là: 1239 – 118=1121 kg Cân bằng vật chất của tháp hấp thụ: Đi vào (kg/h) Đi ra (kg/h) Khí cốc 21996 Khí cốc 20851 Dầu 59000 dầu 59000 Dầu hấp thụ Dầu hấp thụ Benzene thô1 18 Benzene thô: 1239 Tổng 81114 Tổng 81090 3.2.2 Xác định bề mặt tưới Chọn tháp... lại từ thiết bị hồi lưu và đi ra khỏi thiết bị trao đổi nhiệt có nhiệt độ từ 18 – 1150C (tùy theo sơ đồ trao đổi nhiệt mà ta sử dụng) Sau đó dầu hấp thụ đi qua thùng chứa VIII, tại đây nó sẽ tách nước ra khỏi thùng hấp thụ Từ thùng chứa (VIII), dầu hấp thụ nhờ bơm ly tâm (IV) đưa vào thiết bị làm lạnh kiểu tưới (X) để làm lạnh dầu đến 300C Dầu hấp thụ sẽ được đưa vào các ống ở phía dưới của thiết bị. .. hiệu Tên thiết bị I Trao trao đổi nhiệt II Thiết bị làm nguội III Gia nhiệt bằng hơi nước IV Tháp chưng cất dầu than đá bão hòa benzen thô V Máy tái sinh VI Ngưng tụ làm lạnh VII Thiết bị phân ly VIII Bồn chứa IX Bơm X Thiết bị làm lạnh kiều tưới XI Xitec XII Thiết bị tách napthalen XIII Thiết bị giải nhiệt XIV Tháp làm nguội khí cốc XV Tháp hấp thụ benzene thô Chương 2: Quy trình công nghệ Trang 18... 3.2.3 Tính toán kích thước tháp hấp thụ Đường kính tháp hấp thụ: Xác định bề mặt hấp thụ ta dùng: Chương 3: Tính toán công nghệ Trang 29 Đồ án công nghệ Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Thông G: là lượng HidroBenzen bị hấp thụ (kg/h) Δptb: động lượng hấp thụ trung bình (mmHg) K hệ số tốc độ hấp thụ tổng (kg/h.m2.mmHg) Động lượng hấp thụ đỉnh tháp: Δp2=pr2 – pbh1 pr: áp suất riêng phần của hidro benzene... lạnh bằng nước kỹ thuật ở bên ngoài ống Theo đường ống 20 dầu hấp thụ đã được làm lạnh được đưa vào tháp để thu hồi benzen thô từ khí cốc 2.2 Sơ đồ công nghệ Hình 1: Sơ đồ công nghệ thu benzen thô từ khí cốc ( xem bản vẽ ) Chương 2: Quy trình công nghệ Đồ án công nghệ Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Thông Trong sơ đồ này các dòng, thiết bị được kí hiệu như sau: Các thiêt bị: Ký hiệu Tên thiết bị. .. mát Hydrobenzen theo khí đi ra là 2 g/ m3 khí khô Hàm lượng trong khí cốc khô đi vào là: Chương 3: Tính toán công nghệ Trang 24 Đồ án công nghệ Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Thông Mức độ thu hồi hydrobenzene là: Lượng các Hydrobenzen đã bị hấp thụ là: Lượng Hydrobenzen còn lại trong khí tính theo thể tích là 20 m 3 theo khối lượng là 75 kg Lượng khí đi ra: Khí đi ra kg/h Nm3/h Khí cốc khô 19200... của hydrobenzen) : mức độ thu hồi thực tế của Hydrobenzen η∞: Mức mức độ thu hồi hidro benzen thô từ khí cốc ở điều kiện cân bằng trên đỉnh tháp hoặc khi bề mặt hấp thụ vô cùng lớn P1: áp suất khí vào, mmHg Md: khối lượng phân tử của dầu hấp thụ Đại lượng: V= 39120 m3 η = 0,9333 pB=118,4 mmHg P1 = 855 mmHg Md = 170 Mức độ hấp thụ khi bề mặt vô cùng lớn xác định theo: Khi đó lượng dầu hấp thụ tối thiểu:... Nguyễn Văn Thông Tên dòng Dầu bão hòa Dầu tái sinh Hơi áp suất cao Nước Dầu hấp thụ Polyme Hơi BTX Nước lạnh BTX lỏng Chương 2: Quy trình công nghệ Ký hiệu 17 19 21 22 23 24 25 26 27 Tên dòng Khí thải Nước lạnh Hơi nước Napthalen nóng chảy Nước và Napthalen Khí cốc Khí cốc làm nguội Nước làm nguội khí cốc Khí sau khi hấp thụ benzen thô Trang 19 Đồ án công nghệ Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Thông... sơ đồ công nghệ Khí cốc sau khi đi ra từ thùng bão hòa ở nhiệt độ cao, trước khi được hấp thụ để tách benzene thô, phải được làm nguội trong tháp làm nguội (XVI) Tại đây, khí cốc được đưa từ dưới lên và tiếp xúc ngược chiều với dòng nước lạnh đi từ trên xuống, làm tăng khả năng tiếp xúc giữa hai pha Khí cốc sau khi được làm nguội sẽ được được đưa vào tháp hấp thụ ( XV) bằng dầu than đá, phần nước làm