chưng luyện liên tục loại tháp đĩa lỗ không có ống chảy chuyền

Thiết kế tháp chưng luyện liên tục loại tháp đĩa lỗ không có ống chảy chuyền để phân tách hỗn hợp CS2 CCl4.Các số liệu ban đầu:Năng suất tính theo hỗn hợp đầu F = 18,2 tấngiờ.Nồng độ cấu tử dễ bay hơi trong:+Hỗn hợp đầu: aF = 0,278 phần khối lượng.+Sản phẩm đỉnh: aP = 0,954 phần khối lượng.+Sản phẩm đáy: aW = 0,045 phần khối lượng.Tháp làm việc ở áp suất thườngHỗn hợp đầu được gia nhiệt đến nhiệt độ sôi.

B CÔNG TH Ộ ƯƠ NG

TR ƯỜ NG ĐH CÔNG NGHI P HÀ N I Ệ Ộ

C NG HOÀ XÃ H I CH NGHĨA VI T NAM Ộ Ộ Ủ Ệ

Đ c l p - T do - H nh phúc ộ ậ ự ạ

Đ ÁN MÔN H C QUÁ TRÌNH THI T B Ồ Ọ Ế Ị

H và tên HS-SV : ọ Nguy n ễ huỳnh Dũng

Mã sinh viên :

L p : ớ ĐH Hoá 1

Khoá : 6

Khoa : Công ngh ệ Hoá

Giáo viên hướng d n : ẫ Vũ Minh Khôi

Hà N i, ngày … tháng …năm 2016ộ

Người nh n xetâ

M C L C Ụ Ụ

L I M Đ U Ờ Ở Ầ

Trong th i kỳ đ t nờ ấ ước đang trong quá trình phát tri n theo hể ướngcông nghi p hóa, hi n đ i hóa đ t nệ ệ ạ ấ ước thì n n công nghi p c a nề ệ ủ ước ta cũng pháttri n m nh keo theo s phát tri n c a ngành s n xu t các h p ch t hóa h c,b i cácể ạ ự ể ủ ả ấ ợ ấ ọ ở

h p ch t hóa h c có ng d ng vô cùng quan tr ng đ các ngành khác phát tri n.ợ ấ ọ ứ ụ ọ ể ể

Khi kinh t phát tri n, nhu c u c a con ngế ể ầ ủ ười ngày càng tăng Do v yâcác s n ph m cũng đòi h i cao h n, đa d ng h n, phong phú h n, theo đó côngả ẩ ỏ ơ ạ ơ ơngh s n xu t cũng ph i nâng cao Trong công ngh hóa h c, vi c s d ng hóa ch tệ ả ấ ả ệ ọ ệ ử ụ ấ

có đ tinh khi t cao là y u t căn b n t o ra s n ph m có ch t lộ ế ế ố ả ạ ả ẩ ấ ượng cao Có nhi uề

phương pháp khác nhau đ làm tăng n ng đ , đ tinh khi t c a s n ph m t oể ồ ộ ộ ế ủ ả ẩ ạthành nh : ch ng c t, cô đ c, trích ly… Tùy vào tính ch t c a h mà ta l a ch nư ư ấ ặ ấ ủ ệ ự ọ

phương pháp thích h p Đ i v i h Cacbondisunfua CSợ ố ớ ệ 2 và Cacbontetraclorua CCl4 là

m t trong nh ng s n ph m c a ngành công nghi p t ng h p h u c Chúng độ ữ ả ẩ ủ ệ ổ ợ ữ ơ ược

s d ng r ng rãi trong công nghi p hoá h c nói chung cũng nh công nghi p h uử ụ ộ ệ ọ ư ệ ữ

c nói riêng nh trong công nghi p hoá d u, dơ ư ệ ầ ược ph m, ph m nhu m,… Thôngẩ ẩ ộ

thường trong công nghi p h u c , CSệ ữ ơ 2 và CCl4 ở ạ d ng h n h p nên mu n s d ngỗ ợ ố ử ụchúng người ta c n thi t ph i tách riêng bi t chúng Đ th c hi n đi u này, ngầ ế ả ệ ể ự ệ ề ười

ta có th ti n hành ch ng luy n h n h p trong các tháp ch ng luy n liên t c ho cể ế ư ệ ỗ ợ ư ệ ụ ặgián đo n.ạ

Đ bể ước đ u làm quen v i công vi c c a m t kỹ s hóa ch t là thi tầ ớ ệ ủ ộ ư ấ ế

k m t thi t b hay h th ng th c hi n m t nhi m v trong s n xu t, em đế ộ ế ị ệ ố ự ệ ộ ệ ụ ả ấ ược

nh n đ án môn h c: â ồ ọ “Quá trình và thi t b Công ngh Hóa h c” ế ị ệ ọ Vi c th c hi nệ ự ệ

đ án này là đi u r t có ích cho m i sinh viên trong vi c t ng bồ ề ấ ỗ ệ ừ ước ti p c n v iế â ớ

th c ti n sau khi đã hoàn thành kh i lự ễ ố ượng ki n th c c a giáo trình ế ứ ủ “C s các quá ơ ở trình và thi t b Công ngh Hóa h c” ế ị ệ ọ Trên c s lơ ở ượng ki n th c đó k t h p v iế ứ ế ợ ớ

ki n th c c a m t s môn khoa h c khác có liên quan,m i sinh viên sẽ t thi t kế ứ ủ ộ ố ọ ỗ ự ế ế

m t thi t b , h th ng thi t b th c hi n m t nhi m v kĩ thu t có gi i h n trongộ ế ị ệ ố ế ị ự ệ ộ ệ ụ â ớ ạquá trình công ngh Qua vi c làm đ án môn h c này, m i sinh viên ph i bi t cáchệ ệ ồ ọ ỗ ả ế

s d ng tài li u trong vi c tra c u, v n d ng đúng nh ng ki n th c,quy đ nh trongử ụ ệ ệ ứ â ụ ữ ế ứ ịtính toán và thi t k , t nâng cao kĩ năng trình bày b n thi t k theo văn b n khoaế ế ự ả ế ế ả

h c và nhìn nh n v n đ m t cách có h th ng.ọ â ấ ề ộ ệ ố

PH N I Ầ : GI I THI U CHUNG Ớ Ệ

I. LÝ THUY T V CH NG LUY N Ế Ề Ư Ệ

1. Ph ươ ng pháp ch ng luy n ư ệ

Ch ng luy n là m t phư ệ ộ ương pháp ch ng c t nh m đ phân tách m t h nư ấ ằ ể ộ ỗ

h p l ng hay h n h p khí đã hóa l ng d a trên đ bay h i tợ ỏ ỗ ợ ỏ ự ộ ơ ương đ i khác nhauố

gi a các c u t thành ph n cùng m t áp su t.ữ ấ ử ầ ở ộ ấ

Phương pháp ch ng luy n này là m t quá trình ch ng luy n trong đó h nư ệ ộ ư ệ ỗ

h p đợ ược b c h i và ng ng t nhi u l n, k t qu cu i cùng đ nh tháp thu đố ơ ư ụ ề ầ ế ả ố ở ỉ ược

m t h n h p g m h u h t các c u t d bay h i và n ng đ đ t yêu c u, phộ ỗ ợ ồ ầ ế ấ ử ễ ơ ồ ộ ạ ầ ươngpháp ch ng luy n cho hi u su t phân tách cao, vì v y nó đư ệ ệ ấ â ượ ử ục s d ng nhi u trongề

th c t nh : s n xu t rự ế ư ả ấ ượu, tách h n h p d u m , tài nguyên, s n xu t metanol,ỗ ợ ầ ỏ ả ấpropylen….

D a trên các phự ương pháp ch ng luy n liên t c, ngư ệ ụ ười ta đ a ra nhi u thi tư ề ế

b phân tách đa d ng nh tháp chóp, tháp đĩa l có ng ch y chuy n, tháp đĩa lị ạ ư ỗ ố ả ề ỗkhông có ng ch y chuy n, tháp đ m… Trong đ án này em đố ả ề ệ ồ ược giao thi t k thápế ế

ch ng luy n liên t c tháp đĩa l không có ng ch y chuy n đ phân tách 2 c u tư ệ ụ ỗ ố ả ề ể ấ ử

CS2 và CCl4, ch đ làm vi c áp su t thế ộ ệ ở ấ ường và h n h p đ u đỗ ợ ầ ược gia nhi t đ nệ ếnhi t đ sôi.ệ ộ

Nguyên t c c a phắ ủ ương pháp này là d a trên nhi t đ sôi c a các c u t ự ệ ộ ủ ấ ử

N u nhi t đ sôi c a các c u t quá cao thì gi m áp su t làm vi c đ gi m nhi tế ệ ộ ủ ấ ử ả ấ ệ ể ả ệ

đ sôi c a các c u t ộ ủ ấ ử

b. Nguyên lý làm vi c ệ : có th làm vi c theo nguyên lý liên t c ho c gián đo nể ệ ụ ặ ạ

 Ch ng gián đo n: phư ạ ương pháp này s d ng trong các trử ụ ường h p :ợ

Nhi t đ sôi c a các c u t khác xa nhau ệ ộ ủ ấ ử

Không đòi h i s n ph m có đ tinh khi t cao ỏ ả ẩ ộ ế

Tách h n h p l ng ra kh i t p ch t không bay h i ỗ ợ ỏ ỏ ạ ấ ơ

Tách s b h n h p nhi u c u t ơ ộ ỗ ợ ề ấ ử

 Ch ng liên t c: là quá trình đư ụ ược th c hi n liên t c ngh ch dòng và nhi u đo n.ự ệ ụ ị ề ạ

2. Thi t b ch ng luy n ế ị ư ệ

Trong s n xu t thả ấ ường s d ng r t nhi u lo i tháp khác nhau nh ng đ u cóử ụ ấ ề ạ ư ề

m t yêu c u c b n là di n tích ti p xúc b m t pha l n, đi u này ph thu c độ ầ ơ ả ệ ế ề ắ ớ ề ụ ộ ộphân tán l u ch t vàoư ấ

Tháp ch ng c t r t phong phú v kích c và ng d ng các tháp l n thư ấ ấ ề ỡ ứ ụ ớ ường

đượ ử ục s d ng trong công ngh l c hóa d u, đệ ọ ầ ường kính tháp ph thu c lụ ộ ượng pha

l ng và lu ng pha khí,đ tinh khi t c a s n ph m Theo kh o sát thỏ ợ ộ ế ủ ả ẩ ả ường có 2 lo iạtháp ch ng: tháp đĩa và tháp đ m.ư ệ

 Tháp đĩa: thân tháp hình tr th ng đ ng bên trong có g n các đĩa, phân chia thânụ ẳ ứ ắtháp thành nh ng đo n b ng nhau Trên đĩa, pha l ng và pha khí ti p xúc v i nhau.ữ ạ ằ ỏ ế ớTùy thu c vào c u t o ta có các lo i tháp đĩa:ộ ấ ạ ạ

Tháp đĩa chóp

Tháp đĩa l : trên đĩa có các l có đỗ ỗ ường kính (2÷12 mm) có 2 lo i tháp đĩa lạ ỗ:

+ Tháp đĩa l có ng ch y chuy n ỗ ố ả ề

+ Tháp đĩa l không có ng ch y chuy nỗ ố ả ề

 Tháp đ m: tháp hình tr g m nhi u đo n n i v i nhau b ng m t bích hay hànệ ụ ồ ề ạ ố ớ ằ ặ

Tháp đĩa l có ng ch y truy n có nh ng u đi m kh c ph c đỗ ố ả ề ữ ư ể ắ ụ ược nhi uề

Trong đ án này em đồ ược giao thi t k h th ng tháp ch ng luy n liên t cế ế ệ ố ư ệ ụ

lo i tháp đĩa l không có ng ch y truy n đ phân tách h n h p hai c u t là CSạ ỗ ố ả ề ể ổ ợ ấ ử 2 –CCl4, ch đ làm vi c áp su t thế ộ ệ ở ấ ường v i h n h p đ u đớ ỗ ợ ầ ược gia nhi t đ n nhi tệ ế ế

Phân t kh i: 76,139 g/molử ố

T tr ng: ỷ ọ 1,261 g/cm3

Nhi t đ nóng ch y: ệ ộ ả -110,8 °C

Nhi t đ sôi: ệ ộ 46,3 °C

Đ hòa tan trong nộ ướ 0,29 g/100 ml (20 °C)c:

Là m t ch t l ng không màu, d bay h iộ ấ ỏ ễ ơ

d ng tinh khi t có mùi th m nh ng d ng ch a tinh ch có mùi khó ch u do l n t p

RONa + CS2 → [Na+][ROCS2 ]

Ph n ng này là n n t ng c a s n xu t xenlulozaả ứ ề ả ủ ả ấ tái sinh, thành ph n chính c aầ ủviscoza, rayon và xenlophan C xanthat và thioxanthat tả ương ng (sinh ra t x lýứ ừ ử

CS2 v i các thiolatớ natri) đ u đề ượ ử ục s d ng nh là tác nhân tách đãi trong ch bi n,ư ế ế

x lý khoáng v t.ử â

Ph n ng v i natri sunfua t o ra trithiocacbonat:ả ứ ớ ạ

Na2S + CS2 → [Na+]2[CS32−]Clo hóa CS2 t o cacbontetracloruaạ

CS2 + Cl2 → CCl4 + S2Cl2

Ph n ng này thông qua h p ch t trung gian là ả ứ ợ ấ thiophotgen, CSCl2

CH4 + 4S → CS2 + 2H2S.

d. Ứ ng d ng ụ : CS2 thường được s d ng làm nguyên li u trong t ng h p ử ụ ệ ổ ợ hóa h uữ

cơ c c p công nghi p, ở ả ấ ệ làm dung môi cho các ch t không phân c c nh brom,ấ ự ưiot, cao su, nh a…ự

Tên g i khác: Tetra clomethane, Benzifom, Cácbon clorua, Mêtan tetraclorua,ọPeclomêtan, Cácbon tet, Benzinofom, Tetrafom, Tetrasol, Freon 10, Halon 104, UN1846

Nhi t đ sôi: ệ ộ 76,720C (350 K)

Đ hòa tan trong nộ ướ 785 - 800 mg/l 25c: ở °C

CCl4 là ch t l ng, không màu, d bay h i, t o ra h i có mùi đ c tr ng nh dung môiấ ỏ ễ ơ ạ ơ ặ ư ưclo hóa khác

Trong phân tử cacbon tetraclorua, b n ố nguyên tử clo n m các v trí đ i x ng t iằ ở ị ố ứ ạcác góc c a c u hình ủ ấ t di nứ ệ k t n i v i nguyên t ế ố ớ ử cacbon tâm b ng các ở ằ liên k tế

c ng hóa trộ ị đ n Do phân bó đ i x ng trong không gian nh v y nên phân tơ ố ứ ư â ử

cacbon tetraclorua không có mômen lưỡng c cự ròng; nghĩa là CCl4 không phân c c.ựTrong vai trò c a m t ủ ộ dung môi, nó hòa tan khá t t các h p ch t không phân c cố ợ ấ ựkhác nh ch t beo và d u m ư ấ ầ ỡ

Tetraclorometan r n có 2 d ng ắ ạ thù hình: d ng k t tinh II dạ ế ưới -47,50C (225,6 K) và

CCl4 không tham gia tr c ti p các ph n ng hóa h c mà ch là dung môi cho cácự ế ả ứ ọ ỉ

ch t không phân c c trong các ph n ng hóa h c ấ ự ả ứ ọ

Ph n ng quan tr ng nh t là: ả ứ ọ ấ

Khi cho toluen vào trong Br2/CCl4 thì brom sẽ th vào v trí o-, p- c a vòng, và chế ị ủ ỉ

th 1 nguyên t H, khác v i dungd ch Brế ử ớ ị 2 trong H2O là dung môi phân c c nên khiự

ph n ng v i toluen sẽ th 1 l n vào 3 v trí o- và p- t o thành d n xu t tribrom.ả ứ ớ ế ầ ị ạ ẫ ấ

Đó chính là đi m khác bi t c b n gi a Brể ệ ơ ả ữ 2/H2O và Br2/CCl4 khi ph n ng v iả ứ ớtoluen hay phenol

c Đi u ch ề ế

T ng h p t metan:ổ ợ ừ

CH4 + 4Cl2 → CCl4 + 4HClPhân h y t các clorocacbon cao h nủ ừ ơ

4 5

3 Thùng cao vị 9 Thi t b gia nhi t đáy thápế ị ệ

4 Thi t b gia nhi t h n h pế ị ệ ỗ ợ

5 Tháp ch ng luy nư ệ 11 Thi t b tháo nế ị ước ng ngư

6 Thi t b ng ng t hoàn toànế ị ư ụ

2. Nguyên lí ho t đ ng ạ ộ

H n h p CSỗ ợ 2 và CCl4 t thùng ch a ban đ u (1) đừ ứ ầ ược b m lên thùng cao vơ ị

b ng b m (2) Ch t l ng trên thùng cao v n u vằ ơ ấ ỏ ị ế ượt quá m c quy đ nh thì sẽ đứ ị ượccho ch y tr l i thùng ch a (1) đ y thùng ch a H n h p CSả ở ạ ứ ầ ứ ỗ ợ 2 – CCl4 t thùng cao vừ ị

sẽ đi qua thi t gia nhi t h n h p đ u ế ệ ỗ ợ ầ L u lư ượng được kh ng ch b ng cách đi uố ế ằ ề

ch nh h th ng van và l u lỉ ệ ố ư ượng kế đây h n h p đ u đỞ ỗ ợ ầ ược đun nóng đ n nhi tế ệ

đ sôi b ng h i nộ ằ ơ ước bão hòa sau đó đi vào tháp ch ng luy n (5) t i đĩa ti p li u ư ệ ạ ế ệ

Trong tháp ch ng luy n h i đi t dư ệ ơ ừ ưới lên và l ng đi t trên xu ng, khi l ngỏ ừ ố ỏ

và h i ti p xúc v i nhau thì quá trình chuy n kh i x y ra trong thi t b Theo chi uơ ế ớ ể ố ả ế ị ềcao tháp thì càng lên cao nhi t đ càng gi m nên khi h i đi t dệ ộ ả ơ ừ ưới lên c u t CClấ ử 4

có nhi t đ sôi cao h n sẽ ng ng t l i thành l ng đi xu ng phía đáy tháp đ ng th iệ ộ ơ ư ụ ạ ỏ ố ồ ờnhi t t a ra khi ng ng t sẽ giúp làm bay h i CSệ ỏ ư ụ ơ 2 Quá trình ti p xúc l ng h i trongế ỏ ơtháp di n ra liên t c làm cho trong pha h i càng gi u c u t d bay h i Cu i cùngễ ụ ơ ầ ấ ử ễ ơ ốtrên đ nh tháp ta sẽ thu đỉ ược h u h t là c u t d bay h i CSầ ế ấ ử ễ ơ 2 và m t ph n c u tộ ầ ấ ửkhó bay h i CClơ 4 H n h p h i này đi qua thi t b ng ng t s n ph m đ nh (6)ỗ ợ ơ ế ị ư ụ ả ẩ ỉ

ng ng t thành l ng và nh thi t b phân chia dòng thì m t ph n s n đ nh đư ụ ỏ ờ ế ị ộ ầ ả ỉ ược

h i l u tr l i tháp đ tăng đ tinh khi t c a s n ph m đ nh Ph n còn l i n ng đồ ư ở ạ ể ộ ế ủ ả ẩ ỉ ầ ạ ồ ộ

đ t yêu c u đạ ầ ược đ a qua thi t b làm l nh (7) đ làm l nh đ n nhi t đ c n thi tư ế ị ạ ể ạ ế ệ ộ ầ ế

trước khi đi vào thi t b ch a s n ph m đ nh (8) H n h p s n ph m l ng đáyế ị ứ ả ẩ ỉ ỗ ợ ả ẩ ỏ ởtháp m t ph n độ ầ ược đ a vào thi t b gia nhi t đáy tháp (9) và quay tr l i đáy thi tư ế ị ệ ở ạ ế

b ch ng luy n Ph n còn l i đị ư ệ ầ ạ ược đ a vào thi t b ch a s n ph m đáy (10) Do đóư ế ị ứ ả ẩ

h i đi lên t đáy tháp ch a ch y u là CSơ ừ ứ ủ ế 2 và đáy tháp là h n h p giàu CClở ỗ ợ 4 Nước

ng ng c a thi t b gia nhi t đư ủ ế ị ệ ược tháo qua thi t b tháo nế ị ước ng ng (11) Thápư

ch ng luy n làm vi c ch đ liên t c, h n h p đ u vào và s n ph m đư ệ ệ ở ế ộ ụ ỗ ợ ầ ả ẩ ược cung

c p và l y ra liên t c.ấ ấ ụ

PH N II: TÍNH TOÁN KỸ THU T THÁP CH NG Ầ Ậ Ư

I TÍNH CÂN B NG V T LI U Ằ Ậ Ệ

1. H cân b ng ph ệ ằ ươ ng trình v t li u ậ ệ

F P

a a

a a

−

− (IX.18– 2 trang 144)Theo đ bài thì : Gề F = 18,2 t n/h = 18200 kg/hấ

a M x

0, 278 1 0, 278

−+

76 154

−+

= 0,976 (kmol/kmol s n ph m đ nhả ẩ ỉ )

aW = 0,045 (ph n kh i lầ ố ượng)

xW =

0,045760,045 1 0,045

76 154

−+

P = 4665,126 kg/h =

4665,12677,872

= 59,907 ( kmol/h)

W = 13534,874 kg/h =

13534,874147,214

= 91,94 ( kmol/h)

II TÍNH CH S H I L U THÍCH H P Ỉ Ố Ồ Ư Ợ

1. Tính ch s h i l u t i thi u R ỉ ố ồ ư ố ể min

B NG 1: Ả B ng thành ph n cân b ng l ng h i c a 2 c u t CSả ầ ằ ỏ ơ ủ ấ ử 2 - CCl4 (IX.2a –2.trang 149)

y 0 13,2 24 42,3 54,4 64,5 72,6 79,1 84,8 90,1 95 100

t 76,7 73,8 71 66 62,3 59 56,1 53,7 51,6 49,6 47,9 46,3

T b ng s li u ta ti n hành vẽ đ th cân b ng l ng h i c a 2 c u t CSừ ả ố ệ ế ồ ị ằ ỏ ơ ủ ấ ử 2 - CCl4

0,438 0,677

Đ th cân b ng l ng h i c a 2 c u t CS ồ ị ằ ỏ ơ ủ ấ ử 2 - CCl 4

20 40 60 80 1000

20 40 60

80 100

= 1,2 ÷ 2,5 (IX.25 – 2 trang 158)

ng v i m i giá tr c a ta đ c m t giá tr R

Ứ ớ ỗ ị ủ ượ ộ ị x Thay Rx ta có đường n ng đ làmồ ộ

vi c c a đo n luy n và đo n ch ngệ ủ ạ ệ ạ ư

B =

1

P x

1,6

1

2,2

2,4

2,5

,501

1,751

2,001

2,251

2,502

2,752

3,002

3,127

0,354

0,325

0,3

0,278

0,26

0,243

0,236

7

14

13

12

11

11

10

10

Nlt(

Rx +1)

42,517

38,514

39,013

39,012

38,522

41,272

40,02

41,27

T đ th ừ ồ ị ⇒

Nlt = 17 đĩa

L p đ th quan h gi a Râ ồ ị ệ ữ x – Nlt(Rx + 1)

Nlt(Rx + 1)

1,751x38,514

Qua đ th ta th y v i Rồ ị ấ ớ x = 1,751 thì Nlt(R+1) = 38,514 là nh nh t hay th tíchỏ ấ ểtháp nh nh t V y Rỏ ấ â th = 1,751, Nlt = 14 đĩa

x R

y : N ng đ ph n mol c a c u t d bay h i trong pha h i đi t dồ ộ ầ ủ ấ ử ễ ơ ơ ừ ưới lên

x : N ng đ ph n mol c a c u t d bay h i trong pha l ng ch y t đĩa xu ngồ ộ ầ ủ ấ ử ễ ơ ỏ ả ừ ố

Rth : Ch s h i l u thích h p ỉ ố ồ ư ợ

Thay s li u vào ta đố ệ ược:

y =

1,751 0,9761,751 1x+1,751 1

= 0,636x + 0,354

b. Ph ươ ng trình đ ườ ng n ng đ làm vi c c a đo n ch ng ồ ộ ệ ủ ạ ư

Lượng h n h p đ u trên m t đ n v s n ph m đ nh :ỗ ợ ầ ộ ơ ị ả ẩ ỉ

F f P

=

=

151,87459,907

= 1,557x – 0,048

III TÍNH Đ ƯỜ NG KÍNH THÁP CH NG LUY N Ư Ệ

Đường kính tháp ch ng luy n đĩa l không có ng ch y truy n đư ệ ỗ ố ả ề ược tính theocông th c sau:ứ

D =

tb y y tb g

).(0188,0

ω

ρ

(m) (IX.90 – 2 trang 181)Trong đó:

gtb: lượng h i (khí) trung bình đi trong tháp (kg/h)ơ

: v n t c h i trung bình đi trong tháp (m/s)â ố ơ

Vì lượng h i và lơ ượng l ng thay đ i theo chi u cao c a tháp và khác nhau trongỏ ổ ề ủ

m i đo n nên ta ph i tính lỗ ạ ả ượng h i trung bình cho t ng đo n.ơ ừ ạ

1' 2'

1. Đ ườ ng kính đo n luy n ạ ệ

a. L ượ ng h i trung bình đi trong đo n luy n ơ ạ ệ

Lượng h i trung bình đi trong đo n luy n có th tính g n đúng b ng trung bìnhơ ạ ệ ể ầ ằ

c ng c a lộ ủ ượng h i đi ra kh i đĩa trên cùng c a tháp và lơ ỏ ủ ượng h i đi vào đĩa dơ ướicùng c a đo n luy n :ủ ạ ệ

gd : Lượng h i đi ra kh i đĩa trên cùng c a tháp ( kg/h)ơ ỏ ủ

g1 : Lượng h i đi vào đĩa dơ ưới cùng c a đo n luy n ( kg/h)ủ ạ ệ

 L ượ ng h i đi ra kh i đ nh tháp : ơ ỏ ỉ

gd = GR + GP = GP ( Rx+1 ) ( IX.92 –2 trang 181) Trong đó:

GP : Lượng s n ph m đ nh (kg/h)ả ẩ ỉ

GR: Lượng ch t l ng h i l u (kg/h) = Gấ ỏ ồ ư P.Rth = 4665,126 1,751 = 8168,635 ( kg/h)Thay s vào ta có : gố d = 4665,126 ( 1, 751 + 1) = 12833,761( kg/h)

 L ượ ng h i đi vào đo n luy n ơ ạ ệ

Lượng h i gơ 1, hàm lượng h i yơ 1 và lượng l ng Gỏ 1 đ i v i đĩa th nh t c a đo nố ớ ứ ấ ủ ạluy n đệ ược xác đ nh theo h phị ệ ương trình cân b ng v t li u và cân b ng nhi tằ â ệ ằ ệ

r1 : n nhi t hóa h i c a h n h p h i đi vào đĩa th nh t c a đo n luy n(kJ/kg)Ẩ ệ ơ ủ ỗ ợ ơ ứ ấ ủ ạ ệ

rd : n nhi t hóa h i c a h n h p h i đi ra kh i đ nh tháp (kJ/kg)Ẩ ệ ơ ủ ỗ ợ ơ ỏ ỉ

Coi: x1 = xF

r1 = rCS2 y1 + ( 1 – y1) rCCl4

rCS2, rCCl4: n nhi t hóa h i c a các c u t nguyên ch t CSẨ ệ ơ ủ ấ ử ấ 2 và CCl4 nhi t đ tở ệ ộ ở F

T xừ 1= xF = 0,438 (ph n mol) n i suy theo ầ ộ B NG 1 Ả được tF = 57,8980C

V i tớ F = 57,8980C n i suy theo ộ B ng I.212 – 1 trang 254 ả ta được:

rCS2, rCCl4: n nhi t hoá h i c a các c u t nguyên ch t là CSẩ ệ ơ ủ ấ ử ấ 2 và CCl4 ở tp

yd: hàm lượng h i đi ra kh i đ nh tháp yơ ỏ ỉ d = xp = 0,976 (ph n mol) ầ

T xừ p = 0,976 (ph n mol) n i suy theo ầ ộ B NG 1 Ả ta được tp = 46,6840C

V i tớ P = 46,6840C n i suy theo ộ B ng I.212 – 1 trang 254 ả ta được:

5 2

R tbL

G G

( kg/h)

b Tính kh i l ố ượ ng riêng trung bình c a đo n luy n ủ ạ ệ

 Đ i v i pha h iố ớ ơ

CS[ M (1 ) ].273

22, 4

tbL tbL CCl tbL

T = (ttbL +273 ): nhi t đ làm vi c trung bình c a đo n luy n, (ệ ộ ệ ủ ạ ệ 0K)

ytbL: N ng đ ph n mol c a CSồ ộ ầ ủ 2 l y theo giá tr trung bình.ấ ị

2

dL cL tbL

++

x x

(ph n mol)ầ

T xừ tbL n i suy theo ộ B NG 1 Ả ta được: txtbL = 51,460C

V i tớ xtbL = 51,460C N i suy theo B ng I.2 – 1 trang 9 ta độ ả ược:

Đ nh t c a pha l ng t = 51,46ộ ớ ủ ỏ ở oC N i suy theo B ng I.101 – 1 trang 91 ta đ c:ộ ả ượ

2 1/4 1/8

Y

g d F G X

G

ρ ρ

dtd : đường kính tương đương c a l hay rãnh (m)ủ ỗ

14627,584.0,0188

0,594 1,6 3,397

2 Đ ườ ng kính đo n ch ng ạ ư

a L ượ ng h i trung bình đi trong đo n ch ng ơ ạ ư

Lượng h i trung bình đi trong đo n ch ng đơ ạ ư ược xác đ nh g n đúng b ngị ầ ằtrung bình c ng c a lộ ủ ượng h i đi ra kh i đo n ch ng và lơ ỏ ạ ư ượng h i đi vào đo nơ ạ

ch ng:ư

1' ''

2

n tb

g g

g = +

[IX.96 – 2 trang 182]

Trong đó:

g’n : lượng h i đi ra kh i đo n ch ng ( kg/h)ơ ỏ ạ ư

g’1 : lượng h i đi vào đo n ch ng (kg/s)ơ ạ ư

Vì lượng h i đi ra kh i đo n ch ng b ng lơ ỏ ạ ư ằ ượng h i đi vào đo n luy n g’ơ ạ ệ n=g1nên:

2

'' g1 g1

g’1 : lượng h i đi vào đo n ch ng ( kg/h)ơ ạ ư

G’1: lượng l ng đi vào đo n ch ng (kg/h)ỏ ạ ư

x’1: hàm lượng l ngỏ

r’1: n nhi t hóa h i c a h n h p h i đi vào trong đĩa th nh t c a đo n ch ngẩ ệ ơ ủ ỗ ợ ơ ứ ấ ủ ạ ưr’n: n nhi t hóa h i c a h n h p h i đi vào đĩa trên cùng c a đo n ch ngẩ ệ ơ ủ ỗ ợ ơ ủ ạ ư

g’n = g1 vì lượng h i b c lên t đĩa trên cùng c a đo n ch ng b ng lơ ố ừ ủ ạ ư ằ ượng h i điơvào đĩa th nh t c a đo n luy nứ ấ ủ ạ ệ

y’1 = yw tìm theo đường cân b ng ng v i xằ ứ ớ w

V i xớ w= 0,087 qua đường cân b ng ta có yằ w = 0,212 ph n molầ

V i xớ w = 0,087(ph n mol) n i suy theo ầ ộ B NG 1 Ả ta được tw = 71,7280C

T từ w =71,7280C,n i suy theo B ng I.212 – 1 trang 254 ta độ ả ược:

213, 26

4.0,045' 6 16421, 408.269,591

G x g g

= 18589,91 (kg/h)

Lượng l ng trung bình trong đo n ch ng làỏ ạ ư

1 ' 1 11756, 282 18200 34293, 287

F tbC

T

( kg/m3) (IX.102 – 2 trang 183)Trong đó:

ytbC: N ng đ ph n mol c a CSồ ộ ầ ủ 2 l y theo giá tr trung bình.ấ ị

2

dC cC tbC

T xừ tbC n i suy theo ộ B NG 1 Ả ta được: txtbC = 63,7060C.

V i tớ xtbC = 63,7060C N i suy t s li u trong B ng I.2 (1 trang 9) ta độ ừ ố ệ ả ược