THIẾT kế hệ THỐNG THIẾT bị CHƯNG LUYỆN LOẠI THÁP CHÓP để PHÂN TÁCH hỗn hợp AXETANDEHIT BENZEN DHCNHN

Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hố ĐỒ ÁN MƠN Q TRÌNH THIẾT BỊ BỘ MƠN Q TRÌNH -THIẾT BỊ ……… **……… THIẾT KẾ HỆ THỐNG THIẾT BỊ CHƯNG LUYỆN LOẠI THÁP CHÓP ĐỂ PHÂN TÁCH HỖN HỢP AXETANDEHIT BENZEN Giáo viên hướng dẫn Sinh viên Mã sinh viên Lớp Thầy Nguyễn Văn Mạnh :Phạm Văn Tuấn :1141440004 :Kỹ thuật Môi trường Hà nội Đồ án môn Quá trình thiết bị Page 1 Phạm Văn Tuấn Lớp ĐHCN Môi Trường-K11 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hố BỘ CƠNG THƯƠNG Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT N Độc lập – Tự – Hạnh phúc Đồ án mơn học q trình thiết bị I)ĐẦU ĐỀ THIẾT KẾ: Thiết kế tháp chưng liên tục loại tháp chóp để phân tách hỗn hợp CH3COH – C6H6 II) CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU: + Hỗn hợp cần tách: CH3COH –C6H6 + Năng suất tính theo hỗn hợp đầu: F= 5,8 (tấn/h) + Nồng độ cấu tử dễ bay hơi: - Hỗn hợp đầu: aF = 32% = 0,32 (phần khối lượng) - Sản phẩm đỉnh: ap = 94,7% = 0,947 (phần khối lượng) - Sản phẩm đáy: aw = 0,8% = 0,008 (phần khối lượng) + Tháp làm việc áp suất thường + Hỗn hơp đầu gia nhiệt đến nhiệt độ sôi III) NỘI DUNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH VÀ TÍNH TỐN: 1/ Giới thiệu chung: + Mở đầu giải thích hỗn hợp chưng luyện + Vẽ thuyết minh dây chuyền sản xuất 2/ Tính tốn thiết bị chính: + Tính tốn cân vật liệu tồn thiết bị + Tính đường kính tháp + Tính chiều cao tháp + Tính cân nhiệt + Tính trở lực tháp 3/ Tính thiết bị phụ: + Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu,hỗn hợp đáy + Tính bơm + Tính thùng cao vị + Tính tốn khí lựa chọn -Bề dày thiết bị -Tính đường kính ống dẫn -Tính đáy nắp thiết bị -Chọn bích ghép -Tính tốn giá đỡ tai treo 4/ Kết luận chung 5/ Tài liệu tham khảo Đồ án mơn Q trình thiết bị Page 2 Phạm Văn Tuấn Lớp ĐHCN Môi Trường-K11 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hoá IV) CÁC BẢN VẼ VÀ ĐỒ THỊ: + Bản vẽ dây chuyền sản xuất A4 + Bản vẽ thiết bị lắp giáp A0 Nhận Xét Của Giáo Viên Hướng Dẫn ∗∗∗∗∗ Hà Nội, ngày … tháng … năm … Người nhận xét MỤC LỤC Lời mở đầu Phần I: Giới thiệu chung I.Giới thiệu hỗn hợp chưng 1.Axeton Đồ án mơn Q trình thiết bị Page 3 Phạm Văn Tuấn Lớp ĐHCN Môi Trường-K11 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hoá 2.Axit axetic II.Sơ đồ chưng 1.Chú thích kí hiệu quy trình 2.Thuyết minh dây chuyền sản xuất .10 3.Các kí hiệu trước tính 10 Phần II: Tính tốn thiết bị 12 I.Tính cân vật liệu toàn thiết bị 12 1.Cân vật liệu 12 2.Xác định số bậc thay đổi nồng độ .13 II.Tính đường kính tháp 27 1.Lưu lượng dòng pha tháp 27 2.Vận tốc tháp 32 Đường kính đoạn luyện 36 Đường kính đoạn chưng 37 III.Chiều cao tháp 37 1.Hệ số khuếch tán 37 2.Hệ số cấp khối 39 3.Hệ số chuyển khối 45 IV.Tính trở lực tháp 50 1.Trở lực đĩa khô 51 2.Trở lực đĩa sức căng bề mặt 52 3.Trở lực lớp chất lỏng đĩa .54 V.Tính cân nhiệt lượng 58 1.Cân nhiệt lượng thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu 58 2.Cân nhiệt lượng tháp chưng luyện .61 3.Cân nhiệt lượng cho thiết bị ngưng tụ .64 4.Cân nhiệt lượng thiết bị làm lạnh 65 Phần III: Tính thiết bị phụ 67 I.Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu .67 1.Hiệu số nhiệt độ trung bình .67 2.Lượng nhiệt trao đổi 67 Đồ án mơn Q trình thiết bị Page 4 Phạm Văn Tuấn Lớp ĐHCN Môi Trường-K11 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hố 3.Diện tích trao đổi nhiệt 68 II.Tính bơm thùng cao vị 75 1.Các trở lực trình cấp liệu 75 2.Chiều cao thùng cao vị so với đĩa tiếp liệu .85 3.Chiều cao làm việc bơm 86 Áp suất toàn phần bơm suất bơm 87 III.Tính tốn khí lựa chọn .88 1.Tính tốn thân tháp 88 2.Tính chóp kích thước chóp 91 3.Tính đáy nắp thiết bị .93 4.Chọn mặt bích 95 Đường kính ống dẫn 96 6.Khối lượng tháp 99 7.Tính tai treo 102 8.Tính chân đỡ .103 Kết luận 104 Tài liệu tham khảo 105 LỜI MỞ ĐẦU Chúng ta sống giới với khoa học kỹ thuật ngày phát triển Trong ngành công nghệ vật liệu không nhắc đến ngành cơng nghiệp hóa học, cơng nghệ hố thuộc lĩnh vực cơng nghệ đòi hỏi kỹ thuật cao, mức độ phát triển công nghệ coi thị trình độ phát triển đất nước Đồ án mơn Q trình thiết bị Page 5 Phạm Văn Tuấn Lớp ĐHCN Môi Trường-K11 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hố Nhận thấy rõ phát triển vũ bão ngành công nghệ hóa học, với lối tư nhạy bén sáng tạo, khoa Cơng nghệ Hóa Trường Đại Học Cơng Nghiệp Hà Nội đào tạo sinh viên chuyên ngành Hóa Điều khơng cung cấp cho đất nước đội ngũ công nhân lành nghề, thợ kỹ thuật có tay nghề cao mà mở hội việc làm cho giới trẻ lĩnh vực mẻ Là sinh viên khoa Công Nghệ Hóa, chúng em trang bị nhiều kiến thức q trình thiết bị cơng nghệ sản xuất sản phẩm hóa học Nhận đồ án hội tốt để chúng em tìm hiểu q trình cơng nghệ, vận dụng kiến thức học mở rộng vốn kiến thức mình, từ giúp chúng em có nhìn cụ thể nghành nghề lựa chọn Cơng nghệ hóa học ngành giữ vị trí, vai trò quan trọng việc sản xuất phục vụ cho nhiều lĩnh vực, cho nghành kinh tế quốc dân, tạo tiền đề cho nhiều ngành phát triển theo Với nhiều phương pháp sản xuất khác lắng, lọc, đun nóng, làm nguội, chưng luyện, hấp thụ, hấp phụ, trích ly, sấy khô, đông lạnh…đã tạo nhiều sản phẩm đa dạng, phong phú đáp ứng nhu cầu ngày lớn người Đặc biệt ứng dụng nhiều chưng luyện, ứng dụng nhiều ngành, lĩnh vực, đặc biệt công nghệ lên men, công nghệ tổng hợp hữu cơ, lọc - hóa dầu, cơng nghệ sinh học Vậy chưng cất gì? quy trình cơng nghệ Ứng dụng sao, thiết bị vật sử dụng cho quy trình cơng nghệ cần đảm bảo u cầu phải tính tốn sao? Vì em xin sâu vào nghiên cứu trình cơng nghệ vận hành quy trình cơng nghệ q trình chưng luyện tháp chóp để phân tách hai hỗn hợp Axetandehit-Benzen Chưng phương pháp dùng để tách hỗn hợp khí lỏng thành cấu tử riêng biệt dựa vào nhiệt độ sôi khác cấu tử hỗn hợp Khi chưng thu nhiều sản phẩm thường có cấu tử có nhiêu sản phẩm Riêng phương pháp chưng luyện hai cấu tử sản phẩm đỉnh gồm chủ yếu cấu tử dễ bay sản phẩm đáy cấu tử khó bay Đồ án mơn Q trình thiết bị Page 6 Phạm Văn Tuấn Lớp ĐHCN Môi Trường-K11 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hố Trong sản xuất ta thường gặp phương pháp chưng khác như: chưng đơn giản, chưng nước trực tiếp, chưng chân không đặc biệt chưng luyện Chưng luyện phương pháp thơng dụng dùng để tách hồn tồn hỗn hợp cấu tử dễ bay có tính chất hòa tan phần hòa tan hồn tồn vào Chưng luyện áp suất thấp dùng cho hỗn hợp dễ bị phân hủy nhiệt nhiệt độ cao, cấu tử dễ bay ngược lại ỨNG DỤNG  Tách dầu mỏ tài nguyên khai thác dạng lỏng  Tách hỗn hợp khí hóa lỏng  Tách hỗn hợp chất hữu tổng hợp hữu Trong công nghệ sinh học, thực phẩm, trình lênmen sản xuất sản phẩm như: rượu, bia, nước ngọt… Vì thế, đề tài ” Thiết kế hệ thống chưng cất Axetandehit - Benzen “ mơn “Đồ Mơn Học Q Trình Thiết Bị” bước giúp cho sinh viên tập luyện chuẩn bị cho việc thiết kế trình thiết bị cơng nghệ lĩnh vực này.Để hồn thành đồ án , thực em cố gắng nhiều Song , bước đầu làm quen với công tác thiết kế nên hẳn không tránh khỏi sai sót Cuối , em xin chân thành cảm ơn thầy cô môn Quá Trình Thiết Bị , đặc biệt thầy Nguyễn Văn Mạnh , người trực tiếp hướng dẫn giúp đỡ em nhiều suốt thời gian thực đồ án thiết kế PHẦN I GIỚI THIỆU CHUNG I GIỚI THIỆU VỀ HỖN HỢP CHƯNG: Aetandehit hai loại hố chất quan trọng nghành cơng nghiệp hóa chất Đồ án mơn Q trình thiết bị Page 7 Phạm Văn Tuấn Lớp ĐHCN Môi Trường-K11 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hố Axetandehit axetandehit hay gọi ethanol, chất lỏng khơng màu, có mùi este , tan tốt nước, tan tốt vối số dung môi hữu  Tính chất vật lý axetandehit • Cơng thức cấu tạo là: • Khối lượng phân tử là: • Bên ngồi: • Khối lượng riêng: • Điểm nóng chảy: • Điểm sôi: • Độ tan nước • Độ nhớt:  Tính chất hóa học CH3CHO 44 chất lỏng không màu 0.784 g·cm−3 (20 °C) −123,37 °C 20,2 °C ~0.215 ( 20 °C) Axetandehit có cơng thức phân tử là: CH3-CH=O axetandehit vừa chất oxy hoá, vừa chất khử Tham gia phản ứng oxy hoá (CH3CHO chất khử) C2H5OH + CH3CHO + CuO → Cu + H2O CH3CH=O + 1/2 O2CH3COOH  Độc tính Là chất độc gây ung thư  ứng dụng Axetandehit dùng để sản xuất axit axetic, andehit axetic, n-butyl andehit, nbutanol, 2-etylhexanol, etylaxetat, cloral, piridin…vv Hiện sản phẩm điều chế từ phương pháp khác thuận lợi hơn: axit axetic cacbonyl, n-butyl andehit, n-butanol qua hidrofomyl hóa propilen Vì Axetandehit dùng  Điều chế Người ta điều chế Axetandehit từ hai nguồn nguyên liệu axetilen etilen Ngồi đề hiđro hóa etanol oxi hóa ankan  Ứng dụng  Nguồn cung cấp Benzen Benzen hợp chất vòng thơm, chất lỏng khơng màu, có mùi thơm nhẹ đặc trưng, nhẹ nước,khơng phân cực tan tốt Đồ án mơn Q trình thiết bị Page 8 Phạm Văn Tuấn Lớp ĐHCN Môi Trường-K11 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hố dung môi hữu không phân cực, đồng thời dung môi tốt cho nhiều chất Iot, lưu huỳnh, chất béo…  Tính chất vật lý Benzen • Công thức cấu tạo : • Khối lượng phân tử : • Bề ngồi : • Khối lượng riêng : • Điểm nóng chảy : • Điểm sơi : • Tỷ khối : • Độ hòa tan nước : • Độ nhớt : C H6 78 ĐVC Chất lỏng không màu 0,8786 g/cm³, chất lỏng 5,5 °C (278,6 K) 80,1 °C (353,2 K) d204=0,879 1,79 g/L (25 °C) 0.7528 cP (10 °C) 0.6076 cP (25 °C) 0.4965 cP (40 °C) 0.3075 cP (80 °C  Tính chất hóa học - Benzen hợp chất vòng bền vững, tương đối dễ tham gia phản ứng thế, khó tham gia phản ứng cộng, OXH Đặc tính hóa học gọi tính thơm + phản ứng nguyên tử (Cl,Br, )hoặc với HNO3 VD: C6 H vòng benzen với halogen C6 H C H + Br  Br + HBr C H HNO3 C H NO2 H O +  + + phản ứng cộng: H , Cl VD: C H + H  C H 12 C6 H C H Cl + Cl  6 + phản ứng oxi hóa hồn tồn (phản ứng cháy): C6 H + 15/2 O2  CO2 +3 H O  Độc tính Tuy benzen có mùi thơm nhẹ, mùi có hại cho sức khoẻ (gây bệnh bạch cầu) Ngoài ra, hít Benzen vào, gây vơ sinh, cần lưu ý tiếp xúc trực tiếp với Benzen Có thể gây bệnh ung thư máu Benzen rơi vào da gây bỏng rát  Điều chế: + Từ thiên nhiên: thơng qua hidrocacbon điều chế phòng thí nghiệm nên thu lượng lớn phương pháp chưng cất than đá, dầu mỏ Đồ án mơn Q trình thiết bị Page 9 Phạm Văn Tuấn Lớp ĐHCN Môi Trường-K11 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hố + Đóng vòng đề hidro hóa ankan + Các ankan tham gia đóng vòng đề hidro hóa tạo thành hidrocacbon thơm nhiệt độ cao có mặt xúc tác Cr2 O3 hay kim loại chuyển tiếp Pd, Pt CH (CH )CH  C6 H + Đề hidro hóa: xicloankan bị đề hidro hóa nhiệt độ cao với có mặt xúa tác kim loại chuyển tiếp tạo thành benzen hay dẫn xuất benzen: C H 12  C6 H + Đi từ axetilen: đun axetan có mặt xúc tác than hoạt tính hay phức niken Ni(CO)[( C H ) P] nhiệt độ 600sẽ thu benzen: C2 H  C6 H + Dùng axit benzoic Cho axit benzoic tác dụng với natri hidroxit theo phản ứng C6H5COOH + NaOH —> C6H6 + Na2CO3  Ứng dụng  Sản xuất styren cho tổng hợp polymer  Sản xuất cumen cho việc sản xuất lúc axeton phenol  Sản xuất cyclohexan tổng hợp tơ nilon  Làm dung môi, sản xuất dược liệu  Ngoài Benzen dùng để điều chế nitro benzen, anilin, tổng hợp phẩm nhuộm,dược phẩm…Clobenzen dung môi tổng hợp DDT, hexacloaran (thuốc trừ sâu), Stiren (monome để tổng hợp chất dẻo) nhiều sản phẩm quan trọng khác  Nguồn cung cấp Nguồn cung cấp Benzen cho công nghiệp nhựa chưng cất , than đá,hexan toluen dầu mỏ.Khi nung than béo nhiệt độ cao để luyện than cốc nhựa than đá.Trong nhựa than đá có chứa nhiều chất hữu khác chưng cất phân đoạn thu Benzen Đồ án mơn Q trình thiết bị Page 1010 Phạm Văn Tuấn Lớp ĐHCN Môi Trường-K11 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hố Dt D Db DI Do 1400 1540 1490 1460 1413 Page 9595 Phạm Văn Tuấn Lớp ĐHCN Môi Trường-K11 Bulong 32 db = M20 Đồ án mơn Q trình thiết bị Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hố Chiều dày bích h = 25 mm Để nối ống dẫn vào thiết bị ta dùng kiểu bích vật liệu CT3 Chọn số bích : Dối với tháp có đường kính 1,4(m) ta tra bảng IX.4 trang 170 STQTTB tập ta có khoảng cách bích 2000 mm Số bích đoạn luyện :n1 =HL/2=10,8/2=5,4 bích Quy chuẩn lấy n1 =6 bích Số bích đoạn chưng :n2 =HC/2=2,2/2=1,1 bích Quy chuẩn lấy n2=1 bích Vậy tổng số bích :n=n1+n2+2=6+1+2=9 bích Trong có bích để nối nắp đáy chóp với tháp Số bích cặp bích Bước bích m Tính đường kính ống dẫn : Đường kính ống dẫn tính theo cơng thức sau : d= = (STQTTB II _ 236) Trong : V : Lưu lượng chất chuyển động ống [ m3/ s ] w : Vận tốc chất ống [ m/ s ] Đồ án môn Quá trình thiết bị Page 9696 Phạm Văn Tuấn Lớp ĐHCN Môi Trường-K11 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hố a Đường kính ống dẫn sản phẩm đỉnh: Ống dẫn sản phẩm đỉnh ống nối nắp tháp thiết bị ngưng tụ Hỗn hợp đỉnh tháp có nhiệt độ hỗn hợp t = 58,4832 oC Lượng đỉnh tháp : gđ = 103,9403( kmol/ h ) Lưu lượng thể tích đỉnh tháp: == 0,7853 Tháp làm việc áp suất thường với nhiệt chọn w = 30 50 ( m/ s ) Chọn vận tốc w = 30 m/ s Đường kính ống dẫn sản phẩm đỉnh : d = = 0,1826 m=182,6 mm Chọn d1 =190 mm, chiều dài ống bên l1 = 130 mm [ II _ 434 ] Vận tốc thực tế ta được: m/s b Đường kính ống chảy chuyền: Chọn vận tốc lỏng qua ống chảy chuyền w = 0,15 m/s Chọn số ống chảy chuyền với đĩa z = Đường kính ống chảy chuyền đoạn chưng = (m) =0,1917 (m) Đường kính ống chảy chuyền đoạn luyện = =0,0915(m) → Quy chuẩn dc = 0,2(m)=200(mm) c Ống dẫn hỗn hợp đầu vào tháp: hỗn hợp đầu vào hỗn hợp lỏng Lượng hỗn hợp đầu vào tháp F =5800 kg/h Nhiệt độ hỗn hợp đầu: tF = 82,8964 0C Khối lượng riêng hỗn hợp CH3COH C6H6 tính theo cơng thức : [I_5] Tra khối lượng riêng theo I _ T t1 t 80 t t2 82,8964 100 (tF) Đồ án mơn Q trình thiết bị Page 9797 Phạm Văn Tuấn Lớp ĐHCN Môi Trường-K11 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội A B Khoa Công Nghệ Hoá 719 ? 693 981 ? 958 Sử dụng cơng thức nội suy ta có: = 715,2346 kg/m3, = 977,669 kg/m3 Thay số vào cơng thức (1) ta có: Với aF=0,34 Do = 869,23 kg/ m3 Chọn vận tốc là=0,3 m/ s Lưu lượng thể tích hỗn hợp đầu: = = 3,291.10-3 (m3/s) Đường kính ống dẫn hỗn hợp đầu : d = = 0,1182 m Quy chuẩn d = 120 mm, chiều dài ống bên l = 120 mm(theo bảng trang 434 tập Py=0,1 Vận tốc thực tế ta được: m/s d Đường kính ống dẫn sản phẩm đáy: Hỗn hợp tháo hỗn hợp lỏng có nồng độ x = x W = 0,0141 phần mol; nhiệt độ hỗn hợp t = tW = 116,0912oC Khối lượng riêng hỗn hợp lỏng tính theo công thức : [I_5] Tra khối lượng riêng theo I _ có t t1 t 100 T t2 116,0912 120 (tF) A B 693 ? 665 958 ? 922 Sử dụng nội suy ta có: = 670,472 kg/m3 , = 929,035 kg/m3 Do = 924,755 kg/ m3 Khối lượng sản phẩm đáy : W=6579,295 kg/ h Lưu lượng thể tích hỗn hợp đầu: = = 1,976.10-3 (m3/s) Đường kính ống dẫn hỗn hợp đầu là:d = = 0,0916 m Đồ án mơn Q trình thiết bị Page 9898 Phạm Văn Tuấn Lớp ĐHCN Môi Trường-K11 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hố Quy chuẩn d = 100 mm, chiều dài ống bên l =120 mm(theo bảng trang 434 tập Py=0,1 Vận tốc thực tế ta được: m/s e Đường kính ống dẫn ngưng tụ hồi lưu: Lượng ngưng tụ hồi lưu là: GR = = 0,6455 kg/s Nhiệt độ ngưng tụ hồi lưu: tR = 58,4832 oC Khối lượng riêng hỗn hợp lỏng tính theo cơng thức : [I_5] Tra khối lượng riêng theo I _ có : t t1 t 40 T t2 58,4832 60 (tF) A B 768 ? 746 1027 ? 1004 3 → = 758,6684 kg/m , = 1017,244 kg/ m Do = 911,605 kg/ m3 Lưu lượng thể tích ngưng tụ: = = 7,0809.10-4 (m3/s) Đường kính ống dẫn hỗn hợp đầu : d = = 0,05483 m Quy chuẩn d=60mm chiều dài ống bên l = 100 mm Vận tốc thực tế ta được: m/s f Ống dẫn sản phẩm đáy hồi lưu: Lượng sản phẩm đáy hồi lưu: gđ=g1’ = 130,6072(kmol/h) Nhiệt độ sản phẩm đáy t = tW = 116,0912oC Lưu lượng thể tích sản phẩm đáy hồi lưu: = =1,1582 (m3/s) Đường kính ống dẫn hỗn hợp đầu : d = =0,2429 m Quy chuẩn d = 250 mm, chiều dài ống bên l = 140 mm Vận tốc thực tế ta được: m/s Khối lượng tháp: G = GT + GN-Đ + GB + Gbl + GĐ + GÔ + GL ( Kg ) Đồ án mơn Q trình thiết bị Page 9999 Phạm Văn Tuấn Lớp ĐHCN Môi Trường-K11 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hố Trong : GT : Khối lượng thân tháp trụ ( kg ) GN-Đ : Khối lượng nắp đáy tháp ( kg ) GB : Khối lượng bích ( kg ) Gbl : Khối lượng bulơng nối bích ( kg ) GĐ : Khối lượng đĩa tháp ( kg ) GÔ : Khối lượng ống chảy chuyền ( kg ) GL : Khối lượng chất lỏng điền đầy tháp ( kg ) a Khối lượng thân tháp trụ: Khối lượng riêng thép = 7,9.103 kg/ m3 Đường kính thân tháp Dt = 1,4 m Chiều dày thân tháp mm Chiều cao thân tháp H = 13 m  Khối lượng thân tháp : GT = =904,2283 kg b Khối lượng nắp đáy tháp: Theo thông số nắp đáy chọn : Bề mặt nắp, đáy tháp tra theo II _ 382, ta F = 2,24 m2 Chiều dày nắp, đáy tháp lấy chung S = mm Khối lượng nắp đáy tháp : GN-Đ = F S = 2.2,24.5.10-3.7,9.103 =176,96 kg c Khối lượng bích: Dt D Db DI Do 1400 1540 1490 1460 1413 Bulong 32 db Các thơng số bích chọn : Đường kính bích Dt = 1400 mm Đường kính ngồi bích D = 1540 mm Chiều dày bích : h = 0,025 m Số bích : n=9 Đồ án mơn Q trình thiết bị Page100 100 Phạm Văn Tuấn Lớp ĐHCN Môi Trường-K11 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hố Khối lượng bích : → GB = = kg d Khối lượng bulơng nối bích: Với bích, cặp cần 32 bulong loại M20 ( khối lượng 0,15 kg/cái ) Khối lượng bulơng nối bích : Gbl = 10 32 0,15 = 48 kg e Khối lượng đĩa tháp: Theo thông số đĩa chọn : Đường kính đĩa : D = 1,4 m Chiều dày đĩa = 0,002 m Số đĩa 27 đĩa Khối lượng đĩa tháp : GĐ = = = 656,3667 kg f Khối lượng ống chảy truyền: Khối lượng ống chảy truyền : mÔ = Tháp có 27 đĩa ( 23 đĩa luyện đĩa chưng) đĩa lắp ống chảy chuyền Số ống chảy chuyền 27 ống ∙ Đoạn chưng: mÔ = = 2,151 kg ∙ Đoạn luyện: mÔ = = 1,0325 kg Khối lượng ống chảy chuyền : GÔ = nÔ mÔ =2,151.23 + 1,0325.4= 53,603 kg g Khối lượng chất lỏng điền đầy tháp: Khối lượng riêng trung bình pha lỏng tháp: = 869,23 kg/ m3 GL = kg → Khối lượng tháp : G = GT + GN-Đ + GB + Gbl + GĐ + GÔ + GL ( Kg ) →G=904,2283+176,96+574,3209+48+656,3667+53,603+17386,1646=19799,6435 kg Tính tai treo: Trọng lượng tháp P = G g =19799,6435 9,81 = 1,9423.105 kg Đồ án mơn Q trình thiết bị Page101 101 Phạm Văn Tuấn Lớp ĐHCN Môi Trường-K11 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hố Tải trọng tác dụng lên tai treo GC = P:4 = N = 4,8557.104 N Để đảm bảo an toàn ta chọn Gc = 6.104 N Tải trọng cho phép trên1 tai treo 6.104 F.104 q.10-6 m2 N/m2 451 1,33 L B B1 H S l a d 12 100 25 34 Mm 230 200 205 350 Khối lượng tai treo kg Chọn tai treo thiết bị thẳng đứng hình vẽ : Tấm lót cho tai treo thép: Tải trọng cho phép trên1 tai treo Chiều dày tối thiểu thành thiết bị khơng có lót Chiều dày tối thiểu thành thiết bị có lót H B SH Mm 20 Đồ án mơn Q trình thiết bị 740 550 10 10 550 340 14 460 230 Page102 102 Phạm Văn Tuấn Lớp ĐHCN Môi Trường-K11 13,2 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hố Chọn lót cho tai treo thép: Tải trọng cho phép trên1 tai treo Chiều dày tối thiểu thành thiết bị khơng có lót Chiều dày tối thiểu thành thiết bị có lót H B SH 340 Mm 20 10 550 Tính chân đỡ: Chọn chân thép chân Tải trọng cho phép chân G.104 N Bề mặt đỡ F= 104 (m2) 711 Tải trọng cho phép đất L B B1 B2 H h s l d 18 110 34 mm 0,84 300 240 260 370 450 226 (chú ý:giá trị A Dt lấy đáy elip,vật liệu làm chân thép CT3) → Tải trọng chân đỡ: 4.6.104 = 240000 (N) > P → Phù hợp Đồ án môn Quá trình thiết bị Page103 103 Phạm Văn Tuấn Lớp ĐHCN Môi Trường-K11 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hố KẾT LUẬN Chưng luyện q trình tiến hành đa số tháp có dòng chuyển động ngược chiều Trong phải có chi tiết để tiến hành đảm bảo sư tiếp xúc pha tốt (các lợi đĩa…) Phương pháp tính tốn thiết kế hệ thống chưng luyện liên tục hấp thụ có nhiều điểm giống Tuy nhiên đặc điểm trình chưng luyện hệ số phân bố thay đổi theo chiều cao tháp, đồng thời trình truyền nhiệt diễn song song với trình chuyển khối làm cho q trình tính tốn thiết kế trở nên phức tạp Một khó khăn mà tính tốn thiết kế tháp chưng luyện ln gặp phải khơng có cơng thức chung cho việc tính tốn hệ số động học q trình chưng luyện cơng thức tính toán chưa phản ánh đầy đủ tác dụng động học hiệu ứng hóa học, lý học…mà chủ yếu công thức thực nghiệm cơng thức tính tốn phần lớn phải tính theo giá trị trung bình, thơng số vật lý chủ yếu nội suy, nên khó khăn tính tốn xác Với quy trình cơng nghệ tính tốn ta thấy lượng nhiệt đáng kể cần giải ngưng tụ sản đỉnh, giải nhiệt sản phẩm đỉnh giải nhiệt cho sản phẩm đáy chưa tận dụng để gia nhiệt cho dòng nhập liệu Nhưng q trình tính tốn để gia nhiệt cho dòng nhập liệu tới trạng thái lỏng sơi tận dụng nhiệt chưa đủ để gia nhiệt tới lỏng sơi phải tốn thêm thiết bị, đường ống… làm tăng chi phí phân xưởng Vấn đề tận dụng nhiệt vấn đề thực tế quan tâm, giải pháp để cao hiệu trình tiết kiệm lượng Đồ án môn học môn học tổng hợp, đồ án giúp em củng cố thêm kiến thức học, phát huy trình độ độc lập sáng tạo Bản đồ án không để làm sáng tỏ thêm lý thuyết, nắm vững phương pháp tính tốn ngun lý vận hành thiết bị Đồ án mơn Q trình thiết bị Page104 104 Phạm Văn Tuấn Lớp ĐHCN Môi Trường-K11 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hố Để hồn thành đồ án này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô khoa Công Nghệ Hóa Đặc biệt em xin cảm ơn thầy Nguyễn Văn Mạnh tận tình hướng dẫn, bảo, tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em làm đồ án Trong phạm vi khuôn khổ đồ án môn học, thời gian không cho phép đồng thời lần tiếp xúc với cách làm đồ án khơng tránh khỏi bỡ ngỡ, sai sót Mặt khác q trình tính tốn thiế kế tính tốn lý thuyết, kết tìm phải quy chuẩn áp dụng vào thực tế cần phải có tính tốn cụ thể rõ ràng để phù hợp với thực tế sản xuất Là sinh viên em chưa tiếp xúc với nhiều cơng nghệ, với thực tế sản xuất việc tính tốn khí tính bền chi tiết khơng tránh khỏi sai sót Em mong nhận góp ý chân thành, lời nhận xét sửa chữa từ thầy để đồ án em hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa! Hà Nội, ngày 23 tháng 05 năm 2013 Sinh viên PHẠM VĂN TUẤN Đồ án môn Quá trình thiết bị Page105 105 Phạm Văn Tuấn Lớp ĐHCN Môi Trường-K11 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hoá TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Hùng Dũng – Nguyễn Văn Lục – Hoàng Minh Nam – Vũ Bá Minh, “Q trình Thiết bị Cơng Nghệ Hóa Học – Tập 1, Quyển 2: Phân riêng khí động, lực ly tâm, bơm, quạt, máy nén Tính hệ thống đường ống”, Nhà xuất Đại học Quốc gia TpHCM, 1997, 203tr [2] Võ Văn Bang – Vũ Bá Minh, “Q trình Thiết bị Cơng Nghệ Hóa Học – Tập 3: Truyền Khối”, Nhà xuất Đại học Quốc gia TpHCM, 2004, 388tr [3] Phạm Văn Bơn – Nguyễn Đình Thọ, “Q trình Thiết bị Cơng Nghệ Hóa Học – Tập 5: Q trình Thiết bị Truyền Nhiệt”, Nhà xuất Đại học Quốc gia TpHCM, 2002, 372tr [4] Phạm Văn Bôn – Vũ Bá Minh – Hồng Minh Nam, “Q trình Thiết bị Cơng Nghệ Hóa Học – Tập 10: Ví dụ Bài tập”, Nhà xuất Đại học Quốc gia TpHCM, 468tr [5] Tập thể tác giả, “Sổ tay Q trình Thiết bị Cơng nghệ Hóa chất – Tập 1”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 1999, 626tr [6] Tập thể tác giả, “Sổ tay Q trình Thiết bị Cơng nghệ Hóa chất – Tập 2”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 1999, 447tr [7] Hồ Lê Viên, “Thiết kế Tính tốn thiết bị hóa chất”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 1978, 286tr [8] Nguyễn Minh Tuyển, “Cơ sở tính tốn Máy Thiết bị Hóa chất – Thực phẩm”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 1984, 134tr Đồ án mơn Q trình thiết bị Page106 106 Phạm Văn Tuấn Lớp ĐHCN Môi Trường-K11 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Đồ án mơn Q trình thiết bị Khoa Cơng Nghệ Hố Page107 107 Phạm Văn Tuấn Lớp ĐHCN Mơi Trường-K11 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Đồ án môn Q trình thiết bị Khoa Cơng Nghệ Hố Page108 108 Phạm Văn Tuấn Lớp ĐHCN Môi Trường-K11 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Đồ án mơn Q trình thiết bị Khoa Cơng Nghệ Hố Page109 109 Phạm Văn Tuấn Lớp ĐHCN Môi Trường-K11 ... nghiên cứu q trình cơng nghệ vận hành quy trình cơng nghệ q trình chưng luyện tháp chóp để phân tách hai hỗn hợp Axetandehit- Benzen Chưng phương pháp dùng để tách hỗn hợp khí lỏng thành cấu tử... thiết bị chính: + Tính tốn cân vật liệu tồn thiết bị + Tính đường kính tháp + Tính chiều cao tháp + Tính cân nhiệt + Tính trở lực tháp 3/ Tính thiết bị phụ: + Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu ,hỗn. .. Nội Khoa Cơng Nghệ Hố 4- Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu 5- Tháp chưng luyện 9- Thiết bị gia nhiệt đáy tháp 10- Thùng chứa sản phẩm đáy 11- Lưu lượng kế Đồ án môn Quá trình thiết bị Page 1313 Phạm