Luận án với mục tiêu xây dựng và kiểm chứng mô hình tổng quát của tháp chưng luyện dùng để tách hỗn hợp nhiều cấu tử; ứng dụng mô hình để nghiên cứu các hành vi của các cấu tử trong tháp chưng luyện hỗn hợp nhiều cấu tử; xác định chế độ tách hợp lý của các cấu tử; phân tích và tổng hợp lộ trình tách hỗn hợp lỏng nhiều cấu tử. Mời các bạn cùng tham khảo luận án để nắm chi tiết nội dung nghiên cứu.
TR B GIÁO D C VÀ ÀO T O NG I H C BÁCH KHOA HÀ N I -*** - Cao Th Mai Duyên T I U HOÁ H TH NG TÁCH H N H P NHI U C UT NH N ETANOL - N C B NG PH C VÀ CÁC T P CH T NG PHÁP LÊN MEN Chun ngành: Q trình Thi t b Cơng ngh Hố h c Mã s : 62.52.77.01 TĨM T T LU N ÁN TI N S K THU T Hà N i - 2010 Cơng trình c hồn thành t i: B mơn Q trình - Thi t b Cơng ngh Hố TP – Khoa Cơng ngh Hố h c - Tr Ng ih ng i h c Bách Khoa Hà N i PGS TS Nguy n H u Tùng ng d n khoa h c: Ph n bi n 1: PGS TS Nguy n Th Di m Trang Ph n bi n 2: GS TSKH Nguy n Minh Tuy n Ph n bi n 3: TS Thái Nguy n Huy Chí Lu n án s h p t i tr Vào h i c b o v tr ng cH i ng ch m lu n án c p Tr i h c Bách Khoa Hà N i gi ngày Có th tham kh o lu n án t i: - Th vi n Qu c gia Vi t Nam tháng n m 2010 ng M Tính c p thi t c a U tài Trong th c t s n xu t th ng g p h dung d ch nhi u c u t ph c t p nh h n h p d u m , h n h p c a trình lên men, ch ph m sinh h c, h n h p khí hoá l ng… thu c s n ph m có t cao c n thi t ph i phân tách riêng c u t có h Ph ph bi n nh t d ng ph tách h ph ng pháp ch ng luy n tinh ng pháp ng pháp ch ng luy n Khi áp tách h n h p nhi u c u t th ng g p khó kh n nh : + Khó tách tri t c u t , nh , ho c h t o h n h p ph i k t h p nhi u ph bay h i t ng phí ng i c a c u t tách h th ng ng pháp tách khác + H th ng thi t b ph c t p, cho h g m n c u t ph i c n nh t (n-1) tháp ch ng luy n 2(n-1) thi t b trao + S l trình tách l n, nên vi c a i nhi t c l trình tách h p lý th ng g p nhi u khó kh n + Tiêu hao n ng l ng cho trình phân tách l n Vì v!y, vi c nghiên c u t i u hố q trình phân tách h nhi u c u t nh"m nâng cao hi u qu phân tách, gi m kinh phí gi m tiêu hao nguyên v!t li u n ng l ng v n u t cho h th ng thi t b , thi t th c c p bách hi n M c ích c a tài Xây d ng ki m ch ng mơ hình t ng qt c a tháp ch ng luy n dùng tách h n h p nhi u c u t #ng d ng mơ hình nghiên c u hành vi c a c u t tháp ch ng luy n h n h p nhi u c u t #ng d ng mơ hình xác nh ch tách h p lý c a c u t tháp ch ng luy n #ng d ng mô hình nhi u c u t phân tích t ng h p l trình tách h n h p l ng #ng d ng mơ hình t b"ng ph it ti n hành t i u h th ng tách h n h p nhi u c u ng pháp ch ng luy n theo ch$ tiêu n ng l ng nghiên c u c a ng tiêu t n tài Quá trình tách h n h p l ng nhi u c u t tháp ch ng luy n h th ng tháp ch ng luy n N i dung ch y u c a tài Nghiên c u b"ng th c nghi m hành vi c a c u t c a h etanol - n c u t c t p ch t tháp ch ng luy n Nghiên c u cân b"ng pha l ng - h i c a h dung d ch nhi u c u t Ti n hành l a ch n mơ hình cân b"ng pha l ng - h i c a h nhi u c u t tra ki m tin c!y c a mơ hình ã ch n Xây d ng mơ hình t ng qt c a tháp ch ng luy n dùng tách h n h p l ng nhi u c u t Ki m ch ng s phù h p c a mơ hình theo phân b n ng c a etanol, phân b nhi t phân b n ng chi u cao c a tháp ch ng luy n b"ng ph c a m t s t p ch t theo ng pháp th c nghi m Ti n hành chia nhóm c u t theo hành vi c a chúng % tháp ch ng luy n nghiên c u ch tách h p lý cho t&ng nhóm c u t #ng d ng mơ hình t ng quát c a tháp ch ng luy n b n dùng phân tích s c tách h n h p nhi u c u t g m ba tháp tách #ng d ng mơ hình t ng qt c a tháp ch ng luy n t ng h p s h n h p l ng nhi u c u t g m tháp tinh ch làm vi c % áp su t th tách ng #ng d ng mơ hình t ng qt c a tháp ch ng luy n thu!t toán gi i h l n tính tốn ki m tra s tinh ch c n t i Công ty c ph n mía ng Lam S n – Thanh Hố #ng d ng mơ hình t ng qt c a tháp ch ng luy n thu!t toán gi i h l n t ng h p s tinh ch c n g m tháp làm vi c t i áp su t khác nghiên c u kh n ng k t n i nhi t gi'a tháp Nh ng óng góp m i c a tài ã xây d ng ki m tra b"ng th c nghi m mơ hình t ng quát c a tháp ch ng luy n h n h p nhi u c u t ã ng d ng mơ hình t ng qt c a tháp ch ng luy n kh o sát hành vi c a c u t % tháp ch ng luy n Các k t qu kh o sát ã cho phép nguyên t(c chia nhóm c u t ã a có h thành nhóm c u t xu t nguyên t(c chung dùng phân tích t ng h p h th ng tách h n h p nhi u c u t : nguyên t(c tách theo nhóm Nguyên t(c ã cho phép gi m k s ph thu!n l i cho vi c tìm ph ã ng tách c n ph i kh o sát, v!y t o i u ki n ng án tách h p lý xu t thu!t toán dùng phân tích t ng h p h th ng tinh ch l n: nguyên t(c chia nh toán Thu!t toán cho phép t ng kh n ng h i t , gi m kh i l ng th i gian tính tốn Ý ngh a giá tr th c ti n c a tài Mơ hình t ng qt c a tháp ch ng luy n ã cho phép kh o sát chi ti t h dung d ch etanol - n c c u t t p ch t c)ng nh h th ng dùng tách h n h p Do h dung d ch etanol - n ph c c u t t p ch t nh!n c b"ng ng pháp lên men h dung d ch i n hình khơng lý t %ng nên k t qu nghiên c u nh!n c cho h có th áp d ng c cho h dung d ch nhi u c u t khác ã ti n hành t ng h p s tách h p lý cho trình tinh ch áp d ng cho s n xu t c n th c ph m ch t l tính m t ng cao gi m c tiêu hao n ng l ng n v s n ph m Nguyên t(c tách h n h p nhi u c u t theo nhóm t o i u ki n thu!n l i cho tính tốn, thi t k t i u hoá h th ng tách h n h p nhi u c u t Thu!t toán chia nh toán gi i mơ hình c a h l n cho phép gi m c th i gian tính tốn t ng kh n ng h i t CH NG - T NG QUAN 1.1 H dung d ch nhi u c u t M t nh'ng h n h p nhi u c u t th dung d ch nh!n c u t t p ch t ng g p th c t s n xu t c b"ng trình lên men, nh h etanol - n c ây dung d ch th c nhi u c u t r t i n hình c u t h có nh h %ng l*n h t s c ph c t p gây nhi u khó kh n cho vi c phân tách riêng c u t H dung d ch có th bao g m kho ng h n 50 c u t [3] g m ch y u nhóm c u t sau: nhóm an ehyt, nhóm este, nhóm axit nhóm r thành h n h p u b!c cao Trong h có kh n ng t o ng phí c u t , h n h p ng phí c u t h có th xu t hi n vùng d th pha l ng 1.2 Ch ng luy n h n h p nhi u c u t tách h dung d ch g m n c u t , h th ng th ch ng luy n t ng ng t ng ng (n-1) thi t b $nh tháp Khi ó, s l l n n ng l ng ph i có (n-1) tháp un sơi áy tháp (n-1) thi t b ng thi t b ph i s d ng s tách ng tiêu t n cho trình tách c)ng s+ r t l n Tách h n h p nhi u c u t b"ng ch ng luy n có th th c hi n theo nhi u l trình tách khác i v i h dung d ch g m c u t s nh t tháp s+ có ph ng án tách Cho h n h p c u t , s l trình tách s+ 22, cho h n h p c u t , s l trình tách lên h có nhi u c u t , s l tách s+ có n 119 [23] Nh v!y, ng l trình tách s+ r t l n q trình tính tốn s+ r t ph c t p 1.3 T i u hố q trình phân tách h nhi u c u t gi m kinh phí n ng l ng tiêu t n có th s l u t cho h th ng thi t b tách c)ng nh nh"m gi m th c hi n trình tách, c n thi t ph i gi m ng tháp ch ng luy n s Khi t i u hố q trình c n ph i tính bi n ng c a giá n ng l m t ng nên l n v s n ph m) ã trình tinh ch , tiêu hao n ng l nm c n nhi u ch$ tiêu Tuy nhiên ng h i t tiêu t n cho q trình (tính c l a ch n làm ch$ tiêu t i u Trong ng ch y u c p nhi t un bay h i dung d ch % áy c a tháp Khi tháp ch ng luy n làm vi c % áp su t khác nhau, có th s d ng h i i $nh c a tháp làm ch t t i nhi t c p nhi t cho áy c a tháp Nh v!y, cao c n ph i t ng h p t c hi u su t s d ng nhi t c h th ng tách có k t n i nhi t h p lý gi'a tháp CH NG – PH NG PHÁP NGHIÊN C U 2.1 Xây d ng mơ hình t ng qt c a tháp ch ng luy n 2.1.1 Xác nh cân b ng pha l ng-h i c a h dung d ch nhi u c u t 2.1.1.1 Xác b ng ph nh cân b ng pha l ng – h i c a h dung d ch nhi u c u t ng pháp th c nghi m thí nghi m xác nh cân b"ng pha l ng - h i c a dung d ch Tuy nhiên, s c u t c a h , 4, xác nh cân b"ng pha l ng – h i c a h th nhi u khó kh n có 2.1.1.2 Xác ã ti n hành thi t k ch t o b thi t b ng g p r t xác khơng cao nh cân b ng pha c a h dung d ch nhi u c u t b ng ph ng pháp l p mơ hình Các mơ hình xác ho t nh cân b"ng l ng – h i u có nhi m v xác c a c u t i pha l ng γ !" # $%$ ! $&' ($ )%$ * /0 $1 23 ' $&' $%$ / ' $70 " ,- )0:; ,< $ = > = + % $1 23 nh h s +' ,- $%$ ! ($ $84 ' $&' $%$ / $ ?4 @ ! "#$%&' ()* + , - ) / Theo mơ hình cân b"ng pha UNIFAC, h s ho t ph n t h p ph n d : ln γ iC = ln bao g m hai ph n: (2-5) γ A γ B γC φi + xi θ φ Z qi ln i + li − i φi xi ! D EFG x jl j "# $ [ v k(i ) ln Γk − ln Γk(i ) ln γ iR = ] D EHG k B ΓI ΓID G J / ! N0 $70 " ,- ΓI = Q I K L M $&' I *$ *$ $ O $ P' $70 " @ − 1: ψ nm = exp( − θ ψ I − anm ) ,? ' J T D ERG θ ψI θ ψ ! %$ D ESG F %$ ! ,- ' $%$ ! /0 $1 23 $&' ($ )%$ * $ O +' ,- ' $&' $%$ / ' $70 "@ 2.1.1.2.2 Ki m ch ng mơ hình cân b ng pha l ng – h i UNIFAC %& ' () * + , , T-.UJ $ , 1,0 0,9 0,9 y y 0,8 0,8 yMH yM H 0,7 0,7 0,6 0,6 0,5 0,5 0,4 0,4 0,3 0,3 0,2 0,2 0,1 0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0,0 0,1 P = 50mmHg 0,2 0,7 0,8 0,9 1,0 0,8 0,9 1,0 y 0,8 yMH yM H 0,7 0,7 0,6 0,6 0,5 0,5 0,4 0,4 0,3 0,3 0,2 0,2 0,1 0,1 0,0 0,0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0,0 1,0 P = 3103 mmHg th , , , 34 (5 # : ( / 0& 3%& ' ; + , , / =& > , # P (at) 0,6 0,9 y 0,8 1,84 0,5 P = 1396mmHg 0,9 < 0,4 1,0 1,0 'ì 0,3 , : (2) 0,3 0,4 0,5 , 34 # ?;% + , , yTN (3) 0,6 0,7 P =4654 mmHg !7 , 34 # 9* , * + , , $ , & (5 !7 * ?/% @( x (1) 0,2 , J $ , , 34 (?=% 0,1 (1) (2) 9* , $ , , & Sai s % yMH (3) (1) (2) (3) (1) 0,234 0,008 0,758 0,514 0,074 0,412 0,51 0,07 0,42 0,476 0,017 0,507 0,567 0,116 0,317 0,55 0,13 0,32 0,689 0,06 0,251 0,491 0,345 0,164 0,5 0,35 0,15 0,613 0,074 0,313 0,426 0,424 0,15 0,43 0,42 0,15 0,509 0,039 0,452 0,477 0,216 0,307 0,49 0,24 0,27 0,412 0,03 0,558 0,47 0,27 0,26 0,45 0,26 0,29 0,477 0,27 0,253 0,226 0,693 0,081 0,21 0,71 0,09 H 4,09 0,176 0,013 0,811 0,306 0,38 0,314 0,3 0,39 0,31 0,307 0,023 0,67 0,387 0,388 0,225 0,38 0,39 0,22 0,447 0,368 0,185 0,203 0,733 0,064 0,2 0,74 0,06 0,507 0,32 0,173 0,217 0,702 0,081 0,21 0,71 0,08 0,115 0,004 0,881 0,336 0,111 0,553 0,36 0,11 0,53 0,546 0,028 0,426 0,597 0,124 0,279 0,56 0,16 0,29 0,833 0,027 0,14 0,737 0,122 0,141 0,75 0,12 0,13 0,822 0,04 0,138 0,696 0,178 0,126 0,71 0,18 0,11 0,778 0,084 0,138 0,592 0,337 0,071 0,59 0,33 0,08 0,56 0,062 0,378 0,482 0,311 0,207 0,49 0,28 0,23 0,698 0,063 0,239 0,57 0,245 0,185 0,57 0,26 0,17 0,721 0,074 0,205 0,575 0,272 0,153 0,57 0,29 0,14 0,664 0,087 0,249 0,48 0,306 0,214 0,5 0,33 0,17 0,521 0,009 0,47 0,63 0,032 0,338 0,61 0,05 0,34 0,476 0,01 0,514 0,574 0,054 0,372 0,58 0,06 0,36 0,517 0,069 0,414 0,431 0,338 0,231 0,45 0,31 0,24 0,642 0,13 0,228 0,427 0,386 0,187 0,43 0,42 0,15 0,581 0,015 0,404 0,645 0,063 0,292 0,62 0,07 0,31 c) H c u t có vùng hai pha l ng: , # , : , 34 (5 !7 (?=% @( B ?/% x (1) , 34 # * ?;% + 9C yTN (2) (3) 9* , , (5 & yMH (1) (2) (3) (1) Sai s (%) (2) (3) (2) 0,22 0,27 0,51 0,21 0,45 0,34 0,2 0,49 0,31 0,21 0,21 0,58 0,2 0,47 0,33 0,21 0,48 0,31 0,16 0,12 0,72 0,21 0,42 0,37 0,2 0,42 0,38 0,19 0,43 0,38 0,16 0,54 0,3 0,16 0,53 0,31 0,15 0,32 0,53 0,15 0,5 0,35 0,17 0,53 0,3 0,12 0,34 0,54 0,14 0,55 0,31 0,14 0,55 0,31 0,18 0,23 0,59 0,2 0,5 0,3 0,2 0,5 0,3 d) H c u t : , , , 34 (5 : (?=% # x # !7 , 34 (?/% ) # (?;% 9* , , * ?0%& yTN yMH Sai s (%) (1) (2) (3) (4) (1) (2) (3) (4) (1) (2) (3) (4) (2) 0,062 0,75 0,033 0,155 0,041 0,867 0,015 0,077 0,047 0,862 0,014 0,077 0,069 0,708 0,048 0,175 0,055 0,835 0,018 0,092 0,054 0,834 0,021 0,090 0,086 0,522 0,102 0,29 0,08 0,733 0,05 0,137 0,079 0,699 0,056 0,166 0,131 0,455 0,165 0,249 0,125 0,594 0,083 0,198 0,116 0,633 0,082 0,169 R 0,124 0,43 0,164 0,282 0,123 0,628 0,084 0,165 0,114 0,611 0,086 0,188 0,092 0,402 0,184 0,322 0,095 0,597 0,107 0,201 0,089 0,593 0,104 0,215 0,093 0,385 0,186 0,336 0,103 0,562 0,089 0,246 0,092 0,577 0,107 0,224 0,089 0,376 0,225 0,31 0,095 0,563 0,116 0,226 0,086 0,568 0,124 0,222 0,089 0,361 0,155 0,395 0,102 0,604 0,104 0,19 0,095 0,557 0,102 0,246 0,124 0,343 0,217 0,316 0,135 0,532 0,127 0,206 0,122 0,528 0,121 0,230 0,12 0,323 0,232 0,325 0,13 0,505 0,135 0,23 0,120 0,507 0,132 0,241 0,07 0,264 0,243 0,423 0,084 0,443 0,172 0,301 0,079 0,453 0,165 0,304 0,061 0,251 0,231 0,457 0,09 0,468 0,18 0,262 0,072 0,441 0,168 0,319 0,062 0,238 0,237 0,463 0,081 0,402 0,178 0,339 0,074 0,425 0,174 0,327 0,064 0,232 0,236 0,468 0,087 0,401 0,17 0,342 0,077 0,417 0,176 0,331 0,101 0,228 0,274 0,397 0,125 0,392 0,185 0,298 0,113 0,400 0,178 0,310 0,087 0,19 0,283 0,44 0,118 0,376 0,211 0,295 0,103 0,352 0,199 0,346 0,064 0,142 0,301 0,493 0,094 0,294 0,25 0,362 0,083 0,285 0,237 0,396 0,076 0,142 0,31 0,472 0,108 0,286 0,243 0,363 0,096 0,282 0,234 0,388 Các k t qu kh o sát % cho th y mơ hình cân b"ng pha UNIFAC ã ch n có tin c!y cao (sai s l n nh t gi'a k t qu nh!n v i s li u th c nghi m 9%), có th q trình ch ng luy n dùng 2.1.1.2.3 (?/% # c t& mơ hình c s d ng tính tốn phân tách h nhi u c u t ( - (?;% ) ( ?0% n * ?=% (?-% #@( (?D%& Do khơng có s li u th c nghi m v cân b"ng pha l ng – h i c a h nên s li u s+ t c ki m ch ng m t cách gián ti p ki m ch ng s ng thích c a mơ hình t ng qt c a tháp ch ng luy n b"ng ph ng pháp th c nghi m 2.1.2 Xây d ng mơ hình t ng quát tháp ch ng luy n nhi u c u t 2.1.2.2 Mơ hình t ng qt tháp ch ng luy n nhi u c u t S Gj nguyên lý dòng vào dòng c a m t b!c cân b"ng pha ( -a lý thuy t) c th hi n hình 2-5 Mơ hình t ng quát c a tháp ch ng luy n s+ g m N b!c cân b"ng pha k t n i v i b"ng dòng v!t ch t dòng n ng l Fj SG,j yi,j, tj, Pj zi,j, tj, Pj Lj-1 xi,j-1, tj-1, Pj-1 Qj B!c j xi,j-1, tj-1, Pj-1 yi,j+1, tj+1, Pj+1 Gj+1 ng Hình 2-5 S SL,j Lj nguyên lý c a b c cân b ng pha CH NG - K"T QU# NGHIÊN C U 3.1 Nghiên c u phân lo$i nhóm c u t h n h p etanol - n s n xu t b ng ph c ng pháp lên men 3.1.1 – Nghiên c u b ng ph ng pháp th c nghi m Nghiên c u hành vi c a c u t c a h b"ng th c nghi m cho hai h dung d ch etanol - n t p ch t lên men t& tinh b t r$ 3.1.1.2 Phân b n%ng c- ng c a t$p ch t theo chi u cao c a tháp ch ng luy n trình tinh ch 3.1.1.2.1 Phân b n ng c a t p ch t cho h dung d ch lên men t r ng Ti n hành thí nghi m tháp thí nghi m lo i chóp, = 50 mm, s -a th c t NTT = 11 -a H n h p etanol-n ng kính Φ c có n ng u 10% 70% th tích L y m*u -a 1, 3, 5, 7, 9, 11 (tính t& xu ng) N ng c a t p ch t metanol, n-propanol, isobutanol, iso amyl ancohol, etyl axetat 105.025 58.571 235.825 96.087 ! XX XX XX th bi u di.n phân b n ng 205.103 102.97 10% 31.748 475.24 18.459 305.018 X 312.773 87.059 21.706 11.061 332.606 70% X * +, - " ' #$ % & 10% 38.392 333.934 X S R H F ) 21.425 63.269 c.( a metanol 70% ! ' * +, - " 8.496 13.203 ( ) th bi u di.n phân b n ng c a n propanol 9.547 X S R H F ng pháp s(c ký khí Các k t qu c th hi n hình 3-3 th bi u di.n phân b n ng #$ % & nh b"ng ph ( th c nghi m c xác XX 1.989 X XX ! " X XX XX th bi u di.n phân b n ng axetat ( ( c /a etyl XX XX ! " c a iso 12 amyl ancohol F 70.047 * +, - " ' 70% 89.86 10.947 2.986 70% ) 10% 2.19 19.079 9.63 ( 2107.278 325.625 ( 20.575 28.04 ! ' 194.715 # $ % & ) X S R H F 10109.325 ! #$ % & * +, - " 2270.528 X X XXX Hình 3-3 Các XXX FXXX RXXX XXXX XXX ! " 72.093 10% 8.68 X X X X FX RX ! " th bi u di n phân b n ng c a c u t theo chi u cao c a tháp H n h p u có n ng etanol 10% 70% N ng , mg/l Các k t qu th c nghi m cho th y hành vi c a t p ch t ph thu c vào n ng c a etanol Ví d , khác v i thơng th ng, n u ch n ch tinh ch không h p lý, metanol có th xu t hi n c %d i áy tháp (hình 3-4) có th m% r ng ph m vi nghiên c u, ph n nghiên c u ti p theo v hành vi c a c u t s+ c th c hi n d a vào mơ hình t ng qt c a tháp ch ng luy n 3.1.2 áy 10 11 12 $nh Hình 3-4 th bi u di n phân b n ng metanol tháp tinh ch c n ng d ng mơ hình t ng qt c a tháp ch ng luy n ! nghiên c u hành vi c a m t s c u t h 3.1.2.1 Nghiên c u hành vi y u t u su t khí quy n Dòng h n h p c ng n hành vi c a c th c hi n tháp mơ hình g m 40 c u t etyl axetat, an ehyt axetic -a lý thuy t, h n h p nh h a vào tháp % -a th 31, tháp làm vi c % áp 75oC áp su t atm H n h p u có nhi t u có thành ph n c u t : etyl axetat: 5.10-5, an ehyt axetic: 5.10-5 ph n mol có n ng etanol khác Các k t qu cho th y hành vi c a c u t ph thu c vào n ng etanol h n h p u vào ch$ s h i l u Hành vi c a c u t h n h p ph thu c không nhi u vào v trí c a -a ti p li u Các c u t q trình tinh ch ln t!p trung % $nh tháp 3.1.2.2 Nghiên c u hành vi y u t nh h t axit axetic Các nghiên c u cho th y n ng h %ng n hành vi c a c u etanol ch$ s h i l u nh n hành vi c a c u t C u t t!p trung % áy tháp 3.1.2.3 Nghiên c u hành vi y u t c u t ng nh h ng n hành vi c a n-propanol, iso-propanol, iso-butanol, iso amyl ancohol (h n h p d u fusel) nghiên c u hành vi c a c u t ã s d ng h n h p u vào tháp v i l u l ng F = kmol/s, nhi t 65oC Tháp g m 40 -a lý thuy t Các k t qu nghiên c u cho th y hành vi c a c u t có h n h p d u fusel ph thu c nhi u vào c a n ng t tc c etanol n ng i t i -a th 28 tính t& xu ng (hình 3-16) -3 2.5 -3 x 10 x 10 XF=0.05 XF=0.1 XF=0.1 XF=0.2 XF=0.2 56 1.5 56 c a c u XF=0.3 XF=0.05 XF=0.3 0.5 10 15 20 25 30 35 40 10 15 20 (a) 0.02 30 35 40 0.02 XF=0.05 XF=0.05 0.015 0.015 XF=0.2 XF=0.1 0.01 XF=0.1 56 56 25 (b) 0.005 XF=0.2 0.01 0.005 10 15 20 25 30 35 40 10 15 20 (c) 25 30 35 40 (d) Hình 3-16 nh h ng c a n ng etanol h n h p u, R=4 (a) n-propanol; (b) iso-propanol; (c) iso-butanol; (d) iso amyl ancohol Nghiên c u nh h %ng c a ch$ s h i l u cho th y ch$ s h i l u h p lý R = 25(hình 3-19, 3-20, 3-21, 3-22) 0.009 0.006 0.008 0.007 0.004 X, ph n mole X, Phân mol 0.005 0.003 0.002 0.006 0.005 0.004 0.003 0.002 0.001 0.001 0 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 10 90 15 20 25 30 35 40 45 Ch s Ch s h i l u: R Hình 3-19 nh h ng c a ch s h i l u t i phân b n ng n-propanol d u fusel 50 55 60 65 70 75 80 85 90 h i l u: R Hình 3-20 nh h ng c a c a ch s h i l u t i phân b n ng c a isobutanol d u fusel 0.035 0.0002 0.03 0.00018 0.025 0.00014 X, Ph n Mol x, ph n mol 0.00016 0.00012 0.0001 0.00008 0.00006 0.02 0.015 0.01 0.00004 0.005 0.00002 10 15 20 25 30 35 40 45 Ch s 50 h i l 55 60 65 70 75 80 85 90 u: R 10 15 20 25 30 35 40 45 Ch s Hình 3-21 nh h ng c a ch s h i l u t i phân b n ng iso-propanol d u fusel 50 55 60 65 70 75 80 85 90 h i l u: R Hình 3-22 nh h ng c a ch s h i l u t i phân b n ng iso amyl ancohol d u fusel K t qu nghiên c u (hình 0.015 3-23) cho th y h n h p d u fusel th Iso Amylic ng t!p trung t i gi'a tháp kho ng g n v trí iso Butanol 56 -a ti p li u 0.01 - Propanol 0.005 iso - Propanol 15 20 25 30 35 40 a V trí y dòng%fusel :; ? /9 Hình 3-23 nh h ng c a v trí l y d u Fusel t i n ng d u fusel 3.1.2.4 Nghiên c u hành vi y u t t metanol Nghiên c u nh h t p ch t h n h p ng n hành vi c a c u c th c hi n tháp mơ hình g m 40 -a lý u F = 1(kmol/s), 60oC, thuy t ( o n ch ng: 10 -a), P = 1bar, h n h p xF(metanol) = 7.10-5 ph n mol, ch$ s h i l u R = 3,5 Các k t qu cho th y: - Metanol t!p trung t i khu v c có n ng 26, 3-27) Nh v!y m b o ch t l ch ng luy n % n ng etanol g n i m etanol l n $nh (hình 3- ng cao c a s n ph m, có th ti n hành ng phí c a v i n (XF=0,89 ph n mol) l y s n ph m % áy tháp (vùng n ng 2.5 x 10 -3 14 x 10 c, XF=96 %V metanol th p) -4 R=3.5 12 XF=0.03 XF=0.09 XF=0.01 10 R=5 0.5 R=4 R=3 B 56 XF=0.05 2@!9 67 10 1.5 20 30 40 50 Hình 3-26 Phân b n ng metanol t i R = 3,5, xF(Metanol) = 7.10-5, n ng xFetanol khác 0.2 0.4 5%@A B 0.6 67 0.8 Hình 3-27 Quan h gi a n ng metanol nh tháp n ng etanol h n h p u T i t l D/F=5%; xF(Metanol)=7.10-5 - / m t s i u ki n nh t 0,0008 0,0006 c u t x, ph n mol tháp g m 83 -a, 11 -a o n ch ng, t0 s D/F = 0,4105, metanol có th xu t hi n c % $nh d metanol 0,0007 nh, (xetanol = 0,12 ph n mol, 0,0005 0,0004 0,0003 0,0002 0,0001 i áy tháp (hình 3-27b) 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 at nh n áy Hình 3-27b Phân b n ng c a t p metanol tháp tinh ch T& k t qu nghiên c u v hành vi c a c u t h etanol - n c t p ch t, có th phân lo i c u t h thành nhóm sau ây: a Nhóm t p ch t etanol t i m i n ng u: có h s bay h i K l n h n so v i h s bay h i c a c a etanol Các c u t c a nhóm t!p trung t i $nh c a tháp ch ng luy n Các c u t i n hình c a nhóm là: an ehyt axetic, etyl axetat… b Nhóm t p ch t cu i: có etanol t i m i n ng bay h i th ng xuyên nh h n bay h i c a c a etanol Các c u t c a nhóm t!p trung % áy c a tháp ch ng luy n Các c u t i n hình c a nhóm axit axetic, fufurol c Nhóm t p trung gian: n ng etanol Khi n ng nh h n bay h i c a c u t c a nhóm ph thu c vào etanol cao, bay h i c a etanol Ng h i c a c u t l i l n h n bay h i c a c u t c a nhóm c l i, n ng etanol nh , bay bay h i c a etanol Vì v!y, c u t c a nhóm s+ t!p trung t i vùng gi'a tháp ch ng luy n Các c u t i n hình c a nhóm iso amyl ancohol, iso butanol (có h n h p d u fusel) d Nhóm t p vòng quanh: có nh ng theo chi u ng bay h i thay i theo n ng c a etanol c l i v i nhóm t p trung gian Khi n ng etanol cao, bay h i c a c u t c a nhóm cao h n n ng etanol nh , bay h i c a etanol Khi bay h i c a c u t l i nh h n bay h i c a etanol Vì v!y, c u t c a nhóm có th t!p trung % $nh ho c % d i áy c a tháp ch ng luy n tu2 theo n ng etanol h n h p F Các k t qu nghiên c u v y u t nhóm c u t ã cho phép - Nhóm t p ch t xu t ch nh h %ng n hành vi c a tách t&ng nhóm c u t nh sau: u: Tháp g m 25-30 -a, c p li u % -a 12 -15 N ng etanol vào tháp t& 0,2 – 0,25 ph n mol Ch$ s h i l u R =20-25 - Nhóm t p ch t cu i: Tháp có 40-50 -a Ch$ s h i l u R=3,5 N ng etanol dòng h n h p u < 0,1 ph n mol - Nhóm t p trung gian: Tháp có 40 -a lý thuy t, dòng h n h p u vào tháp % -a th 30, dòng h n h p $nh l y % -a th 1, dòng h n h p áy l y % -a th 40, dòng s n ph m l y % -a th 5, dòng d u fusel l y % -a th 36, % d ng l ng v i l u l ng kho ng 0,04 - 0,045 kmol/s, ch$ s h i l u R = 25 - Nhóm t p vòng quanh: Tháp có 40 -a lý thuy t, o n ch ng g m 10 -a, n ng etanol h n h p u kho ng 96%V, R = 35÷ 40 Nh v!y, h n h p nhi u c u t có th tách theo nhóm c u t có hành vi t c h th ng tinh ch ng t Có th xu t nguyên t(c tách h n h p nhi u c u t theo nhóm sau ây: 3.2 Nguyên t&c tách h n h p nhi u c u t theo nhóm Theo nguyên t(c này, hi n b a cs tách h n h p nhi u c u t c n th c c sau ây: Ch n c u t Nghiên c u hành vi c a c u t h , t& ó phân lo i c u t h thành nhóm c u t Nghiên c u y u t tháp ch ng luy n 3.3 nh h %ng xu t ch n hành vi c a t&ng nhóm c u t tách h p lý cho nhóm c u t ng d ng mơ hình t ng quát c a tháp ch ng luy n 3.3.1 Phân tích s ây s N i (hình 3-33) tách c s g m tháp tinh ch ang c s d ng t i Công ty C ph n c n r u Hà H + COL1: Tháp thô + COL2: Tháp an ehyt + COL3: Tháp B YZ J tinh %4 ch @ B YZ ' [l :p[@ + DEC: ThiJ t b %4phân B YZ J %4 @ + F: B V\Nguyên chín) J ]li 2*u 4(d1 m.?4@ + P1ST: m etanol B J S n ph0:; /0 7tinh$ ch ^ @ a [ ' $ ]@ + FU:B _ `D J u `fusel B J VM0 0![.@ + D3:B V JEtanol công nghi p \ ' $ /4@ MIX H2O-1 D2 COL2 P1 D1 COL3 D3 P2 COL1 HS2 P1ST B2 DEC HX1 F FU FUSEL HS3 HS1 B3 B1 P3 REC Hình 3-33 S h th ng ch ng luy n g m tháplàm vi c Các k t qu xác nh phân b n ng th hi n áp su t th ng c a c u t tháp c th hình 3-37, 3-38, 3-40 0,0008 0,012 met anol 0,0007 axit axet ic 0,01 0,0006 n- pr opanol 0,008 x, ph n mol iso pr opanol iso but anol 0,006 pent anol glyxer ol 0,004 iso propanol 0,0005 0,0004 0,0003 et yl axet at 0,0002 iso amyl ancohol 0,002 0,0001 0 11 13 a t 15 nh 17 n 19 21 23 25 27 29 11 áy 13 at Hình 3-37 Phân b n ng c a c u t tháp COL2 c tách (hình 3-37) t i ây H n h p d u fusel t!p trung t i khu 19 21 23 25 27 29 n áy 0,05 0,045 n-propanol 0,04 iso butanol 0,035 x, ph n mol u t!p trung $nh tháp 17 nh Hình 3-38 Phân b n ng c a c u t iso propanol tháp COL2 - Nh v!y, tháp COL2 nhóm t p ch t 15 pentanol 0,03 iso am yl ancohol 0,025 0,02 0,015 v c gi'a tháp, g n -a ti p li u (hình 3- 0,01 0,005 40) T p ch t iso propanol ch a tách tri t c 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 tháp (hình 3-38) at nh n áy Hình 3-40 Phân b n ng c a c u t h n h p d u fusel tháp tinh ch COL3 3.3.2 s ng d ng mơ hình t ng qt c a tháp ch ng luy n tinh ch g m 4, 5, tháp ch ng luy n Trong s t ng h p này, tháp COL4 có nhi m v tách t p ch t vòng quanh metanol Khi n ng su t c a h l n, dòng FUSEL s+ c a i tách ti p Tinh ch h n h p d u fusel l y s n ph m ph h n h p d u fusel c ti n hành tháp fusel COL5 Tháp R COL6 thu h i c n t& h n h p c n u c s d ng n ng su t c a h th ng l n 3.3.3 T ng h p s tinh ch g m tháp có dòng tu n hồn (hình 3-44) Dòng c n thu h i áp ng y c cho quay tháp COL2 yêu c u v ch t l tinh ch S tháp ng c a dòng s n ph m ph d u fusel nâng cao hi u su t thu h i c n t& h n h p c n u công su t l n 14 ! 13 COL6 B1 20 MIX2 D2 COL4 MIX1 H2O-1 P7 11 10 D4 COL5 21 B1 COL2 D3 D1 P1 COL3 P2 COL1 HS2 P4 22 P2RD 40 P1ST B2 F DEC HX1 HS3 HS1 B3 FU FUSEL YZ J B YZ J + COL3: Tháp tinh ch B YZF J + COL4: Tháp B V\ tinh ch J l i– %4 @ %4 ' [ : [@ %4 @ %4 $ ] K E %4 '4 $ [ b0![ %4 c $c ] 2* ?4@ tháp metanol [ + COL5: Tháp tinh ch fusel ' P6 39 P3 REC B + COL1: Tháp thô B YZ J B YZ J + COL2: Tháp an B ehyt YZ J HX2 @ Tháp thu B J+ COL6:0:; / h i etanol $ ^ @ B_ ` J ` a (0 [ : $ $ ]@ t b phân l p + B +J DEC: VM0Thi0 ![.@ BV J \ ' $ /4@ F: Nguyên B _ +CVJ ` ali u (d (0 m [ chín) : $ ($ $ ] K + BV J c @ + D3: etanol công nghi p P1ST: S n ph m etanol tinh ch FU: D u fusel + P2RD: S n ph m etanol tinh ch l i + D4: C n Hình 3-44 S tinh ch g m tháp có dòng tu n hồn B ng 3-12 Thành ph n dòng v t li u s tinh ch g m tháp , làm vi c su t th ng, có k t n i dòng tu n hồn áp Dòng C u t (ph n mol) (F) etanol 0,0637 0,8809 0,8793 0,8804 0,936 0,1184 0,1203 0,11924 metanol 4,43E-02 2,87E-02 1,00E-05 1,00E-05 axit axetic 1,03E-02 1,95E-13 2,62E-15 2,13E-15 n-propanol 2,80E-02 9,60E-07 1,71E-06 1,11E-06 iso-propanol 2,81E-02 3,95E-04 4,05E-04 4,06E-04 iso-butanol 2,50E-05 1,26E-06 2,59E-08 1,51E-08 iso amyl ancohol 9,73E-02 2,62E-12 4,78E-12 3,06E-12 2-pentanol 2,46E-02 3,63E-10 8,19E-10 4,44E-10 glyxerol 3,15E-02 0 etyl axetat 5,00E-05 2,97E-07 2,68E-23 2,71E-23 n c S n ph'm (P1RD) d(u fusel (22) S n ph'm (P2RD) L ul ng, kmol/s 0,5 0,02999 0,0292 0,0293 Nhi t , oC 65 79,21 131,3 86,4 S 3.4 ng d ng mơ hình t ng qt c a tháp ch ng luy n ! t ng h p s tách có k t n i dòng nhi t nh m gi m n)ng l 3.4.1 Nguyên t!c t ng h p s gi m l ng h i % ng tiêu hao tách có k t n i dòng nhi t t tiêu t n c n ti n hành kh o sát ch làm vi c c a tháp % áp su t làm vi c khác nhau, ti n hành l a ch n áp su t làm vi c h p lý cho t&ng tháp c)ng nh k t n i tháp s dòng liên k t v!t li u liên k t nhi t tinh ch b"ng gi i mô hình c a h th ng có liên k t nhi t c n ph i có thu!t tốn thích h p cho h l n 3.4.2 ng d ng thu t toán gi i h l"n nghiên c u t ng h p s tinh ch có k t n i nhi t gi#a tháp 3.4.2.1 Thu t tốn gi i h l"n (hình 3-45): B Tháp c 1: Ng(t dòng v!t li u liên k t gi'a Tháp tháp B ` c 2: Tính l n l t t&ng tháp ch ng luy n b"ng thu!t toán ã ch n MESH l y thông s gi i mô hình u c a tháp tr c làm thông s B c 3: Ki m tra s h i t c a thu!t toán theo ch$ tiêu: u vào cho tháp sau Tháp m ` (S – Sm)/S < S yeucau − Stinhtoan ≤ ε / ây thơng s S dòng c a tháp cu i K t qu c cho tu n hồn v s theo u c u cơng ngh Hình 3-45 S kh i c a thu t tốn gi i h 3.4.2.2 Tính tốn ki m tra s tinh ch c n có k t n i nhi t t i Cơng ty c ph n mía ng Lam S n Các tháp c a s làm vi c % áp su t khác (hình 3-46) Các k t qu tính tốn c th hi n hình 3-50, 3-53, 3-56, 3-57, 3-60 Các k t qu cho th y nhi t $nh áy c a tháp T533, tháp nâng cao n ng tách m t ph n h n h p d u fusel, phù h p v i th c t s n xu t Phân b n ng c a t p ch t k t qu tính tốn thành ph n c a dòng v!t li u c)ng cho th y l y t p ch t propanol t i -a 47-55 fusel t i -a 37-45 h p lý Dòng s n ph m áp ng y yêu c u v n ng c a t p ch t trung gian l n X Q3 Q 19 E1 Q E4 GIAM H20 Q1 Q5 Q6 V1 COL1 E12 Q 16 Q 21 D1 F2 P4 E5 E3 P2 D5 D4 D3 F4 P3 E2 P1 COL5 COL4 COL3 COL2 F1 F3 P3 FUSS P2 SPLIT Q PIST B4 B2 HEM Q2 Hình 3-46 Mơ hình s Q4 tinh ch tháp theo s c a Công ty c ph n mía Thanh Hố 4,00E-04 0,025 n-butanol 3,50E-04 iso butanol 3,00E-04 an ehyt axetic 0,02 iso amyl ancohol 2,50E-04 x, p h n m o l x , ph n m ol ng Lam S n etyl axetat 0,015 n propanol 2,00E-04 1,50E-04 0,01 0,005 1,00E-04 5,00E-05 0,00E+00 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 at at nh n áy Hình 3-50 Phân b n ng n-butanol, iso butanol, iso amyl ancohol, n-propanol tháp nâng cao n ng T533 theo mơ hình Hình 3-53 Phân b n ng an ehyt axetic, etyl axetat tháp pha loãng T552 theo mơ hình Trong tháp pha lỗng T552, t p ch t trung $nh tháp (hình 3-53) tháp K t qu nh!n Phân b n ng nh n áy u an ehyt axetic, etyl axetat t!p c tách kh i h n h p % $nh c t& mơ hình phù h p v i th c t s n xu t n-propanol, iso amyl ancohol tháp tinh ch T557 (hình 3-56, 3-57) cho th y vi c l y dòng n propanol t i -a 32-42, d u fusel t i -a 57-47 phù h p v i th c t 3,00E-05 2,00E-05 iso amyl ancohol 1,50E-05 1,00E-05 5,00E-06 0,00E+00 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 at nh n áy Hình 3-56, 3-57 Phân b n ng x, p h n m o l x, ph n mol 2,50E-05 4,50E-08 4,00E-08 3,50E-08 3,00E-08 2,50E-08 2,00E-08 1,50E-08 1,00E-08 5,00E-09 0,00E+00 n propanol 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 at nh n áy c a iso amyl ancohol, n-propanol tháp tinh ch T557 Theo phân b n ng (hình 3-60), 0,1 tháp tách metanol T566, metanol x, ph n m ol t!p trung metanol 0,08 $nh tháp nên dòng metanol tách % $nh tháp h p lý 0,06 0,04 0,02 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 a tính t nh n áy Hình 3-60 Phân b metanol tháp metanol T566 Các k t qu tính tốn theo mơ hình cho th y ch làm vi c th c t c a t&ng tháp hoàn tồn phù h p v i quy trình tách t p ch t theo nhóm Nh v!y có th kh ng nh áp d ng nguyên t(c tách theo nhóm ã t o i u ki n thu!n l i cho vi c ti n hành phân tích s 3.4.2.3 T ng h p m t s s tách h n h p nhi u c u t ph c t p tách v"i hi u su t s d ng n$ng l ng cao Nguyên t!c l a ch%n áp su t làm vi c c a tháp tinh ch Tháp thô COL1 s d ng h i không t tr c ti p làm vi c % áp su t chân tránh óng c n -a Tháp an ehyt COL2 nên áp su t d dòng h i % $nh l n l ch COL3 nên ng l ng h i l u nh Tháp tinh làm vi c % áp su t chân không c n th c ph m Tháp COL4 nên làm vi c % mb oh ng v c a làm vi c % áp su t d có n ng su t h i % $nh l n Tháp COL5 c)ng nên làm vi c % áp su t d nhi t h n h p d u fusel nh!n th c % s c a tách g m tháp làm vi c % áp su t o ng cao (131 C) Tháp COL6 nên làm vi c % áp su t chân không ã c b sung dòng n c u thay c nóng 90oC T& nh!n xét trên, s+ ti n hành nghiên i áp su t làm vi c c a t&ng tháp, l a ch n áp su t làm vi c h p lý k t n i nhi t gi'a tháp (b ng 3-31, 3-32) a Ph ng án k t n i nhi t 1: ch$ k t n i nhi t cho tháp COL4 COL3 B ng 3-31 Các thông s làm vi c c a tháp theo áp su t làm vi c ã ch!n Ph ng án P, bar Nhi t $nh, oC Nhi t ng ng t , MW Nhi t áy, oC ph ng án COL1 COL2 COL3 0,7 2,4 0,5 70,702 101,552 61,081 -3,3054 -0,2006 -6,6436 89,593 110,893 81,017 COL4 1,5 88,1898 -7,65 94,7909 COL5 115,64 -0,0237 128,03 COL6 60,1362 -0,6298 63,5054 H i t, kmol/s 0,1 0,954 Nhi t un sôi áy tháp, MW Ph 5,7 7,7858 0,0246 0,604 ng án cho th y ch$ có th s d ng h i $nh tháp c a tháp COL4 gia nhi t cho áy tháp COL3, l ti n hành t ng h p s b Ph ng nhi t ti t ki m theo ph c ch a nhi u v!y, s+ ng án th ng án k t n i nhi t 2: 23 37 50 22 SPL2 D4 MIX3 COL6 14 20 HTX1 53 Q COL4 36 D3 15 19 40 D2 COL2 18 Q Q 30 COL3 MIX2 10 COL1 35 P4 D1 MIX1 P1ST P1 SP 2B2 F HTX3 33 DEC 34 FU 17 26 B1 SPL1 SPL3 Q RE 41 HS1 B3 COL5 21 25 32 P2 Q FUSEL Q 42 Hình 3-66 S tháp làm vi c áp su t khác có k t n i nhi t gi a tháp theo ph ng án k t n i nhi t B ng 3-32 Các thông s làm vi c c a tháp s hình 3-67 theo áp su t làm vi c ã ch!n ph ng án Ph ng án P, bar Nhi t $nh, oC Nhi t ng ng t , MW Nhi t áy, oC H i t, kmol/s Nhi t un sôi áy tháp, MW COL1 0,7 70,7 -3,3047 89,6 0,1 COL2 1,5 88,2 -0,257 97,1 COL3 0,6 65,2 -6,6436 85,5 COL4 1,5 88,2 -6,2502 88,3 0,6109 6,2502 6,3424 Theo k t qu nghiên c u % trên, ph ph ng án này, l COL4, COL5 L ng h i etanol n c t tiêu t n c a ph COL6 0,5 60,6 -0,6314 63 0,6113 0,604 c l a ch n / ng án là: 2,76 kg h i/kg s n ng cao ng c a dòng s n ph"m xác Dòng C ut 113,1 -0,6109 123,9 ng nhi t tiêu t n s+ ch$ dùng c p nhi t cho áy tháp COL1, ph m c n 96%V ch t l B ng 3-33 Ch t l ng án s+ COL5 SP nh c theo s 40 C n thu h i (ph n mol) hình 3-66 FUSEL D u fusel 0,8776 0,5018 2,42E-05 0,122 0,4973 0,4791 metanol axit axetic n propanol iso propanol iso butanol iso amyl ancohol pentanol 1,22E-05 6,69E-04 1,19E-06 1,78E-14 2,90E-10 2,35E-06 4,12E-06 4,49E-05 0,0013 4,10E-04 1,97E-04 5,81E-10 1,44E-07 3,01E-05 0,0399 1,04E-11 1,11E-06 0,2820 1,19E-08 1,31E-05 0,1976 0 2,82E-11 2,01E-20 3,44E-06 0,028 0,0116 4,34E-05 88,3 63 124 glyxerol etyl axetat L u l ng, kmol/s Nhi t , oC K"T LU*N ã l a ch n ki m tra c mơ hình cân b"ng pha l ng-h i UNIFAC cho h hai nhi u c u t Mô hình ã c ki m tra theo s li u th c nghi m c a h dung d ch hai c u t , ba c u t % áp su t khác nhau, h có hai pha l ng h b n c u t Các k t qu ki m tra cho th y mơ hình có tin c!y cao Trên c s% mơ hình cân b"ng pha UNIFAC, ã ti n hành xây d ng hình t ng quát c a tháp ch ng luy n nhi u c u t t c mô ã ti n hành ki m tra s ng thích c a mơ hình t ng qt c a tháp ch ng luy n b"ng th c nghi m h etanol - n c c u t t p ch t s n xu t b"ng ph ng pháp lên men Các k t qu cho th y mô hình phù h p r t t t v i th c nghi m, v!y có th s d ng mơ hình cho nghiên c u cho h khác ã ti n hành nghiên c u hành vi c a t p ch t h etanol - n c u t t p ch t b"ng ph c- ng pháp th c nghi m Các k t qu cho th y dung d ch th c nhi u c u t , c u t có hành vi r t ph c t p r t khó d oán tr kh n v c c b"ng ph i u ki n th c nghi m cho h dung d ch ph c t p nên nghiên c u ti p theo s+ c ti n hành b"ng ph tháp ch ng luy n ã ng pháp lý thuy t Do có h n ch khó ng pháp s d ng mơ hình t ng quát c a c ki m ch ng ã ti n hành nghiên c u hành vi c a t p ch t h etanol - n c c u t t p ch t d a vào mơ hình t ng qt c a tháp ch ng luy n Các k t qu nghiên c u cho phép chia c u t c a h etanol - n c c u t t p ch t thành nhóm c u t : nhóm t p ch t u, nhóm t p ch t cu i, nhóm t p ch t trung gian nhóm t p ch t vòng quanh Nguyên t(c chia nhóm c u t c a h nhi u c u t m t óng góp m i c a lu!n án ã ti n hành nghiên c u y u t nh h %ng c u t Các k t qu nghiên c u cho phép n hành vi c a nhóm a nguyên t(c tách h n h p nhi u c u t theo nhóm K t qu m t óng góp m i c a lu!n án, cho phép gi m k s ph tìm ph ng án tách c n kh o sát, t o i u ki n thu!n l i cho vi c ng án tách h p lý S d ng mơ hình t ng qt c a tháp ch ng luy n nhi u c u t áp d ng nguyên t(c tách theo nhóm, ã ti n hành phân tích s tách c b n g m tháp Khi có yêu c u v l y s n ph m ph , thu h i c u t dòng s n ph m ph có yêu c u v n ng su t c a h th ng l n ã ti n hành t ng h p s tách g m 4, tháp làm vi c % áp su t th ng Áp d ng mơ hình t ng qt c a tháp ch ng luy n b"ng thu!t toán ã xu t gi i h l n phân tích s s n xu t c n c a công ty c ph n mía ng Lam S n Thanh Hố g m tháp làm vi c % áp su t khác nhau, cho th y nguyên t(c tách theo nhóm r t hi u qu kh o sát h th ng tách ph c t p Thu!t toán gi i h l n m t óng góp m i c a lu!n án, ã cho phép t ng kh n ng h i t , gi m kh i l ng th i gian tính tốn #ng d ng mơ hình t ng quát c a tháp ch ng luy n s d ng nguyên t(c tách theo nhóm ã ti n hành t ng h p n c h th ng tinh ch h n h p etanol- c-các t p ch t g m tháp làm vi c % áp su t khác nh"m m c ích k t n i nhi t gi'a tháp H th ng tách cho phép gi m n ng l t n c a trình tách h n h p t& 8,1 kg h i Công ty c ph n c n-r ph m ch t l ng cao ng tiêu t 5at/ 1kg c n s n ph m (t i u Hà N i) xu ng 2,76 kg h i t 5at/1kg c n s n CÁC CƠNG TRÌNH Ã CƠNG B+ Cao Th Mai Duyên, Ph m Công V ng, Nguy n V#n Quy t, Nguy n H u Tùng 2004 Mơ hình cân b"ng pha l ng - h i h th c nhi u c u t T p chí Khoa h c & Công ngh Các tr ng i h c k4 thu!t S 46+47 Cao Th Mai Duyên, Nguy n $c Kiên, Nguy n H u Tùng 2006 Phân lo i t p ch t có dung d ch r b"ng ph u etylic - n ng pháp lên men nghiên c u phân b n ng c s n xu t c a chúng theo chi u cao c a tháp ch ng luy n K0 y u h i ngh khoa h c l n th 20 Tr ng HBK Hà N i Nguy n H u Tùng, Cao Th Mai Duyên 2007 Phân tích t ng h p h th ng ch ng luy n h n h p nhi u c u t ti t ki m n ng l ng T p chí Khoa h c & Công ngh T!p 45 - S 1B Nguy n H u Tùng, Cao Th Mai Duyên, Nguy n Xuân Hi u 2008 Nghiên c u y u t nh h %ng n phân b n ng methanol tháp tinh ch c n T p chí Khoa h c & Công ngh Các tr ng i h c k4 thu!t S 65 Nguy n H u Tùng, Cao Th Mai Duyên, Nguy n Xuân Hi u 2008 Nghiên c u y u t nh h %ng n phân b n ng c a c u t h n h p d u fusel % tháp ch ng luy n h n h p ethanol n c t p ch t T p chí Hố h c T!p 46 - S 5A Nguy n H u Tùng, Ph m V#n Thiêm, Cao Th Mai Duyên, Nguy n $c Kiên 2007 B"ng h nh pc n c quy n sáng ch : “Quy trình thu h i c n t& u” S : 6600 ... 1,11E-06 iso-propanol 2,81E-02 3,95E-04 4,05E-04 4,06E-04 iso-butanol 2,50E-05 1,26E-06 2,59E-08 1,51E-08 iso amyl ancohol 9,73E-02 2,62E-12 4,78E-12 3,06E-12 2-pentanol 2,46E-02 3,63E-10 8,19E-10... 1,22E-05 6,69E-04 1,19E-06 1,78E-14 2,90E-10 2,35E-06 4,12E-06 4,49E-05 0,0013 4,10E-04 1,97E-04 5,81E-10 1,44E-07 3,01E-05 0,0399 1,04E-11 1,11E-06 0,2820 1,19E-08 1,31E-05 0,1976 0 2,82E-11... (F) etanol 0,0637 0,8809 0,8793 0,8804 0,936 0,1184 0,1203 0,11924 metanol 4,43E-02 2,87E-02 1,00E-05 1,00E-05 axit axetic 1,03E-02 1,95E-13 2,62E-15 2,13E-15 n-propanol 2,80E-02 9,60E-07 1,71E-06