Chưng cất hệ benzen axeton tháp đệm liên tục

1.Sơ đồ công nghệ: Hệ thống thiết bị công nghệ chưng luyện liên tục tổng quát gồm có : (1) : Tháp chưng luyện gồm có 2 phần : phần trên gồm từ trên đĩa tiếp liệu trở lên đỉnh gọi là đoạn luyện, phần dưới gồm từ đĩa tiếp liệu trở xuống gọi là đoạn chưng.(2) : Thiết bị đun nóng dùng để đun nóng hỗn hợp đầu. Sử dụng thiết bị loại ống chùm, dùng hơi nước bão hoà để đun nóng vì nó có hệ số cấp nhiệt lớn, ẩn nhiệt ngưng tụ cao. Hơi nước bão hoà đi ngoài ống, lỏng đi trong ống.(3) : Thùng cao vị (4) : Bộ phận đun bốc hơi đáy tháp, có thể đạt trong hay ngoài tháp. Ở đây ta cũng sử dụng hơi nước bão hoà để đun với hơi đi trong ống lỏng đi ngoài ống. (5) : Thiết bị ngưng tụ hoàn toàn, nước lạnh đi trong ống. (6) : Thiết bị làm lạnh sản phẩm đỉnh. (7) : Thùng chứa sản phẩm đỉnh (8) : Thùng chứa sản phẩm đáy. (9) : Thùng chứa hỗn hợp đầu. 2. Quá trình làm việc:Hỗn hợp Axêtôn_ Benzen là một hỗn hợp lỏng hòa tan hoàn toàn vào nhau theo mọi tỷ lệ. Ta có t SAxêtôn = 56.10C< tS Benzen = 80.1oC nên độ bay hơi của Axêtôn lớn hơn độ bay hơi của Benzen. Vậy nên sản phẩm đáy chủ yếu là Benzzen và một phần rất ít Axêtôn, ngược lại sản phẩm đỉnh lại chủ yếu là Axêtôn và một phần rất ít là Benzen.Tiến hành cụ thể : Trước hết hỗn hợp Axêtôn, Benzen từ thùng chứa (9) được bơm vào thùng cao vị (3) rồi dẫn xuống thiết bị đun nóng (2). Sự có mặt của thùng cao vị đảm bảo cho lượng hỗn hợp đầu vào tháp không dao động, trong trường hợp công suất bơm quá lớn hỗn hợp đầu sẽ theo ống tuần hoàn tràn về bể chứa hỗn hợp đầu. Ở (2) dung dịch được đun nóng đến nhiệt độ sôi bằng hơi nước bão hoà. Ra khỏi thiết bị đun nóng, dung dịch đi vào tháp chưng luyện (1) ở vị trí đĩa tiếp liệu. Do đã dược đun nóng đến nhiệt độ sôi nên tại đây Axetôn thực hiện quá trình chuyển khối từ pha lỏng sang pha hơi và tiến về đỉnh tháp. Benzen là cấu tử khó bay hơi ở nhiệt độ này nó vẫn đang ở thể lỏng và phân phối xuống dưới. Như vậy trong tháp, hơi Axetôn đi từ dưới lên gặp lỏng Benzen đi từ trên xuống. Vì nhiệt độ càng lên càng thấp nên khi hơi Axetôn đi từ dưới lên có mang theo một phần cấu tử Benzen, cấu tử có nhiệt độ sôi cao sẽ ngưng tụ lại và cuối cùng ở trên đỉnh ta thu được hỗn hợp gồm hầu hết cấu tử Axetôn dễ bay hơi. Hơi Axetôn vào thiết bị ngưng tụ (5) được ngưng tụ lại. Một phần chất lỏng ngưng đi qua thiết bị làm lạnh (6) đến nhiệt độ cần thiết rồi đi vào thùng chứa sản phẩm đỉnh (7). Một phần khác hồi lưu về tháp ở đĩa trên cùng để tăng mức độ tách.

Đồ án môn học Trang Chưng luyện liên tục MỤC LỤC Trang CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM VÀ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ I- TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM II- GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP CHƯNG VÀ THÁP ĐỆM III-THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ CHƯƠNG II : TÍNH TỐN CƠNG NGHỆ THIẾT BỊ CHÍNH A - CÂN BẰNG VẬT LIỆU VÀ NHIỆT LƯỢNG: I - CÂN BẰNG VẬT LIỆU II - XÁC ĐỊNH SỐ BẬC THAY ĐỔI NỒNG ĐỘ III - CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG 10 B - THƠNG SỐ CHÍNH CỦA THÁP: 15 I - ĐƯỜNG KÍNH THÁP 15 II - CHIỀU CAO THÁP 21 III - TÍNH TRỞ LỰC CỦA THÁP 24 CHƯƠNG III : TÍNH CƠ KHÍ THIẾT BỊ CHÍNH 26 I - CHỌN VẬT LIỆU 26 II - CHIỀU DÀY THÂN THÁP 25 III - TÍNH ĐÁY VÀ NẮP THIẾT BỊ 27 IV - BỀ DÀY LỚP CÁCH NHIỆT 28 V - TÍNH ĐƯỜNG KÍNH ỐNG DẪN 29 VI - MẶT BÍCH 30 VII - KÍCH THƯỚC ĐĨA PHÂN PHỐI VÀ LƯỚI ĐỠ ĐỆM 32 VIII- CỬA NỐI THIẾT BỊ VỚI ỐNG DẪN 32 IX - TAI TREO VÀ CHÂN ĐỠ 33 CHƯƠNG IV : TÍNH THIẾT BỊ PHỤ 35 I- TÍNH THIẾT BỊ ĐUN SƠI HỖN HỢP ĐẦU 35 II - TÍNH VÀ CHỌN BƠM 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO SVTH: Dương Ngọc Hùng 44 GVHD : ThS Đồ án môn học Trang Chưng luyện liên tục CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM VÀ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ I TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM BENZEN VÀ AXÊTƠN Axêtơn : Axeton (CH3COCH3) tên gọi thông thường propanon Đây loại hợp chất Cacboxyl,vì hợp chất phân cực.Nó chất lỏng sơi t s0=56,10 C,nhiệt độ cao chất khơng phân cực có trọng lượng lại thấp ancol axit tương ứng Axeton tan vô hạn nước ,là dung môi cho nhiều chất hữu Về mặt hóa học tương tự andehit ,axeton tham gia phản ứng cộng hidro (H 2) natrihidro_sunphit (NaHSO3) khác chỗ không bị OXH dung dịch AgNO (không tráng gương) Cu(OH) 2,nhưng bị OXH cắt sát nhóm “-CO” để chuyển thành hai axit tác dụng với chất OXH mạnh Về ứng dụng: Axêtôn dung mơi hồ tan nhiều hợp chất hữu như: tơ axêtat, nitro xenlulô, nhựa focmandehit, chất béo, dung môi pha sơn, mực in ống đồng Nó nguyên liệu để sản xuất thuỷ tinh hữu tổng hợp xêten sunfonat Benzen: Benzen hợp chất vòng thơm, chất lỏng khơng màu, có mùi thơm đặc trưng, nhẹ nước, tan nhiều dung môi hữu đồng thời dung môi tốt cho nhiều chất Iôt (I2), lưu huỳnh (S), chất béo ,t0s= 80,10C at, đông đặc t0đ=5,50C, tỷ khối d204 = 0,879 Về mặt 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 Về ứng dụng : dùng 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 Benzen dùng làm dung môi 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 SVTH: Dương Ngọc Hùng GVHD : ThS Đồ án môn học Trang Chưng luyện liên tục Cả Axêtơn Benzen đóng vai trị quan trọng cơng nghiệp hóa học II GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP CHƯNG, CHƯNG LIÊN TỤC & VIỆC LỰA CHỌN THÁP ĐỆM Chưng luyện liên tục tháp đệm làm việc áp xuất thường Trong cơng nghệ hóa học có nhiều phương pháp để phân riêng hỗn hợp hai hay nhiều cấu tử tan phần hay hoàn toàn vào : hấp thụ, hấp phụ, li tâm, trích li, chưng Mỗi phương pháp có đặc thù riêng ưu nhược điểm định Việc lựa chọn phương pháp thiết bị cho phù hợp tuỳ thuộc vào hỗn hợp ban đầu, yêu cầu sản phẩm điều kiện kinh tế Đối với hỗn hợp Benzen Axêtơn hỗn hợp hai cấu tử tan hồn tồn vào theo tỷ lệ có nhiệt độ sơi khác biệt phương án tối ưu để tách hỗn hợp chưng cất Chưng cất phương pháp tách cấu tử khỏi hỗn hợp dựa vào độ bay khác cấu tử (nghĩa nhiệt độ áp suất cấu tử khác nhau) cách thực trình chuyển pha trao đổi nhiệt hai pha lỏng, khí Sản đỉnh thu gồm cấu tử có độ bay lớn, phần cấu tử có độ bay thấp Cịn sản phẩm đáy thu chủ yếu cấu tử khó bay phần cấu tử dễ bay hơi.Ở dung môi chất tan bay Trong sản xuất thường gặp phương pháp chưng cất sau : - Chưng đơn giản : dùng để tách sơ làm cấu tử khỏi tạp chất (yêu cầu cấu tử có độ bay khác xa nhau) - Chưng nước trực tiếp : tách hỗn hợp gồm chất khó bay tạp chất không bay (Chất tách không tan nước) - Chưng chân không : trường hợp cần hạ thấp nhiệt độ sôi cấu tử - Chưng luyện : phương pháp phổ biến dùng để tách hoàn toàn hỗn hợp cấu tử dễ bay có tính chất hịa tan phần hay hịa tan hồn tồn vào Về thực chất trình chưng nhiều lần để thu sản phẩm tinh khiết Người ta đơn giản hệ thống cách thay hệ thống sơ đồ thiết bị phải chế tạo phức tạp cồng kềnh tháp gọi tháp chưng luyện Trong dòng pha chuyển động ngược chiều SVTH: Dương Ngọc Hùng GVHD : ThS Đồ án môn học Trang Chưng luyện liên tục Chưng luyện áp suất thấp dùng cho hỗn hợp dễ bị phân hủy nhiệt độ cao hỗn hợp có nhiệt độ sôi cao Chưng luyện áp suất cao dùng cho hỗn hợp khơng hóa lỏng áp suất thường Quá trình chưng luyện thực thiết bị loại tháp làm việc liên tục hay gián đoạn Có hai loại thiết bị tháp tháp đệm tháp đĩa Trong : Tháp đệm Tháp đệm tháp hình trụ gồm nhiều đoạn nối với mặt bích hay hàn Trong tháp người ta đổ đầy đệm, tháp đệm ứng dụng rộng rãi cơng nghệ hóa học để hấp thụ, chưng luyện, làm lạnh Ở sử dụng tháp đệm để chưng cất hỗn hợp Benzen ,Axêtơn Tháp đệm làm việc áp suất thường, áp suất chân không, làm việc liên tục gián đoạn Cấu tạo kích thước đệm tuỳ thuộc chế độ làm việc yêu cầu độ tinh khiết sản phẩm Nhưng có hạn chế khó làm ướt đệm Nếu tháp q cao phân phối chất lỏng khơng đồng Để khắc phục, chia đệm thành nhiều tầng có đặt thêm đĩa phân phối chất lỏng tầng III THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ Sơ đồ công nghệ: Hệ thống thiết bị công nghệ chưng luyện liên tục tổng quát gồm có : - (1) : Tháp chưng luyện gồm có phần : phần gồm từ đĩa tiếp liệu trở lên đỉnh gọi đoạn luyện, phần gồm từ đĩa tiếp liệu trở xuống gọi đoạn chưng - (2) : Thiết bị đun nóng dùng để đun nóng hỗn hợp đầu Sử dụng thiết bị loại ống chùm, dùng nước bão hồ để đun nóng có hệ số cấp nhiệt lớn, ẩn nhiệt ngưng tụ cao Hơi nước bão hoà ống, lỏng ống - (3) : Thùng cao vị - (4) : Bộ phận đun bốc đáy tháp, đạt hay tháp Ở ta sử dụng nước bão hoà để đun với ống lỏng ống - (5) : Thiết bị ngưng tụ hoàn toàn, nước lạnh ống - (6) : Thiết bị làm lạnh sản phẩm đỉnh - (7) : Thùng chứa sản phẩm đỉnh - (8) : Thùng chứa sản phẩm đáy SVTH: Dương Ngọc Hùng GVHD : ThS Đồ án môn học - Trang Chưng luyện liên tục (9) : Thùng chứa hỗn hợp đầu Q trình làm việc: Hỗn hợp Axêtơn_ Benzen hỗn hợp lỏng hịa tan hồn tồn vào theo tỷ lệ Ta có t S Axêtơn = 56.10C< tS Benzen = 80.1oC nên độ bay Axêtôn lớn độ bay Benzen Vậy nên sản phẩm đáy chủ yếu Benzzen phần Axêtôn, ngược lại sản phẩm đỉnh lại chủ yếu Axêtơn phần Benzen Tiến hành cụ thể : Trước hết hỗn hợp Axêtôn, Benzen từ thùng chứa (9) bơm vào thùng cao vị (3) dẫn xuống thiết bị đun nóng (2) Sự có mặt thùng cao vị đảm bảo cho lượng hỗn hợp đầu vào tháp không dao động, trường hợp công suất bơm lớn hỗn hợp đầu theo ống tuần hoàn tràn bể chứa hỗn hợp đầu Ở (2) dung dịch đun nóng đến nhiệt độ sơi nước bão hồ Ra khỏi thiết bị đun nóng, dung dịch vào tháp chưng luyện (1) vị trí đĩa tiếp liệu Do dược đun nóng đến nhiệt độ sơi nên Axetơn thực trình chuyển khối từ pha lỏng sang pha tiến đỉnh tháp Benzen cấu tử khó bay nhiệt độ thể lỏng phân phối xuống Như tháp, Axetôn từ lên gặp lỏng Benzen từ xuống Vì nhiệt độ lên thấp nên Axetôn từ lên có mang theo phần cấu tử Benzen, cấu tử có nhiệt độ sơi cao ngưng tụ lại cuối đỉnh ta thu hỗn hợp gồm hầu hết cấu tử Axetôn dễ bay Hơi Axetôn vào thiết bị ngưng tụ (5) ngưng tụ lại Một phần chất lỏng ngưng qua thiết bị làm lạnh (6) đến nhiệt độ cần thiết vào thùng chứa sản phẩm đỉnh (7) Một phần khác hồi lưu tháp đĩa để tăng mức độ tách Tương tự trình dịch chuyển Benzen kéo theo phần cấu tử Axeton xuống thấp nhiệt độ tháp tăng chất lỏng Benzen từ xuống gặp Axeton có nhiệt độ cao hơn, phần cấu tử có nhiệt độ sơi thấp bốc nồng độ Benzen khó bay chất lỏng ngày tăng Cuối đáy tháp ta thu hỗn hợp lỏng gồm hầu hết chất lỏng Benzen khó bay Chất lỏng đáy tháp khỏi tháp làm lạnh đưa vào thùng chứa sản phẩm (8) Để tiết kiệm đốt người ta dùng đỉnh tháp để đun nóng hỗn hợp ban đầu SVTH: Dương Ngọc Hùng GVHD : ThS Đồ án môn học Trang CHƯƠNG II : Chưng luyện liên tục TÍNH TỐN CƠNG NGHỆ THIẾT BỊ CHÍNH A CÂN BẰNG VẬT LIỆU VÀ NHIỆT LƯỢNG : I CÂN BẰNG VẬT LIỆU : Thông số ban đầu : Gọi F : lưu lượng hỗn hợp đầu, kg/h, kmol/h P : lưu lượng sản phẩm đỉnh, kg/h, kmol/h W : lưu lượng sản phẩm đáy, kg/h, kmol/h aF : nồng độ hỗn hợp đầu, % khối lượng aP : nồng độ sản phẩm đỉnh, % khối lượng aW : nồng độ sản phẩm đáy, % khối lượng xP : nồng độ hỗn hợp đầu, % mol xF : nồng độ hỗn hợp đầu, % mol xW : nồng độ hỗn hợp đầu, % mol Để thuận tiện q trình tính tốn ta ký hiệu : Axêtôn : A, MA = 58 Benzen : B, MB = 78 Theo yêu cầu ban đầu F = 600 (kg/h) Tính cân vật liệu: Phương trình cân vật viết cho toàn tháp: F= P + W (1) Phương trình cân vật liệu viết cho cấu tử nhẹ: F aF = P aP + WaW (2) Từ (1) (2) suy ra: F P W   a P  aW a F  aW a P  aW  P F Từ (1) suy : a F  aW 40,5  4,2 600 1308,74 (kg / h) a P  aW 95,5  4,2 W = F - P = 3291,67 - 1308,74 = 1982,93(kg/h) Tính nồng độ phần mol cấu tử Axêtôn:  Thành phần mol hỗn hợp đầu: SVTH: Dương Ngọc Hùng GVHD : ThS Đồ án môn học  Trang Chưng luyện liên tục aF 0,116 MA 58 xF   0,15 (phần mol) = 15 (%mol) aF  aF 0,405  0,405   58 78 MA MB Thành phần mol sản phẩm đỉnh: aP 0,955 MA 58 xP   0,966 (phần mol) = 85 (%mol) a p  aP 0,955  0,955   58 78 MA MB Thành phần mol sản phẩm đáy: aW 0,042 MA 78 xW   0,056 (phần mol) = 1,0 (%mol) aW  aW 0,042  0,042   58 78 MA MB Tính khối lượng mol trung bình:  - Trong hỗn hợp đầu: MF = xF MA + (1- xF )MB = 0,478 58 + (1- 0,478) 78 = 68,44(kg/kmol) - Trong sản phẩm đỉnh: MP = xP MA + (1- xP )MB = 0,966 58 + (1- 0,966) 78 = 56,34 (kg/kmol) - Trong sản phẩm đáy: MW = xW MA + (1- xW )MB = 0,056 58 + (1- 0,056) 78 = 76,88 (kg/kmol) Như ta có bảng tổng kết thành phần sản phẩm sau: Nồng độ phần Nồng độ Lưu lượng Lưu lượng khối lượng phần mol (kg/h) (kmol/h) Hỗn hợp đầu Sản phẩm đỉnh 0,405 0,955 0,478 0,966 3291,67 1308,74 48,10 23,23 Sản phẩm đáy 0,042 0,056 1982,83 25,79 Thành phần pha hỗn hợp cấu tử Axeton - benzen V BẢNG THÀNH PHẦN CÂN BẰNG LỎNG HƠI VÀ NHIỆT ĐỘ SÔI CỦA HỖN HỢP CẨU TỬ Ở ÁP SUẤT 760 MMHG (%MOL) (BẢNG IX.2A/146.II) SVTH: Dương Ngọc Hùng GVHD : ThS Đồ án môn học x y t0 0 80,1 Trang 14 78,3 10 24,3 76,4 20 40 72,8 30 51,2 69,6 40 59,4 66,7 Chưng luyện liên tục 50 65,5 64,3 60 73 62,4 70 79,5 60,7 80 86,3 59,6 90 93,2 58,8 100 100 56,1 Bằng phương pháp nội suy ta tính yF, yP, yW, t0s bảng sau: Sản phẩm F P W x (%mol) 47,8 96,6 5,6 Phần mol 0,478 0,966 0,056 (Công thức nội suy sau : y  yA y  y A  (x  xA ) B xB  x A ; y (%mol) 64,2 97,7 15,2 t t As Phần mol 0,642 0,977 0,152  (x  xA ) t sôi 64,8 57,0 78,0 t Bs  t As ) xB  x A II - XÁC ĐỊNH SỐ BẬC THAY ĐỔI NỒNG ĐỘ : Xác định số hồi lưu Rxmin : R X  x P  y * F 0,966  0,642  1,976 y * F  x F 0,642  0,478 Với xP _nồng độ phần mol Axêtôn pha lỏng sản phẩm đỉnh xF_ nồng độ phần mol Axêtôn pha lỏng hỗn hợp đầu y*F _nồng độ phần mol Axêtôn pha nằm cân pha lỏng hỗn hợp đầu Xác định số hồi lưu thích hợp : Xác định số hồi lưu thích hợp dựa vào điều kiện thể tích tháp nhỏ tức tương đương với Nl(Rx+1) nhỏ (Nl : Số bậc thay đổi nồng độ lý thuyết) RX = b RXmin Với b hệ số b = 1,2  2,5 Vấn đề chọn số hồi lưu thích hợp quan trọng, lượng hồi lưu q bé tháp vơ cao, điều khó thực hiện, lượng hồi lưu lớn tháp có thấp đường kính lại lớn, sản phẩm đỉnh thu chẳng Xác định RX thích hợp theo số bậc thay đổi nồng độ tiến hành sau : cho nhiều giá trị RX lớn giá trị RXmin Với giá trị trên, ta xác định tung độ đường làm việc đoạn luyện với trục tung B, với: SVTH: Dương Ngọc Hùng GVHD : ThS Đồ án môn học Trang B Chưng luyện liên tục xP RX 1 Đồ thị xác định số bậc thay đổi nồng độ lý thuyết Dựa vào đồ thị ta có kết qủa sau: SVTH: Dương Ngọc Hùng GVHD : ThS Đồ án môn học Trang 10 b 1,2 1,4 1,6 Rx 2,3712 2,7664 3,1616 B 28,65 25,65 23,2 Nt 23,2 19,8 17,4 Nt(Rx+1) 78,2 74,6 72,41 1,75 3,458 21,67 15,8 70,44 Chưng luyện liên tục 1,8 3,5568 21,2 15,5 70,63 1,85 3,6556 20,75 15,2 71,2 3,952 20,1 14,6 72,44 2,2 4,3472 18,06 13,6 72,72 Từ bảng bên tìm giá trị Nl(Rx + 1) nhỏ Rx = 3,458 ứng với b= 1,75 Vậy ta tính số hồi lưu thích hợp Rx = 3,458 Số ngăn lý thuyết tháp chưng : 15,8 Số ngăn lý thuyết đoạn luyện : 11,8 Số ngăn lý thuyết đoạn chưng là: III - CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG : Mục đích việc tính tốn cân nhiệt lượng để xác định lượng đốt cần thiết đun nóng hỗn hợp đầu, đun bốc đáy tháp xác định lượng nước làm lạnh cần thiết cho trình ngưng tụ làm lạnh Chọn nước làm chất tải nhiệt nguồn nguyên liệu rẻ tiền, phổ biến thiên nhiên có khả đáp ứng u cầu cơng nghệ Sơ đồ cân nhiệt lượng: Qy H2O H2O QR H2O QF QD1 Qxq2 Qxq1 QD2 SVTH: Dương Ngọc Hùng Qf Qng1 QW Qng2 H2O QP GVHD : ThS Đồ án môn học Trang 29 Chưng luyện liên tục  200(kg / m )  Thông số thân tháp : (XII.7/313/II) Hệ số dẫn nhiệt thép X18H10T  =16,3 (W/mđộ) Chiều dày thân tháp  = mm = 4.10-3 m  Nhiệt độ khơng khí : T2 = 25oC t t 60,9  67,5 64,2 o C  Nhiệt độ trung bình tháp : t o  tbC tbL  2  Chấp nhận trình truyền nhiệt trình truyền nhiệt ổn định Xem nhiệt truyền từ bên theo tường phẳng nhiều lớp  Chấp nhận nhiệt độ mặt lớp cách nhiệt t1 = 35oC  Tính tổn thất nhiệt mơi trường xung quanh theo công thức : q  t (W/m2)  - hệ số cấp nhiệt xạ đối lưu từ bề mặt lớp cách nhiệt mơi trường khơng khí, tính theo cơng thức V-135 /41.II  9,3  0,058t (W/m2độ) t2 - hiệu số nhiệt độ tường bên thiết bị với môi trường t 35  25 10 o C   9,3  0,058 10 9,88 (W/m2độ)  q  t 9,88 10 98,8(W / m )  Nhiệt lượng truyền từ tháp mặt lớp cách nhiệt : q1  Kt1 (W / m ) K : hệ số truyền nhiệt, W/m2.độ t1 : Hiệu số nhiệt độ nhiệt độ tháp nhiệt độ mặt ngồi tháp Vì truyền nhiệt ổn định nên q1 = q2 = q q 98,8  K  3,383 (W/m2độ ) t1 64,2  35  th  cn  Mặt khác : K = rcặn  th cn 3 Theo bảng V-1 / 4.II ta có: rcan 0,387 10 (m2độ /W) 1     th   4.10    3      cn     rcan    cn   3,383   0,387.10  16,3   0,0372 0,01097 (m) K  th        Vậy chọn bề dày lớp cách nhiệt cn = 11 (mm) V Tính đường kính ống dẫn Dường kính ống dẫn sản phẩm đỉnh: Đường kính ống dẫn sản phẩm đỉnh tính theo cơng thức II-36 / 369.I: 4V V d  ( m)  0.785 V : lưu lượng thể tích sản phẩm đỉnh (m3/s)  : vận tốc trung bình lưu thể Chọn vận tốc ống  = 20 m/s.(II.2/369.I) Lưu lượng sản phẩm đỉnh : gd =1308,74(kg/h) SVTH: Dương Ngọc Hùng GVHD : ThS Đồ án môn học Trang 30 Chưng luyện liên tục Khối lượng riêng sản phẩm đỉnh  ytb 2,291(kg / m ) g 1308,74 V  d  571,253( m / h) 0,1587(m / s )  ytb 2,391  d 0,1587 0,1(m) 0,785 20 Vậy chọn d = 100 (mm) Đường kính ống dẫn hỗn hợp đầu: 4V V  ( m)  0,785 Lưu lượng hỗn hợp đầu : Gd = 3291,67(kg/h) =48,096 (kg/s) Khối lượng riêng hỗn hợp đầu tính theo công thức : a  aF  F  x A B aF = 0,405 (phần khối lượng)  A ,  B : khối lượng riêng Axeton Benzen nhiệt độ tF=64,8oC Tra bảng I-2/9.I phương pháp nội suy ta có :  A64,8 739,52(kg / m )  B64,8 830,96(kg / m )   x 791,33(kg / m ) 3291,67 4,16 (m / h) 1,155.10  (m / s) Vậy V  791,33 Do hỗn hợp tự chảy vào tháp nên chọn  = 0,1 (m/s) theo bảng II-2/ 369.I Tương tự ta có : d  - 1,155.10   d 0,1213 (m) = 122 mm 0,785 0,1 Đường kính ống dẫn sản phẩm đáy: 4V V d  ( m)  0.785 Gw  V  x    0,1(m / s )  Lưu lượng sản phẩm đáy : GW = 1982,93(kg/h) = 0,551 (kg/s) Khối lượng riêng sản phẩm đáy tính theo cơng thức sau : a  aw  w  x A B aW = 0,042 ( phần khối lượng)  A ,  B : khối lượng riêng Axeton Benzen nhiệt độ tW =78oC Tra bảng I-2/ 9.I & phương pháp nội suy ta có : SVTH: Dương Ngọc Hùng GVHD : ThS Đồ án môn học Trang 31 Chưng luyện liên tục  A78 721,7( kg / m ) 78 817,1(kg / m ) Vậy  x 812,6(kg / m ) 1982,93 2,44(m / h) 0,68.10  ( m / s ) => V  812,6 B 0,68.10   d 0,093 (m) = 93 mm 0,785 0,1 Đường kính ống hồi lưu 4V V d  ( m)  0,785 Lưu lượng hồi lưu : GRx=P.Rx=1308,74 3,458 =4525,62 ( kg/h) Hỗn hợp tự chảy vào tháp nên ta chọn  = 0,1(m/s) Khối lượng riêng sản phẩm hồi lưu tính theo cơng thức sau: a  aP  P  x A B aP = 0,955 ( phần khối lượng)  A ,  B : khối lượng riêng Axeton Benzen nhiệt độ tP =57oC  A57 749,3(kg / m )  B57 839,3(kg / m ) Vậy  x 756,74(kg / m ) G Rx 4525,62  5,98( m / h) 1,66.10  (m / s ) => V  x 756,74 1,66.10  0,145(m) = 145 mm 0,785 0,1 VI MẶT BÍCH : Chọn kiểu bích (XIII.20/408.II) Bích để nối thiết bị : Từ đường kính tháp dựa vào bảng ( XIII.27/420.II) ta chọn bích kiểu để nối đoạn thân tháp, nối thân với đáy nắp ( Po = 487505,85 (N/m2)) Số liệu bích cho bảng sau :  d Py.106 N/m2 0,6 Kích thước nối (mm) Dt mm D Db D1 D0 1000 1140 1090 1060 1013 Bulơng Kiểu bích db Z h h1 M20 28 30 Bích để nối thiết bị với ống dẫn : Dt Chọn mặt bích kiểu cho ống dẫn theo bảng (XIII.26/412.II): D1 h SVTH: Dương Ngọc Hùng Dy Dn GVHD : ThS db D Đồ án môn học Ống dẫn Sản phẩm đáy (d=93) Sản phẩm đỉnh (d=100) Hỗn hợp đầu (d=122) Lỏng hồi lưu (d=145) Trang 32 Chưng luyện liên tục Dy, mm 100 Dn, mm 108 Kích thước ống nối D,mm D ,mm D1 ,mm 205 170 148 Bulông h, db ,mm Z (cái) mm M16 14 125 133 235 200 178 M16 14 125 133 235 200 178 M16 14 150 159 260 225 202 M16 16 VI KÍCH THƯỚC ĐĨA PHÂN PHỐI VÀ LƯỚI ĐỠ ĐỆM Theo bảng IX.22/230.II, với đường kính tháp chưng luyện Dt = 1,0 (m) =1000 (mm) ta có kích thước sau : - Đường kính đĩa : Dd = 600 (mm) - Ống dẫn chất lỏng : d  S = 44,52,5 (mm) ; bước ống t = 70 ; số lượng ống dẫn loại 40 ống ; chiều dày đĩa loại (mm) - Lưới đỡ đệm : Đường kính lưới DL = 980 (mm) ; chiều rộng bước lưới b = 41,5 (mm) VII CỬA NỐI THIẾT BỊ VỚI ỐNG DẪN Ơúng dẫn nối với thiết bị thơng qua mối ghép tháo không tháo Đối với mối ghép tháo người ta làm đoạn ống nối , đoạn ống ngắn có mặt bích hay ren để nối ống Loại mặt bích thường dùng nối với ống có Dy > 10 mm ; loại ren thường nối ống có Dy < 10 mm Chiều dài đoạn ống nối xác định theo bảng XIII- 32/434.II sau: Đường kính ống Chiều dài đoạn ống nối(mm) 93 (mm) 150 100 150 122 175 145 175 VIII TAI TREO VÀ CHÂN ĐỠ THIẾT BỊ - Khối lượng toàn tháp Khối lượng tháp bao gồm tổng khối lượng thân tháp, đáy, nắp, lớp cách nhiệt, chất lỏng tháp, bích đĩa SVTH: Dương Ngọc Hùng GVHD : ThS Đồ án môn học Trang 33 Chưng luyện liên tục a- Khối lượng thân tháp: Thân tháp làm thép X18H10T có khối lượng riêng 7900(kg/m3) gồm có thân thân tháp , phần gờ dư đáy nắp tháp : - Vỏ tháp có bề dày mm ; Dt = 1000 mm; Dn = 1004 mm ; chiều cao H = 17,38 m Do khối lượng tồn thân tháp : H  17,38 M  Dn  Dt2 7900 1,004  1,0 864,42(kg ) 4 - Phần gờ dư đáy nắp : H2 = 2.h =230 = 60 (mm) = 0,06(m) Suy khốïi lượng phần gờ dư : H  0,06. M 1'   Dn2  Dt2 7900 (1,004  1,0 ) 3(kg ) 4 b- Khối lượng đáy nắp tháp : với bề dày 5mm ; gờ 30 mm cho bảng XIII.11/384.II: M2 = 141,012=28,28 (kg) c- Khối lượng lớp cách nhiệt : H M  ( D' 2n  D' t2 ) Với  cn = 11 mm ; suy : D’n= 1015 mm ; D’t = 1004 mm 17,38   M 200 (1,015  1,004 ) 60,6(kg ) d - Khối lượng chất lỏng tháp : Để thuận lợi cho việc tính tốn, người ta chấp nhận chất lỏng chiếm toàn tháp bỏ qua phần chiếm đệm với khối lượng riêng lỏng lớn :  max   xâ 812,6(kg / m ) Vậy khối lượng lỏng là: HDt2 17,38  1,0 M   max 812,6 11092,2(kg ) 4 e - Tổng khối lượng bích: * Khối lượng bích nối thân, nắp đáy :   2 m1 n D   Dt  S  h 3.7900 1,1402  1,0  2.0,004 0,03 158,25(kg ) 4 Với : n = 3(số bích) ; D = 1140 mm ; Dt = 1,0m ;S = 0,004 m ; h = 0,03m * Khối lượng bích nối ống dẫn với thân tháp : - Bích nối ống dẫn hỗn hợp đầu vào tháp:   md  ( D  Dn ).h.  (0,235  0,133 ).0,014 7900 3,26kg 4 Vậy khối lượng cặp bích : m2 = 2.3,26 = 6,52 kg - Bích nối ống dẫn khỏi đỉnh tháp :  2 m3 = .(0,235  0,133 ).0,014.7900 6,52kg - Bích nối ống dẫn dung dịch đáy :     SVTH: Dương Ngọc Hùng       GVHD : ThS Đồ án môn học Trang 34 Chưng luyện liên tục  (0,205  0,108 ).0,014.7900 5,27kg - Bích nối ống dẫn lỏng hồi lưu :  2 m5 = .( 0,260  0,159 ).0,016.7900 8,4kg Vậy tổng khối lượng loại bích nối thân, nắp, đáy ống dẫn : M5 = m1 +m2 +m3 +m4 +m5 = 181,7 kg m4 = f- Khối lượng đệm : Một cách gần xem đệm đổ đầy tháp Đoạn luyện: Khối lượng riêng đệm :  d 640( kg / m ) (193/II) Suy khối lượng đệm đoạn luyện:   M âl   d HDt2 640 .12,4.1,0 6229,76(kg ) 4 Đoạn chưng: đ =570 (kg/m3)   M âc   d H c Dt2 570 .4,374.1,0 1957,15(kg ) 4  M6 =5229,76 + 1957,15 =8186,9 (kg)  Vậy tải trọng toàn tháp : M = M1 + M’1 + M2 + M3 + M4 + M5 + M6 = 19552,5(kg) 2- Tai treo, chânđỡ Do chiều cao tháp lớn nên ta dùng tai treo, tải trọng tai treo là: 19552,5 9,81 63936,7 (N) M= Chọn tai treo (VIII-36/438.II): L B B1 H S l a d 270 240 240 420 14 120 25 34 CHƯƠNG IV : TÍNH THIẾT BỊ PHỤ I - TÍNH THIẾT BỊ ĐUN SƠI HỖN HỢP ĐẦU: Đối với q trình chưng luyện, để nâng cao hiệu làm việc hổn hợp đầu thường đưa vào tháp trạng thái lòng sơi (xét đến ảnh hưởng trạng thái nhiệt động) nhằm tạo tiếp xúc tốt pha lỏng - Điều thực nhờ thiết bị đun sôi hỗn hợp đầu Dựa tiêu chuẩn kinh tế, kỹ thuật ta chọn thiết bị đun nóng kiểu ống chùm Tác nhân đun nóng nước bão hịa có hệ số cấp nhiệt lớn ẩn nhiệt ngưng tụ cao - Diễn biến trình : Trong thực tế nhiệt lượng truyền từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ thấp Với thiết bị mà ta tính nhiệt lượng truyền từ phía bão hồ có nhiệt độ t01 vào phía dung dịch sơi có nhiệt độ t02 Ta ký hiệu nhiệt lượng truyền qua đơn vị bề mặt ống truyền nhiệt q (W/m2) Q trình truyền nhiệt mơ tả sau: nhiệt lượng q1 từ phía ngưng tụ có hệ số cấp nhiệt 1 (W/m2.độ), nhiệt độ t1 truyền qua lớp màng nước ngưng có nhiệt độ tm, qua lớp cặn bám vào thành (t0c1) Rồi qua ôÚng truyền nhiệt SVTH: Dương Ngọc Hùng GVHD : ThS Đồ án môn học Trang 35 Chưng luyện liên tục (=3mm) có nhiệt độ thành ngồi tT1 nhiệt độ thành tT2, qua lớp cặn cuối đến chất lỏng sơi có hệ số cấp nhiệt 2, nhiệt độ t02 Ký hiệu nhiệt lượng truyền đến q2 (W/m2) Lưu lượng hỗn hợp đầu : F = 3291,67 kg/h = 48,096 kmol/h Thành phần khối lượng: aF = 0,405 (phần khối lượng) Thành phần mol : xF = 0,478 (phần mol) Hơi nước bão hòa : 99,1oC (hơi)  99,1oC (lỏng), áp suất P= atm Hỗn hợp đầu : 250C (lỏng nguội)  64,80C (lỏng sôi ) T Hiệu số nhiệt độ chất tải nhiệt lưu thể: 99,1 C T1 99,1  25 74,1o C T T2 99,1  64,8 34,3O C Hiệu số nhiệt độ trung bình tính theo hiệu số nhiệt T1 2: độ trung bình logarit vì: T2 T  T2 74,1  34,3  Ttb   51,72 o C T1 74,1 2,3 lg 2,3 lg 34,3 T2 -Tính lượng nhiệt trung bình truyền qua đơn vị bề mặt ống truyền nhiệt: a- Hệ số cấp nhiệt nước ngưng tụ bên thành ống :  1d  r    2,04 A  Ht1  , 25 (V.101/ 28.II) Trong r : ẩn nhiệt ngưng tụ nước bão hòa 99,1oC, r = 2264.103 J/kg (bảng I-250/ 312.I) H : chiều cao ống : chọn H = 1,5 m t1 : hiệu số nhiệt độ nước ngưng thành ống, t1 = t1 - tT1 chọn t1 = 1oC  tT1 = 99,1-2= 97,1 oC A : hệ số phụ thuộc vào nhiệt độ màng tm : 2t  t1 99,1   98,6 o C Với : t m  2 A = 178,3 (bảng trang 29.II) , 25  2264.10     2,04 178,3  12749,05 (W/m2độ)  ,    q1  t1 12749,05 1 12749,05(W / m ) b- Tính hệ số cấp nhiệt cho hỗn hợp :  N  - Tính   u d Trong : SVTH: Dương Ngọc Hùng GVHD : ThS T T1c Đồ án môn học Trang 36 Chưng luyện liên tục  : Hệ số dẫn nhiệt hổn hợp Ttb = 99,1-51,72 = 47,38oC, tính theo cơng thức sau:  a F 1  1  a F  với aF = 0,405 (phần khối lượng) 1 ,  : hệ số dẫn nhiệt Axeton Benzen 47,38 oC  0,165 (W/m.độ) (bảng I.130/134.I)  0,139 (W/m.độ) (bảng I.130/134.I)   0,149 (W/m.độ) Chọn đường kính ống d = 0,02m =20mm Chuẩn số Nu tính theo cơng thức (V-40/14.II) trường hợp cấp nhiệt dịng chảy xốy ống : , 25 ,8 , 43  Pr   N u 0,021 Re Pr   Prt   : hệ số hiệu chỉnh tính đến ảnh hưởng tỷ số chiều dài đường kính ống Với Re = 104, theo bảng V-2/15.II ta có : l 1,5  75   1 d 0,02 Prt :Chuẩn số Prant dịng tính theo nhiệt độ trung bình tường Vì 0.25  Pr  chênh lệch nhiệt độ thành ống dòng nhỏ nên   1  Prt  Chuẩn số Prant xác định theo công thức V-35/12.II C Pr   C : nhiệt dung riêng hổn hợp đầu 47,38 oC: C = aF CA + (1-aF)CB CA , CB : nhiệt dung riêng Axeton Benzen 47,38 oC theo Bảng I.154 / 171.I : C A47 ,38 = 2264 (J/kg.độ) C B47 ,38 = 1863,7 (J/kg.độ) aF = 0,405 (phần khối lượng)  C 2025,85 (J/kg.độ)  : độ nhớt hổn hợp 47,38 oC: lg   x F lg  A  (1  x F ) lg  B Với : xF = 0,478 (phần mol)  A ,  B độ nhớt Axeton Benzen 47,38 oC, theo bảng I.101/91.I  A 0,2488.10  ( Ns / m )  B 0,4507.10  ( Ns / m )   0,3542.10  ( Ns / m ) C 2025,85 0,3592.10   4,82 Do : Pr   0,149 SVTH: Dương Ngọc Hùng GVHD : ThS Đồ án môn học Trang 37   - Chưng luyện liên tục ,8  N u 0,021 1 10 (4,82) 0, 43 1 65,45 N u  65,45 0,149  487 ,7 (W/m2độ) Vậy :   d 0,02 Tìm t : t t T  t mà: t T t T  t T Ta có chênh lệch nhiệt độ tường : t T r.q1 Trong đó: r r1  r2  r3 r1 : nhiệt trở cặn bẩn mặt trong: r1 = 0,116.10-3 (m2độ/W) (bảng V.1/4.II) r2 : nhiệt trở thành ống (làm thép khơng gỉ 40XFA) có bề dày  0,002m 2mm ;  52,4 (W/mđộ)  0,002  0,038.10  (m2độ/W)  52,4 r3 : nhiệt trở nước: r3 = 0,3.10-3 (m2độ/W) (V-1/4.II)  r 0,454.10  (m2độ/W) r2   t T 12749,05 0,454.10  5,79 o C  tT 98,1  5,79 92,3 C  t 92,3  64,8 27,5 o C  q  t 487,7 27,5 13417,57 (W / m ) q1  q 12749,05  13417,57  0,049 4,9 < 5 q2 13417,57 q  q 12749,05  13417,57  qtb   13083,31(W / m ) 2 3- Tính bề mặt truyền nhiệt : F Q qtb Q : lượng nhiệt nước bão hòa cấp cho hỗn hợp đầu để tăng nhiệt độ từ 250C đến 64,8 0C : Q G F CT C =2025,85 (J/kg.độ) GF = 3291,67(kg/h) =0,91 (kg/s) T 64,8  25 39,8 o C  Q 2025,85 0,91 39,8 73372,2(W ) Vậy bề mặt truyền nhiệt : SVTH: Dương Ngọc Hùng GVHD : ThS Đồ án môn học Trang 38 F Chưng luyện liên tục Q 73372,2  5,61(m ) qtb 13083,31 Số ống trao đổi nhiệt : n F 5,61  69,54 (ống) dH  0,02 1,5 Theo bảng V.11/48.II, ta chọn số ống 61 xếp theo hình cạnh ta bố trí 61 ống thành vịng sáu cạnh với số ống đường chéo hình cạnh ống Theo cơng thức V.140/49.II đường kính thiết bị tính : D = t.(b -1) + 4.dn , m Với dn : đường kính ngồi ống truyền nhiệt dn = 0,02 + 0,002.2 = 0,024 m t : bước ống , t = 1,2.dn = 0,0288 m b: số ống đường chéo hình sáu cạnh , b = => D = 0,0288(9-1) + 40,024 = 0,3326 m Chọn D = 0,4 m Vậy thiết bị có đường kính 400 mm, gồm 61 ống xếp theo hình lục giác gồm vịng Mỗi ống dài 1,5 m, đường kính 0,02 m, dày 0,002 m II - TÍNH VÀ CHỌN BƠM : Để vận chuyển hỗn hợp đầu từ bể chứa lên thùng cao vị, ta phải sử dụng bơm thủy lực Trong điều kiện suất yêu cầu kinh tế, kỹ thuật để vận chuyển hỗn hợp Benzen - Axêtôn nhiệt độ môi trường ta chọn bơm ly tâm Loại bơm có ưu điểm sau: - Vận chuyển chất lỏng liên tục đặn - Có số vịng quay lớn, truyền động trực tiếp từ động điện - Có thể bơm chất lỏng bẩn nhiều chất lỏng khác - Khơng có suppape nên bị tắc hư hỏng 1- Tính suất thể tích bơm Hổn hợp đầu 25o C có lưu lượng GF = 3291,67(kg/h) ứng với suất bơm : G Q F   : khối lượng riêng hổn hợp đầu 25oC, tính theo cơng thức : a 1 a  F25  25F  A B aF = 0,405 (phần khốilượng)  A25 ,  B25 : khối lượng riêng Axeton Benzen 25oC, tra bảng I-12/ 9.I ta có :  A25 785,25(kg / m )  B25 873,75(kg / m )   25 837,9(kg / m ) Vậy suất thể tích bơm : Q  SVTH: Dương Ngọc Hùng 3291,67 3,93(m / h) 1,1 10  ( m / s ) 837,9 GVHD : ThS Đồ án môn học Trang 39 Chưng luyện liên tục - Đường kính ống bơm tính theo II-36/369.I : V d 0,785  : vận tốc chất lỏng ống, theo bảng II-2/ 369.I ta chọn  =1,5m/s 1,1.10  0,0304( m) 31(mm) Do :  d  0,785 1,5 2- Tính áp suất tồn phần bơm : p suất tồn phần bơm tính theo hệ thống công thức II- 53/376.I : P Pd  Pm  PC  PH  Pk Pd : áp suất động lực học Pm : áp suất để khắc phục lực ma sát dòng chảy ổn định ống thẳng PC : áp suất cần thiết để khắc phục trở lực cục PH : áp suất để nâng chất lỏng lên cao để khắc phục áp suất thủy tĩnh Pk : áp suất để bổ sung cần thiết a - Tính áp suất động lực học Pd : 2 , N/m2 Với  837,9(kg / m ) khối lượng riêng hỗn hợp đầu 25oC  : vận tốc chất lỏng, theo  = 1,5(m/s) 1,5  Pd 837,9  942,6 (N/m ) b - Tính áp suất để khắc phục trở lực ma sát Pm : L Theo công thức II-55/376.I : m  Pd , N/m2 d Với L : chiều dài ống dẫn : chọn L = 12m d: đường kính ống tương đương : d = 0,03 m = 30mm  : hệ số ma sát phụ thuộc vào độ nhẵn thành ống chế độ chất lỏng, phụ thuộc vào Re : d Re    : độ nhớt hổn hợp đầu 25oC, tính theo cơng thức: lg   x F lg  A  (1  x F ) lg  B xF =0,478 (phần mol)  A25 0,358.10  ( Ns / m ) (trang91/I)  B25 0,6.10  ( Ns / m )   0,487.10  ( Ns / m ) 1,5 0,03 837,9  Re  77434 0,487.10  Theo công thức II-54/376.I : Pd   SVTH: Dương Ngọc Hùng GVHD : ThS Đồ án môn học - Trang 40 Chưng luyện liên tục Re > 104 nên chất lỏng chảy xốy Tính chuẩn số Râynôn giới hạn khu vực nhẵn thủy lực Regh :  d 7 Re gh 6    Với  : độ nhám tuyệt đối, tra bảng II -15/ 381.II với điều kiện ống mới, không hàn:  0,08( mm) 0,08.10  ( m) -  0,03   Re gh 6  5246,88 3   0,08.10  Tính chuẩn số Râynôn bắt đầu xuất vùng nhám Ren : 9  0,03   d 8  173064,4 Re n 220  220 3     0,08.10   Re gh  Re  Re n nên hệ số ma sát  phụ thuộc vào chuẩn số Râynơn độ nhám thành ống, tính theo II.64/379.I : , 25 , 25    100  0,08.10  100      0,1 1,46  0,11,46  0,0268   d Re , 03 77434     12  Pm 0,0268  942,6 10104,7( Ns / m ) 0,03 c - Tính tổn thất áp suất trở lực cục PC : Theo công thức II- 56/377.I: L 2 2 PC   td  d td  : hệ số trở lực cục hệ thống ống gồm : đoạn ống dài 1m ; đoạn ống dài 10m ; hai khuỷu ghép vng góc có hệ số trở lực  ; van chắn trước ống đẩy để điều chỉnh lưu lượng có hệ số trở lực  ; van chiều có hệ số trở lực  ; đầu vào thùng cao vị có hệ số trở lực  - Tính  : khuỷu ghép vng góc hai khuỷu 45 o tạo thành, theo bảng II -16.N029/ 394.I chọn tỷ số: a 0,6   0,38 b - Tính  : Chọn van tiêu chuẩn, theo bảng II-16 N037/397.I tacó:  4,9    8  10   6,45  20  - Tính  : Chọn van chiều kiểu có đĩa khơng định hướng phía với thơng số sau: h : chiều cao hở van ; b: chiều rộng vành đĩa : chọn h = b = 3.10-3m Do : đường kính ống dẫn trước van (Do = 0,03m) SVTH: Dương Ngọc Hùng GVHD : ThS Đồ án môn học Trang 41 Chưng luyện liên tục  o : tốc độ dòng mặt cắt trước van b 3.10   0,1 Ta có : Do 0,03 Theo bảng II.16_ N047, N0 48/400.I , xác định  ,  sau:  0,55  15,5      15,5  0,55 16,05 - Tính  :  b 0,05; 0,1 Chọn d td d td Theo bảng II -16N0 /384.I :  0,5 Vậy tổng trở lực cục hệ thống ống dẫn :  1       0,38  6,45  16,05  0,5 23,38  PC Pd 23,38 942,6 22038( N / m ) d - Tính áp suất để nâng chất lỏng lên cao PH : Theo công thức II -57/377.I : PH  gH H : chiều cao nâng chất lỏng cột chất lỏng : H = 20 m PH 837,9 9,81 20 164395,98( N / m )  áp suất toàn phần bơm tạo cần thiết để khắc phục sức cản thủy lực : P Pd  Pm  PC  PH 942,6  10104,7  22038  164395,98 197481,28 3- Công suất bơm động điện : Chiều cao toàn phần H bơm cần tạo : P 197481,28 H  24,03(m) g 9,81 837,9 - Công suất u cầu trục bơm đưọc tính theo cơng thức II -189/439.I : QgH N 1000  : hiệu suất bơm : chọn  0,85 Q = 1,1.10-3 (m3/s) 1,1.10  9,81 837,9 11,02  N 0,2556(kW ) 1000 0,85 - Công suất động điện tính theo cơng thức : N N dc   tr dc  tr : hiệu suất truyền động chọn  tr = 0,95  dc : hiệu suất động :  dc 0,75 SVTH: Dương Ngọc Hùng GVHD : ThS Đồ án môn học Trang 42 Chưng luyện liên tục 0,2556 0,3587(kW ) 0,95 0,75 Thông thường chọn động điện có cơng suất thực tếï lớn cơng suất tính N dctt  N dc tốn  : hệ số dự trữ cơng suất : Theo bảng II-33/439.I với Ndc < ta chọn  2  N dctt 2 0,3587 0,7174( KW ) Vậy công suất bơm : N = 0,2556 (KW) Công suất động :Ndc = 0,7174 (KW) Như dựa vào thơng số bơm ta chọn loại bơm li tâm 2X-6H-3a có áp suất tồn phần 31m, suất 20 m 3/h, số vòng quay 1150 vòng/phút, nhiệt độ chất lỏng< 60 0C.(bảng II.39/447.I)  N dc  TÀI LIỆU THAM KHẢO I II III Cơ sở q trình thiết bị cơng nghệ hoá học, tập (Nhà xuất đại học trung học chuyên nghiệp 1978) Cơ sở trình thiết bị cơng nghệ hố học, tập (Nhà xuất đại học trung học chuyên nghiệp 1978) Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hố học, tập SVTH: Dương Ngọc Hùng GVHD : ThS Đồ án môn học IV Trang 43 Chưng luyện liên tục (Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 1978) Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hố học, tập (Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 1978) SVTH: Dương Ngọc Hùng GVHD : ThS ... học Trang Chưng luyện liên tục Cả Axêtơn Benzen đóng vai trị quan trọng cơng nghiệp hóa học II GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP CHƯNG, CHƯNG LIÊN TỤC & VIỆC LỰA CHỌN THÁP ĐỆM Chưng luyện liên tục tháp... dịch chuyển Benzen kéo theo phần cấu tử Axeton xuống thấp nhiệt độ tháp tăng chất lỏng Benzen từ xuống gặp Axeton có nhiệt độ cao hơn, phần cấu tử có nhiệt độ sơi thấp bốc nồng độ Benzen khó bay... Hùng GVHD : ThS Đồ án môn học Trang Chưng luyện liên tục Chưng luyện áp suất thấp dùng cho hỗn hợp dễ bị phân hủy nhiệt độ cao hỗn hợp có nhiệt độ sơi q cao Chưng luyện áp suất cao dùng cho hỗn