tiểu luận về phương pháp chưng cất chưng cất là phương pháp tách hỗn hợp chất lỏng thành các cấu tử riêng biệt dựa vào sự khác nhau về độ bay hơi của chúng

I, BẢN CHÁT, MỤC ĐÍCH CƠNG NGHỆ VÀ PHẠM VI SỬ DỤNG 1, Bản chất Chưng cất phương pháp tách hỗn hợp chất lỏng thành cấu tử riêng biệt dựa vào khác độ bay chúng cách lặp lặp lại nhiều lần q trình bay ngưng tụ 2, Mục đích cơng nghệ phạm vi sử dụng - Mục đích chuẩn bị: Thô chế, làm tạp chất thô, ví dụ: chất keo, nhựa, bẩn, quy trình sản xuất rượu thô chế nguyên liệu tinh dầu - Mục đích khai thác thu nhận sản phẩm nhưa: Cất cồn, cất rượu, cất loại tinh dầu - Mục đích nâng cao chất lượng sản phẩm, q trình tinh chế, ví dụ: Tinh chế cồn, tinh chế loại tinh dầu có kinh tế cao, II, CƠ SỞ KHOA HỌC 2.1, Khái niệm Chưng cất trình dùng để tách cấu tử hỗn hợp lỏng hỗn hợp khí – lỏng thành cấu tử riêng biệt dựa vào nhiệt độ bay khác cấu tử hỗn hợp (nghĩa nhiệt độ, áp suất bão hòa cấu tử khác nhau) Sự khác khả bay thể qua chênh lệch nhiệt độ sôi, nhiệt độ áp suất khác Trong này, nhóm nghiên cứu chênh lệch nhiệt độ sôi Do chênh lệch nhiệt độ, nên cấu tử có nhiệt độ sơi thấp bay trước cấu tử có nhiệt độ sôi cao bay sau Khi chưng cất ta thu nhiều sản phẩm thường cấu tử thu nhiêu sản phẩm Và ta xét đến trường hợp hỗn hợp gồm hai cấu tử, q trình chưng cất cho: Sản phẩm đỉnh chủ yếu gồm cấu tử có độ bay lớn phần cấu tử có độ bay bé Sản phẩm đáy chủ yếu gồm cấu tử có độ bay bé phần cấu tử có độ bay lớn 2.2, Hỗn hợp hai cấu tử Phân loại hỗn hợp hai cấu tử - Dung dịch lý tưởng: dung dịch mà lực liên kết phân tử loại lực liên kết phân tử khác loại nhau, cấu tử hòa tan vào theo tỷ lệ Cân lỏng hoàn toàn tuân theo định luật Raoult - Dung dịch thực: dung dịch khơng hồn tồn tn theo định luật Raoult, sai lệch với định luật Raoult dương lực liên kết phân tử loại lớn lực liên kết phân tử khác loại, ngược lai, sai lệch âm lực liên kết phân tử loại nhỏ lực liên kết phân tử khác loại Trường hợp lực liên kết phân tử khác loại bé so với lực liên kết phân tử loại dung dịch phân lớp, nghĩa cấu tử khơng hịa tan vào hịa tan khơng đáng kể Căn vào mức độ hịa tan, chia dung dịch hai cấu tử thành loại sau: 1, Chất lỏng hòa tan vào theo tỷ lệ 2, Chất lỏng hòa tan phần vào 3, Chất lỏng khơng hịa tan vào 2.3, Cơ sở tính tốn q trình chưng cất hỗn hợp hai cấu tử 2.3.1, Cân pha Thành phần cân pha hệ lỏng – bão hòa dung dịch lý tưởng nhiệt độ thấp nhiệt độ tới hạn xác định định luật Raul: áp suất riêng phần cấu tử pha bên dung dịch tích số áp suất bão hịa cấu tử (ở nhiệt độ) với nồng độ phần mol cấu tử dung dịch p  pbh x Trong đó: - Áp suất riêng phần cấu tử phân bố pha bên chất lỏng điều kiện cân bằng; - Áp suất bão hịa cấu tử nhiệt độ; x - Nồng độ phần mol cấu tử dung dịch Mặt khác, áp suất riêng phần cịn xác định theo phương trình: ycb  p x pbh  P� P� Nếu hệ gồm hai cấu tử A B, theo định luật Dalton, ta có áp suất chung là: P�  p A  pB Hay: P�  p Abh x  pBbh (1  x) Thay vào phương trình trên, ta có với cấu tử A: y Acb  p Abh x p Abh x  pBbh (1  x) Trong đó: pA, pB áp suất riêng phần cấu tử A B p Abh , pBbh áp suất bão hòa cấu tử A B  Gọi: p Abh pBbh độc bay tương đối cấu tử A hỗn hợp, ta có: y Acb   x  x.(  1) Phương trình gọi phương trình đường cân cấu tử dễ bay A đường biểu diễn gọi đường cân Phương trình dùng cho dung dịch lý tưởng Đối với dung dịch thực, số liệu cân thường xác định thực nghiệm 2.3.2, Cân vật liệu Ký hiệu đại lượng sau: GF - lượng nguyên liệu đầu, kmol/s; GD - lượng nguyên liệu đỉnh, kmol/s; GB - lượng nguyên liệu đáy, kmol/s; xF - nồng độ phần mol cấu tử dễ bay hỗn hợp đầu xD - nồng độ phần mol cấu tử dễ bay sản phẩm đỉnh xB - nồng độ phần mol cấu tử dễ bay sản phẩm đáy Phương trình cân vật liệu toàn tháp: GF  GB  GD GF xF  GD xD  GB xB Đối với cấu tử dễ bay hơi: Lượng sản phẩm đỉnh : Lượng sản phẩm đáy : GD  GF ( x F  xB ) xD  xB GB  GF  GD - Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn luyện có dạng: y Rx x x  D Rx  Rx  Trong đó: y – nồng độ phần mol cấu tử dễ bay pha từ đĩa lên đĩa x – nồng độ phần mol cấu tử dễ bay trog pha lỏng chảy tử đĩa xuống đĩa Rx  Gx GD − số hồi lưu Gx − lượng lỏng hồi lưu tháp, kmol/s Trong phương trình trường hợp cụ thể Rx xD đại lượng không đổi, phương trình có dạng đường thẳng y  A.x  B - Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn chưng có dạng: y L Trong đó: Rx  L 1 x  xB Rx  L L  Rx GF GD - Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn chưng có dạng đường thẳng y  A.x  B 2.3.3, Chỉ số hồi lưu thích hợp - Chỉ số hồi lưu tối thiểu tháp chưng luyện: Rx Trong đó: xD  yF*  * y F  xF yF* − nồng độ cấu tử dễ bay tron pha cân nồng độ pha lỏng xF hỗn hợp đầu - Chỉ số hồi lưu làm việc thường xác định qua số hồi lưu tối thiểu: Rx  b.Rx Trong đó: b – hệ số dư Vấn đề chợn số hồi lưu thích hợp quan trọng, số hồi lưu bé số bậc tháp lớp tiêu tốn đốt ít, ngược lại số hồi lưu lớn số bậc tháp có tiêu tốn đốt lại lớn Trong tính tốn cơng nghiệp, tùy theo u cầu mức độ xác ta có ba cách xác định số hồi lưu sau đây: Để tính gần ta lấy số hồi lưu làm việc bằng: Rx  (1, �2,5) Rx Rx  1,3Rx  0,3 Hay Xác định số hồi lưu từ điều kiện thể tích tháp nhỏ ( khơng tính đến tiêu kinh tế vận hành) Trong trường hợp ta cần thiết lập quan hệ số hồi lưu thể tích tháp Rx  V Cũng dễ dàng thấy rằng, thể thích làm việc tháp tỉ lệ với tích số mx ( Rx  1) hay tích số m y ( Rx  1) m , mx hay y số đơn vị chuyển khối m Vấn đề phải xác định trị số mx hay y ứng với giá trị Rx khác để thiết lập quan hệ phụ thuộc Rx hay mx ( Rx  1) đồ thị Điểm cực tiểu đường cong vẽ cho ta giá trị thể tích thiết bị nhỏ ứng với điểm có số hồi lưu thích hợp Hình 1: Đồ thị xác định số hồi lưu thích hợp Ví dụ Rx1  Rx ta vẽ đường làm việc hai đoạn tháp ( hình ), từ ta xác định số đơn vị chuyển khối mx1 phương pháp đồ thị thích phân theo cơng thức: xD dx mx  � xB x  x cb Cho giá trị Rx khác ta thu giá trị mx tương ứng Quan hệ phụ thuộc Rx  mx ( Rx  1) biểu thị đồ thị hình Điểm cực tiểu điểu ứng với số hồi lưu thích hợp Rxth mà ta cần tìm Để xác định chi số hồi lưu xác ta phải tính đến tiêu kinh tế Muốn ta phải xác định toàn chi phí cho sản xuất hệ thống với nhiều giá trị chi số hồi lưu khác Tổng chi phi sản xuất hệ thống bao gồm: khấu hao giá thành thiết bị A, tiêu tốn sửa chữa P, tiêu tốn vận hành T Quan hệ chi phí sản xuất số hồi lưu biểu thị hình Điểm cực tiểu đường tổng chi phí � ứng với số hồi lưu thích hợp tổng chi phí bé Hình 2: Xác định số hồi lưu thích hợp kinh tế 2.3, Phân loại 2.3.1, Theo trình chưng cất - Chưng cất phân đoạn: Dùng để có độ tinh khiết cao phần cất hay để chưng cất nhiều cấu tử khác từ hỗn hợp Có thể thực áp suất thấp để cải thiện bước tách nhiệt độ sôi gần - Chưng cất lơi cuốn: Dùng chất lỏng cần tách hịa tan với nhau: nước cồn Nếu hỗn hợp chất khơng tan vào nước dầu, có lắng cặn gạt 2.3.2, Theo nguyên lý làm việc a, Chưng cất đơn giản: Tách hỗn hợp cấu tử có độ bay khác Thường để làm sơ làm cấu tử khỏi tạp chất - Chưng cất bay dần dần: Chủ yếu dùng phịng thí nghiệm để xác định đường cong chưng cất Enghen Chưng cất bay lần: Cho phép nhận phần chưng cất lớn so với bay lần - Chưng cất bay nhiều lần: Cho phép trình tách phân đoạn theo mong muốn b, Chưng cất phức tạp - Chưng cất có hồi lưu: Để nâng cao khả phân chia hỗn hợp lỏng, người ta tiến hành cho hồi lưu phần sản phẩm đỉnh Nhờ tiếp xúc thêm lần pha lỏng (hồi lưu) pha tháp làm giàu thêm cấu tử nhẹ nhờ mà độ phân chia cao - Chưng cất có tinh luyện: Dựa vào q trình trao đổi chất nhiều lần pha lỏng nhờ vào đĩa hay đệm Chưng cất có độ phân chia cao kết hợp với hồi lưu - Chưng cất chân không chưng cất với nước: Độ bền nhiệt cấu tử dầu phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ thời gian lưu Đối với phân đoạn có nhiệt độ sơi cao, người ta cần tránh phân hủy chung (320C – 420C) chưng cất Nếu nhiệt độ sôi cao nhiệt độ phân hủy dùng chưng cất chân không hay chưng cất nước Hơi nước làm giảm áp suất riêng phần làm chsung sôi nhiệt độ thấp 2.4, Các phương pháp chưng cất 2.4.1, Chưng cất đơn giản Dùng để tách hỗn hợp gồm cấu tử có độ bay khác Phương pháp thường dùng để tách sơ làm cấu tử khỏi tạp chất Thường ứng dụng để chưng cất sản phẩm khơng địi hỏi có độ tinh khiết cao Trong cơng nghệ thực phẩm, phương pháp thường ứng dụng để sản xuất loại tinh dầu thô từ thực vật loại rượu thủ cơng Q trình chưng cất thường thực điều kiện thường Nguyên liệu đưa vào nồi, sau gia nhiệt đến nhiệt độ sôi tác nhân củi, than đốt trực tiếp nước Hơi bay lên đưa vào thiết bị ngưng tụ, sản phẩm ngưng tụ đưa thùng chứa Sau kết thúc mẻ chưng cất, bã phần chất lỏng khó bay tháo ngồi đáy Hình 3: Hệ thống chưng cất đơn giản Ưu điểm: - Thiết bị đơn giản - Thực dễ dàng 2.4.2, Chưng cất nước Hình 4: Chưng cất lơi nước Phương pháp dùng để phân chia chất lỏng không hòa tan nước Chẳng hạn dùng nước để chưng cất tinh dầu sả, tinh dầu hương nhu, quế, ; chưng cất phần tử nặng chế biến dầu mỏ Hơi nước phun trực tiếp vào chất lỏng có chứa thành phần cần chưng cất, làm cho sơi, bay lên hồ tan với nước để đến thiết bị ngưng tụ Sau ngưung tụ ta thu hỗn hợp lỏng từ nước chất dễ bay thể lỏng khơng hịa tan nước Việc tách sản phẩm lỏng khỏi nước thực lắng phân ly ly tâm Đương nhiên hỗn hợp lỏng có chứa nước với tỷ lệ đáng kể ta cấp nhiệt gián tiếp để chưng cất, giống chưng cất đơn giản Ưu điểm: Tiến hanh trình với nhiệt độ thấp nhiệt độ sôi chất lỏng chưng cất áp suất 2.4.3, Chưng cất liên tục a, Chưng cất liên tục hệ thống chưng cất đơn giản Nguyên lý hoạt động: Dung dịch cần chưng cất dẫn vào thiết bị chưng cất I đun nóng nước gián tiếp ống ruột gà Hơi cấu tử dễ bay bay lên từ I có nồng độ y1, bị chưng cất II, đun sôi nước ruột gà Hơi cấu tử dễ bay bay lên từ II có nồng độ y vào thiết bị ngưng tụ ngưng tụ thành lỏng Lỏng vào thiết bị chưng cất III chưng cất, bay lên có nồng độ y ngưng tụ thiết bị ngưng tụ thành lỏng Lỏng vào thiết bị chưng cất IV tiếp tục chưng cất, bố lên từ thiết bị có nồng độ y4 ngưng tụ thiết bị ngưng tụ NT3 thành lỏng lấy làm sản phẩm (nếu nồng độ đạt yêu cầu) Hình 5: Sơ đồ chưng cất đơn giản, liên tục nhiều thiết bị 1.ống nước bão hòa; Thiết bị chưng cất; Thiết bị ngưng tụ; Sảm phẩm Đây hệ thống chưng cất đơn giản nhiều lần liên tục gồm bốn nồi với thiết bị cấp nhiệt ngưng tụ tương ứng Hơi từ nồi chưng y < y2 < y3 < y4 ; nhiệt độ pha lỏng đáy nồi sau thấp nồi trước: t > t2 > t3 > t4 ; nồng đọ pha lỏng nồi sau cao nồi trước: x < x2 < x3 < x4 Hệ thống có ưu điểm đơn giản, sản phẩm có nồng độ cao theo yêu cầu (tùy số lượng ghép chưng cất đơn giản) cồng kềnh, lượng lượng tiêu hao lớn (vì thiết bị chưng cất có đốt) Mạt khác hệ thống muốn làm việc liên tục nguyên liệu phải vào liên tục sản phẩm đáy thiết bị chưng cất I, II, III, IV phải xả liên tục Theo chiều tăng dần thiết bị, nồng độ cấu tử dễ bay tăng lên dẫn đến tượng cấu tử xả đáy tăng lên Do hiệu suất thu hồi cấu tử dễ bay hệ thống giảm b, Chưng cất liên tục hệ thống tháp Hình 6: Hệ thống tháp chưng cất Bể chứa dung dịch; Bơm; Thùng cao vị; Định lượng; Thiết bị gia nhiệt; Tháp chưng cất; Thiết bị ngưng tụ; Thiết bị làm lạnh thêm; Thùng chứa sản phẩm; 10 Thiết bị đo nồng độ; 11 Thiết bị chứa sản phẩm đáy; 12; van xả nước ngưng hđ – đốt; nn – nước ngưng; n – nước làm mát Nguyên lý hoạt động: Dung dịch chưng cất chứa bể chứa 1, bơm bơm lên thùng cao vị Thùng có tác dụng ổn định áp suất dung dịch vào tháp trình làm việc Từ thùng cao vị dung dịch qua định lượng chảy qua thiêt bị gia nhiệt 5, qua gia nhệt dung dịch đốt nóng lên nhiệt độ theo yêu cầu (nhiệt độ sôi) đốt bão hòa trước vào tháp chưng cất vị trí đĩa tiếp liệu (vị trí tiếp liệu tính tốn cụ thể) Trong tháp chưng cất xảy trình chuyển khối Với số đĩa định cuối đỉnh tháp ta thu cấu tử dễ bay hởi dạng nguyên chất Hơi khỏi tháp vào thiết bị ngưng tụ hóa lỏng nhờ nước làm lạnh chảy ngồi ống từ lên Lỏng khỏi thiết bị ngưng tụ phần hồi lưu tháp, phần lấy làm sản phẩm Để giảm tổn thất cho sản phẩm ta cho sản phẩm chảy tiếp qua thiết bị làm lạnh thêm để giảm nhiệt độ xuống trược lúc cho vào thùng chứa Trong hệ thống cịn có thùng 11 để chứa sản phẩm đáy (cấu tử khó bay hơi) Nếu sản phẩm đáy khơng có giá trị xả theo cống ngồi Để hệ thống làm việc liên tục phải cho nguyên liệu vào liên tục sản phẩm phải lấy liên tục Nồng độ sản phẩm cần cao hay thấp điều chỉnh lượng hồi lưu tháp nhiều hay 2.4.4, Một số hệ thống chưng cất a, Hệ thống chưng cất làm việc gián đoạn Hình 7: Hệ thống tháp chưng cất làm việc gián đoạn Nồi nấu; Tháp chưng cất; Thiết bị ngưng tụ; Thiết bị làm lạnh thêm sản phẩm; Đo nồng độ; Thùng sản phẩm; 7,8 ống dẫn; ống hồi lưu; n.l – nguyên liệu; hđ – đốt; n.n – nước ngưng; n – nước; s.p – sản phẩm; c – cặn Khi hỗn hợp lỏng hai thành phần cần phân riêng nạp đầy nồi nấu dừng nạp Cấp nhiệt nước vào thiết bị đốt nóng loại ống xoắn đặt nồi nấu, gia nhiệt để hỗn hợp lỏng sơi giữ cho sơi suốt trình chưng cất Hơi bay lên từ nồi nấu có nhiều thành phần dễ bốc theo ống vào đáy tháp chưng cất qua đĩa chóp ( lớp vật đệm đếu tháp đệm) để lên đỉnh tháp Khi từ đỉnh tháp, pha có nồng độ chất dễ bốc ý muốn, đưa vào thiết bị hồi lưu làm mát nước Một phần pha biến thành pha lỏng có nồng độ xem pha hơi, từ thiết bị hồi lưu chảy qua ống chữ U chảy đỉnh tháp Phần lại ngưng tụ hết nhờ thiết bị ngưng tụ 4, làm mát nước, sản phẩm lỏng chảy qua thiết bị đo nồng độ xuống thùng chứa Dịng lỏng hồi lưu có nồng độ cao đỉnh tháp, giảm dần xuống đáy tháp, theo ống chảy sang nồi nấu Theo thời gian nồng độ thành phần dễ bay nồi nấu pha bay lên, liên tục giảm xuống Đến pha lỏng lại nồi có nồng độ chất dễ bay tính tốn dừng q trình chưng cất, thao cặn bã khỏi nồi nấu Nếu cặn bã giá trị kinh tế gọi sản phẩm đáy tháp Khi cặn bã khơng cịn giá trị kinh tế xử lí chất thải trả mơi trường thiên nhiên Có thể ghép nồi nấu vào đáy tháp cho gọn, ống 7,8 biến b, Hệ thống chưng cất hỗn hợp lỏng hai cấu tử, làm việc liên tục (theo hình 4) Hỗn hợp lỏng ban đầu bơm lên thùng cao vị để ổn định áp lực Từ thùng cao vị hỗn hợp lỏng chảy qua thiết bị gia nhiệt nước nóng chảy vào đĩa cao thuộc phần tháp (đĩa tiếp liệu) Nhiệt độ hỗn hợp lỏng sau gia nhiệt thường đạt đến nhiệt độ sơi Cấp nhiệt cho tháp nhờ nước nóng thiết bị truyền nhiệt đặt đáy tháp Đối với tháp có suất lớn người ta đưa phần cấp nhiệt đáy tháp riêng, dễ lắp đặt, vệ sinh sửa chữa thay Nếu hệ thống tháp đặt ngồi trời thiệt bị hồi lưu lắp đặt thấp trở thành thiết bị ngưng tụ hoàn toàn từ đỉnh tháp Dòng hồi lưu bơm hồi lưu đưa lên đĩa đỉnh tháp Trường hợp thuận tiện cho việc điều chỉnh lưu lượng bơm hồi lưu thay điều chỉnh nhiệt thiết bị hồi lưu đặt cao Hệ thống tháp chưng cất làm việc liên tục cho ta suất cao, chất lượng sản phẩm ổn định, hiệu kinh tế tháp làm việc gián đoạn Để nâng cao hiệu kinh tế ta dùng thiết bị truyền nhiệt để lấy nhiệt từ dòng cặn (sản phẩm đáy tháp) cấp cho dòng hỗn hợp lỏng ban đầu nhằm giảm lượng nóng cấp cho hệ thống Thậm chí cịn dùng hỗn hợp lỏng ban đầu có nhiệt độ thấp để làm mát thiết bị hồi lưu thay cho nước mát c, Hệ thống chưng cất hỗn hợp lỏng ba cấu tử Hình 8: Hệ thống chưng cất hỗn hợp lỏng ba cấu tử A,B,C a Phân riêng thành phần C khó bay trước; b Phân riêng thành phần dễ bay trước tiên thành phần A Ở hình 6.a hỗn hợp ban đầu tháp thứ nhất, sản phẩm đáy thành phần C khó bay Pha từ đỉnh tháp gồ thành phần A B, sau qua thiết bị hồi lưu chúng ngưng tụ thành thể lỏng, phần hồi lưu đỉnh tháp thứ nhất, phần lại chảy sang tháp thứ hai để phân riêng thành sản phẩm A lấy từ đỉnh, sản phẩm B lấy từ đáy tháp Ở hình 6.b thành phần A lấy đỉnh tháp, thành phần B C sản phẩm đáy tháp thứ Sau tháp thứ hai phân riêng thành phần B C 2.5, Các biến đổi nguyên liệu Các biến đổi trình chưng cất chủ yếu thay đổi pha diễn suốt trình chưng cất Kèm theo thay đổi pha, thay đổi thành phần hóa học hai pha lỏng diễn liên tục theo khuynh hướng sau: pha lỏng, lúc giàu cấu tử bay hơi; pha khí lúc giàu cấu tử dễ bay Sự thay đổi thành phần hóa học thường dẫn đến thay đổi tính chất hóa lý khác tỷ trọng, độ nhớt, khả truyền nhiệt tính chất nhiệt động lực học 2.6, Các yếu tố ảnh hưởnh đến trình chưng cất Quá trình chưng cất chịu ảnh hưởng yếu tố sau: - Nguyên liệu: Trong trình chưng cất, nồng độ cấu tử hỗn hợp ban đầu yếu tố cần quan tâm Nồng độ cấu tử cần tinh thấp, trình chưng cất diễn phức tạp, lượng lớn - Sự chênh lệch nhiệt độ sôi cấu tử: Độ nhớt, nhiệt dung riêng, khả dẫn nhiệt, nhiệt hóa hơi,… có ảnh hưởng đến q trình chưng cất - Các tính chất nhiệt động nguyên liệu: Độ nhớt, nhiệt dung riêng, khả dẫn nhiệt, nhiệt hóa hơi, có ảnh hưởng đến q trình chưng cất - Các thơng số cơng nghệ nhiệt độ, áp suất, : Tùy theo phương pháp thực q trình chưng cất mà thơng số cơng nghệ có ảnh hưởng khác Sự ảnh hưởng thơng số cơng nghệ trình bày phần thiết bị phương pháp thực 2.7, Thiết bị Trong công nghiệp thường sử dụng nhiều loại thiết bị khác để tiến hành chưng cất Tuy nhiên, yêu cầu chung thiết bị giống nhau: diện tích bề mặt tiếp xúc pha phải lớn, điều phụ thuộc vào mức độ phân tán lưu chất vào lưu chất Nếu pha khí phân tán vào pha lỏng dùng tháp mâm, pha lỏng phân tán vào pha khí ta có tháp chêm, tháp phun, 2.7.1, Thiết bị chưng cất mâm xuyên lỗ Hình 9: Thiết bị chưng cất mâm xuyên lỗ a, Cấu tạo: Tháp mâm xuyên lỗ gồm nhiều mâm, mâm bố trí dịng chảy chuyền, gờ chảy tràn khoan nhiều lỗ mâm có đường kính 312mm b, Ngun lý hoạt động: - Hỗn hợp nhập liệu đưa vào tháp qua ống nhập liệu 8, tháp chưng cất pha lỏng tiếp xúc với mâm dẫn đến cấu tử nhẹ bị lơi lên đỉnh, cịn cấu tử nặng chảy xuống đáy theo ống chảy truyền - Tại đáy tháp, hỗn hợp lỏng tháo qua ống 6, phần lấy làm sản phẩm đáy, phần cịn lại qua nồi đun đáy tháp hóa quay lại tháp chưng cất qua ống - Tai đỉnh tháp, khỏi tháp qua ống vào thiết bị ngưng tụ thành lỏng – sôi Một phần lấy làm sản phẩm đỉnh, phần cịn lại hồn lưu lại tháp qua ống hồn lưu c, Ưu nhược điểm: - Ưu điểm: Chế tạo đơn giản, vệ sinh dễ dàng, trở lực thấp tháp chóp tốn kim loại tháp chóp - Nhược điểm: Yêu cầu lắp đặt cao, mâm lắp phải phẳng, tháp có đường kính lớn (>2,4 m) dùng mâm xuyên lỗ chất lỏng phân phối khơng mâm 2.7.2, Thiết bị chưng cất mâm chóp Hình 10: Thiết bị chưng cất mâm chóp a, Cấu tạo: Gồm có nhiều mâm, mâm bố trí chảy chuyền, gờ chảy tràn, ống ống có gắn chóp có tác dụng tăng khả tiếp xúc pha pha lỏng pha mâm b, Nguyên lý hoạt động tương tự mâm xuyên lỗ, khác chỗ từ lên qua chóp tiếp xúc với dịng lỏng làm bốc cấu tử nhẹ c, Ưu nhược điểm: - Ưu điểm: Hiệu suất truyền khối cao, ổn định tiêu hao lượng nên có số mâm - Nhược điểm: Chế tạo phúc tạp trở lực lớn 2.7.3, Thiết bị chưng cất tháp đệm Hình 11: Thiết bị chưng cất tháp đệm a, Cấu tạo: Tháp có cấu tạo hình trụ, gồm nhiều bậc nối tiếp với mặt bích hay hàn Vật chêm cho vào tháp theo hai phương pháp: xếp ngẫu nhiên hay xếp thứ tự b, Nguyên lý hoạt động tương tự khác trình truyền khối xảy bề mặt vật liệu chêm c, Ưu nhược điểm: - Ưu điểm: Chế tạo đơn giản trở lực thấp - Nhược điểm: Hiệu suất thấp, ổn định phân bố pha theo tiết diện tháp không đều, sử dụng tháp chêm không cho phép ta kiểm sốt q trình chưng cất theo khơng gian tháp tháp mâm q trình thể qua mâm cách rõ ràng, tháp chêm khó chế tạo kích thước lớn quy mô công nghiệp ... hay chưng cất nước Hơi nước làm giảm áp suất riêng phần làm chsung sôi nhiệt độ thấp 2.4, Các phương pháp chưng cất 2.4.1, Chưng cất đơn giản Dùng để tách hỗn hợp gồm cấu tử có độ bay khác Phương. .. Chưng cất đơn giản: Tách hỗn hợp cấu tử có độ bay khác Thường để làm sơ làm cấu tử khỏi tạp chất - Chưng cất bay dần dần: Chủ yếu dùng phịng thí nghiệm để xác định đường cong chưng cất Enghen Chưng. .. dễ bay bay lên từ I có nồng độ y1, bị chưng cất II, đun sôi nước ruột gà Hơi cấu tử dễ bay bay lên từ II có nồng độ y vào thiết bị ngưng tụ ngưng tụ thành lỏng Lỏng vào thiết bị chưng cất III chưng