Thiết kế chi tiết thiết bị chưng cất phân đoạn

ĐƯỜNG KÍNH THÁP : 1. Phaàn luyeọn

Vì φL ≈ φC ⇒ ta có thể lấy đường kính của toàn tháp là đường kính của phần chưng.

CHIỀU CAO THÁP

 K = ρb/ρL : tỷ số giữa khối lượng riêng chất lỏng bọt và khối lượng riêng của chất lỏng, lấy gần bằng 0,5.

BỀ DÀY THÁP : 1. Thân tháp

Để đảm bảo chất lượng của sản phẩm và khả năng ăn mòn của axit axetic đối với thiết bị, ta chọn thiết bị thân tháp là thép không gỉ mã X18H10T. Vì môi trường axit có tính ăn mòn và thời gian sử dụng thiết bị là trong 20 năm. Vì môi trường axit có tính ăn mòn và thời gian sử dụng thiết bị là trong 20 năm.

Mặt bích là bộ phận quan trọng dùng để nối các phần của thiết bị cũng như nối các bộ phận khác với thiết bị. Loại bích này chủ yếu dùng thiết bị làm việc với áp suất thấp và áp suất trung bình.  Bích tự do : chủ yếu dùng nối ống dẫn làm việc ở nhiệt độ cao, để nối các bộ bằng kim loại màu và hợp kim của chúng, đặc biệt là khi cần làm mặt bích bằng vật liệu beàn hôn thieát bò.

Chọn bích được ghép thân, đáy và nắp làm bằng thép CT3, cấu tạo của bích là bích liền khoõng coồ. Khi xiết bu lông, đệm bị biến dạng và điền đầy lên các chỗ gồ ghề trên bề mặt của bích. Vậy, để đảm bảo độ kín cho thiết bị ta chọn đệm là dây amiăng, có bề dày là 3(mm).

CỬA NỐI ỐNG DẪN VỚI THIẾT BỊ – BÍCH NỐI CÁC BỘ PHẬN CỦA THIẾT BỊ và ỐNG DẪN

Bích được làm bằng thép CT3 , cấu tạo của bích là bích liền không cổ.

LỚP CÁCH NHIỆT

Để tháp không bị nguội mà không tăng chi phí hơi đốt, ta thiết kế lớp cách nhiệt bao quanh thân tháp.  tv1 : nhiệt độ của lớp cách nhiệt tiếp xúc với bề mặt ngoài của tháp.

THIẾT BỊ ĐUN SÔI ĐÁY THÁP

Nếu dùng hơi nước bão hòa (không chứa ẩm) để cấp nhiệt thì: Qđ = GH2O.rH2O.

THIẾT BỊ LÀM NGUỘI SẢN PHẨM ĐÁY

Trong đó: ε1 – hệ số tính đến ảnh hưởng của hệ số cấp nhiệt theo tỷ lệ giữa chiều dài L và đường kính d của ống. Trong đó: ε1 – hệ số tính đến ảnh hưởng của hệ số cấp nhiệt theo tỷ lệ giữa chiều dài L và đường kính d của ống. Kết luận: Thiết bị làm nguội sản phẩm đáy là thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống với chiều dài ống truyền nhiệt L = 57 (m), chia thành 19 dãy, mỗi dãy 3m.

THIẾT BỊ NGƯNG TỤ SẢN PHẨM ĐỈNH : Chọn thiết bị ngưng tụ vỏ – ống loại TH, đặt nằm ngang

Chọn thiết bị trao đổi nhiệt giữa dòng nhập liệu và sản phẩm đỉnh là thiết bị truyền nhieọt oỏng loàng oỏng.  ε1 – hệ số tính đến ảnh hưởng của hệ số cấp nhiệt theo tỷ lệ giữa chiều dài L và đường kính d của ống. Kết luận: Thiết bị trao đổi nhiệt giữa dòng nhập liệu và sản phẩm đỉnh là thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống với chiều dài ống truyền nhiệt L = 45 (m), chia thành 15 dãy, mỗi dãy 3m.

Chọn thiết bị đun sôi dòng nhập liệu là thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống. Kết luận: Thiết bị trao đổi nhiệt giữa dòng nhập liệu và sản phẩm đỉnh là thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống với chiều dài ống truyền nhiệt L = 27 (m), chia thành 9 dãy, mỗi dãy 3m.

AN TOÀN LAO ĐỘNG : 1. Phòng chống cháy nổ

Hiện tượng này rất hay gặp khi bơm rót (tháo, nạp) các chất lỏng nhất là các chất lỏng có chứa những hợp chất có cực như xăng, dầu,… Hiện tượng tĩnh điện tạo ra một lớp điện tích kép trái dấu. Trong công nghiệp hay dùng các thiết bị có nhiệt có nhiệt độ cao, đó là các mồi bắt cháy thường xuyên như lò đốt, lò nung; các thiết bị này hay sử dụng các nhiên liệu như than, sản phẩm dầu mỏ, các loại khí cháy tự nhiên, nhân tạo; do đó nếu thiết bị hở mà không phát hiện được để xử lý kịp thời sẽ gây cháy nổ nguy hiểm. Đôi khi cháy nổ xảy ra do độ bền của thiết bị không đảm bảo, chẳng hạn áp suất trong bình khí nén có thể gây nổ nếu như độ bền của bình không đảm bảo.

Một số chất khi tiếp xúc với nước như cacbua canxi (CaC2) gây cháy nổ; nhiều chất khi tiếp xúc với ngọn lửa trần hay tàn lửa rất dễ gây cháy nổ, chẳng hạn như thuốc nổ clorat kali (KClO3)…. Nhiều khi cháy nổ xảy ra do người sản xuất thao tác không đúng quy trình, chẳng hạn dùng chất dễ cháy để nhóm lò gây cháy, không thực hiện đúng trình tự thao tác…. Một mặt, nguy cơ cháy nổ có thể xuất hiện trong quá trình rót nạp chất lỏng hoặc do thiết bị chứa chất lỏng không kín.

Khi làm việc với ngọn lửa trần phải thường xuyên kiểm tra độ kín của các ống dẫn khí (hoặc hơi) bằng cách dùng dung dịch của chất có bọt (như dung dịch xà phòng) phết lên các chỗ cần kiểm tra để phát hiện xem khí (hoặc hơi) có rò rỉ ra ngoài không. Chỉ được thực hiện các công việc hàn hoặc các công việc có sử dụng ngọn lửa trần trong những dây chuyền sản xuất có nguy hiểm cháy nổ nếu đước sự đồng ý và cho phép của cấp thẩm quyền bằng văn bản chính thức, đồng thời phải thực hiện các biện pháp phòng chống cháy nổ thích hợp. Các xe, máy này không được hoạt động trong khu vực nguy hiểm và nếu hoạt động gần đó thì phải giữ một khoảng cách an toàn là 10m (đối với khu vực có khi dễ cháy thì khoảng cách an toàn là 20m).

Những khu vực nguy hiểm ở đây là những khu vực có khả năng xuất hiện hỗn hợp dễ cháy nổ giữa khí, hơi hoặc bụi với không khí, ví dụ những khu vực kho có chất. Đối với những khu vực chỉ lưu giữ lượng nhỏ khí hoặc chất lỏng dễ cháy (ví dụ 10 bình khí cỡ nhỏ) thì không cần giữ khoảng cách an toàn trên. Xung quanh các khu vực có nguy hiểm cháy nổ phải có biển cảnh báo đặt ở vị trí dễ thaáy. Lệnh cấm hút thuốc lá phải được tuân thủ tuyệt đối trong các khu vực có nguy hiểm cháy nổ. Mặt khác cần quy định những nơi đước phép hút thuốc lá và nếu có điều kiện thì bố trí các phòng được phép hút thuốc lá. Việc không có hoặc có quá ít các phòng được phép hút thuốc lá có thể dẫn đến sự vi phạm lệnh cấm hút thuốc với những hậu quả rất nặng. Các hành động bật diêm, đốt lửa cũng phải đươc cấm hoàn toàn. Trong những khu vực có nguy hiểm nổ, các thiết bị điện phải được thiết kế lắp đặt sao cho:. - Nhiệt độ cao nhất của các phần thiết bị điện luôn thấp hơn nhiệt độ bùng cháy của hỗn hợp nguy hiểm. - Các bộ phận có phát ra tia lửa điện đều được bảo vệ che chắn. e) Các nguồn gây tác nhân cháy khác : - Tia lửa do hàn điện, mài hoặc va đập. - Các khí và hơi có nhiệt độ bùng cháy thấp có thể sẽ bốc cháy khi gặp các vật thể nóng. - Các phản ứng tỏa nhiệt có thể trở nên nguồn tác nhân đốt nóng và gây cháy nguy hiểm nếu nhiệt độ phản ứng tăng quá cao. Các nguyên nhân gây ra tai nạn điện :. Tai nạn điện giật xảy ra khi cơ thể con người tiếp xúc với 2 điển điện thế khác nhau khiến cho một dòng điện chạy qua cơ thể. Có thể xảy ra các tình huống sau:. Đối với mạng điện 3 pha nếu cùng chạm vào 2 dây nóng cơ thể sẽ chịu một điện áp dây, nếu chạm vào 1 dây nóng và 1 dây nguội cơ thể sẽ chịu điện áp pha. Điện áp dây có giá trị bằng 1,73 lần điện áp pha nên mức độ nguy hiểm cũng cao hơn. b) Chạm một dây nóng trong mạng 3 pha trung tính nối đất (mạng sao) : Nếu cơ thể không cách điện với đất sẽ chịu một điện áp pha. c) Chạm một dây nóng trong mạng 3 pha trung tính không nối đất (mạng tam giác) : Dòng điện qua cơ thể phụ thuộc giá trị điện trở rò và điện dung ký sinh của mạng. Khi chất lượng cách điện giảm hay dây dẫn điện của thiết bị chạm vỏ sẽ làm vỏ thiết bị mang điện (tương tự như một dây nóng trong mạng điện), nếu người chạm vào vỏ thiết bị sẽ bị điện giật.

TÍNH KINH TEÁ

Tự động hóa là một vấn đề rất quan trọng trong sản xuất hiện nay. Đồng thời phải có hệ thống an toàn, tự động đóng ngắt khi có sự cố xảy ra.  Chiều dài ống 80mm: Chọn tổng chiều dài ống hoàn lưu, ống dẫn lỏng vào nồi đun, ống dẫn lỏng ra khỏi nồi đun và ống dẫn sản phẩm đỉnh vào thiết bị trao đổi nhiệt là 30m.

 Chiều dài ống 50mm: Chọn tổng chiều dài ống chảy tràn và ống xả đáy từ bồn cao vị là 50m.