dầu thông
Chọn mô hình cân bằng lỏng – hơi có độ tin cậy cao là điều quan trọng của trong việc tính toán tháp chưng luyện và khảo sát sự vận hành của nó. Như đã phân tích trong mục 2.1.1, đã đưa ra hai mô hình cần kiểm chứng là mô hình NRTL và mô hình UNIFAC. Ta cần xác định các thông số của mô hình NRTL theo giá trị thực nghiệm. Với hệ tinh dầu thông thô gồm bốn cấu tử chính α – pinene, β – pinene, d – limonene, Δ – 3 – carene cần có đủ 06 bộ thông số của mô hình NRTL tương ứng 06 cặp số liệu thực nghiệm. Tháng 10 năm 2013, tác giả đã có bài báo công bố về các thông số cơ bản dựa trên số liệu cân bằng pha của Woodson C. T. và J. Erskine Hawkins (1954)[75]. Sau khi tối ưu hóa các thông số của mô hình thì mô hình NRTL cho kết quả dự đoán cân bằng lỏng hơi khá chính xác với giá trị sai số lớn nhất là 5,83% thể hiện ở bảng 3.4 dưới đây.
Bảng 3. 4 Độ lệch lớn nhất của cân bằng lỏng hơi với hệ hai cấu tử α – pinene, β – pinene tương ứng ở các áp suất 20 - 750mmHg. P (mmHg) 20,00 99,993 299,08 500,2 698,6 744,65 AMD(y) Wilson NRTL(op) NRTL UNIQUAC UNIFAC 22,09 30,66 35,90 18,29 11,09 9,68 5,15 5,65 4,48 3,83 5,35 5,83 22,55 28,85 38,67 23,60 13,08 15,15 22,09 34,01 38,67 22,37 13,08 12,27 11,50 14,93 8,08 10,95 7,82 15,27
Rõ ràng, nếu có đầy đủ số liệu cân bằng lỏng hơi của từng cặp cấu tử trong hệ tinh dầu thông, ta có thể tối ưu hóa các thông số của mô hình NRTL và sử dụng mô hình NRTL(op) này với sự chính xác cao hơn các mô hình khác. Tuy nhiên trong thực tế không thể có đủ tất cả 06 cặp số liệu của hệ bốn cấu tử trên, đặc biệt là số liệu cân bằng lỏng – hơi của cấu tử Δ – 3 – carene nên không thể tối ưu hóa toàn bộ các thông số mô hình này. Do đó, việc sử dụng mô hình NRTL(op) không khả thi.
Từ kết quả các giá trị sai số của cân bằng lỏng hơi được đưa ra trong bảng số liệu 3.4 có thể thấy, giá trị độ lệch lớn của mô hình UNIFAC thấp hơn nhiều so với các mô hình UNIQUAC, Wilson, NRTL. Tương ứng với áp suất 20mmHg mô hình UNIFAC chỉ 11,5% còn các mô hình khác đều trên 22,09% và với áp suất 99,993mmHg mô hình UNIFAC chỉ 14,93% còn các mô hình khác đều trên 28,58%. Như vậy, để áp dụng mô hình cho quá trình chưng cất chân không gián đoạn, có thể thấy rằng mô hình UNIFAC là
71 mô hình thích hợp nhất để dự đoán cân bằng lỏng – hơi cho hệ hai cấu tử α – pinene, β – pinene so với các mô hình NRTL, Wilson, UNIQUAC.
Với mô hình UNIFAC, ta cần chia nhóm cấu trúc cho các cấu tử trong hệ tinh dầu thông.