CHƯƠNG 5: QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ 2.1 Thiết bị chính
2.1. Thiết bị chính
2.1.1. Thể tích và nồi đa tụ
Nồi đa tụ là thiết bị chính của quá trình phản ứng, nồi có cấu tạo như sau: - Thân hình trụ.
- Đáy và nắp có dạng elip có gờ. - Cánh khuấy dạng mỏ neo. - Một cửa vệ sinh ở nắp.
- Nắp có các cửa để đưa nguyên liệu vào, bốc hơi, hồi lưu. - Kính quan sát.
- Đáy có van tháo sản phẩm.
- Nồi có vỏ bọc ngoài để đun nóng hay làm lạnh.
- Thân có gắn 4 tai treo, vật liệu làm nồi phải chịu được áp suất và chịu được ăn mòn..
2.1.1.1. Thể tích nguyên liệu cho một mẻ nồi
Áp dụng công thức: Trong đó:
Gi: Khối lượng cấu tử i
ρi: Khối lượng riêng cấu tử thứ i cho vào nồi Ta có: ρAM = 1480 kg/m3 ρAP = 1530 kg/m3 ρAA = 1183 kg/m3 ρEG = 1110 kg/m3 ρPG = 1040 kg/m3 ρnước = 997,08 kg/m3 (ở 250C) ρ Styren = 909 kg/m3 ρ xylen = 870 kg/m3 (ở 150C)
Vậy thể tích nguyên liệu cho vào 1 mẻ nồi: Vnl =4508,3611480 +5787,264 1530 + 883,2701 1183 + 3565,287 1110 + 3496,28 1040 + 5845,615 870 + 11101,78 909 =33,01 (m3) 2.1.1.2. Thể tích nồi đa tụ Áp dụng công thức: Trong đó: Vn: Thể tích nồi
Vnl: Thể tích nguyên liệu cho vào một mẻ nồi α: Hệ số dẫn đầy
Với α = 0,6 ÷ 0,7 vì tốc độ cánh khuấy không lớn lắm nên ta chọn α = 0,65
Vn = Vnlα =3301
0,65=¿50,7846 (m3) 2.1.2. Kích thước nồi đa tụ
Nồi có cấu tạo thân hình trụ, đáy và nắp dạng elip có gờ nên có thể tích được tính theo công thức:
Vn = V thân + V nắp + V đáy
• Vthân = π (D2)2.H
D: Đường kính trong của nồi
H: Chiều cao của phần hình trụ Chọn nồi có H = 1,4 D • Vnắp = Vđáy = 1 2. 1 2. 4 3 .ℿ. (D2)3 = ℿ 2.. (D2)3
Vn = 1,44 .π.D3 + 2.12π .. D3= 5,212 .π. D3 = 50,7846 (m3) D = 3
√50,7846 125,2 3,1416 =3,3413 (m)
H = 1.4D = 1,4 × 3,3413 = 4,6778 (m) Qui chuẩn D = 3,4m, H = 4,7 m
Đáy và nắp dạng elip có gờ nên chọn phần gờ là 50mm phần lồi là: Hb = D4 = 3.44 = 0,85m = 850 (mm)
2.1.3. Chiều dày thiết bị
Do thiết bị làm việc ở áp suất thấp và trung bình, môi trường acid nên chọn thiết bị làm nồi ở đây phải chịu được áp suất, chịu được ăn mòn. Dựa vào bảng XIII- 9/354 STTT2 ta chọn thép X18H10T và được gia công theo phương pháp hàn.
2.1.3.1. Chiều dày thân hình trụ của nồi phản ứng
Chiều dày thân hình trụ được tính dựa theo công thức XIII-8/350 STTB T2 ta có:
S= 2 Dt . P
[σ]. ϕ−P + C (m) Trong đó:
Dt - đường kính trong của thiết bị. Dt = 3400mm
Φ- Hệ số bền hàn của thanh hình trụ theo phương dọc ϕ = 0,9 (theo bảng XIII- 8)
¿]- Ứng suất cho phép của thép X18H1OT P – Áp suất làm việc của nồi phản ứng
2.1.3.2. Áp suất làm việc của nồi phản ứng P = Pm + ρgH1 (XIII-10 STTB T2 T350) Trong đó:
Pm: Áp suất môi trường làm việc Chọn P = 0,981 106(N/m2)
ρ: Khối lượng riêng chất lỏng H1: chiều cao của cột chất lỏng g: gia tốc trọng trường g = 9,81m/s2
H1 = hb + h + H0
hb - chiều cao phần lồi đáy hb = 850mm h - chiều cao phần gờ h = 50mm H0 - chiều cao phần chất lỏng ở thân.
H0 = V−Vđ V−Vđ π .(D 2)2 3,53 Mà Vđ = = π 2× (D2)3 = 3,1416.3,53 3 =5,6123m 3 H0 = 50,7846−5,6123 3,1416.3,52 4 = 4,695 m = 4695 mm H1 = 850 + 50 + 4695 = 5595 mm = 5,595 m
Khối lượng riêng của chất lỏng:
Ρ = 4508,361+5787,264+883,2701+3565,28733,01 +3496,28+5845,615+11101,78 = 1066,036 (kg/m3)
→P = Pm + ρgH1 = 0,981× 106 +1066,036 × 9,81 × 5,595 = 1,039.106 (N/m2)