CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ THÁP CHƯNG CẤT
4.1.1. Đường kính đoạn cất
Lượng hơi trung bình đi trong tháp
(IX.91 trang 181, [7]) Trong đó:
gd: lượng hơi ra khỏi đĩa trên cùng của tháp (Kg.h-1).
g1: lượng hơi đi vào đĩa dưới cùng của đoạn cất (Kg.h-1).
4.1.1.1. Xác định gd (IX.92 trang 191,[7]) gd = 7.,95× (0,20901+1) = 8,775299 (Kmol.h-1) MtbD = 58 y*D + (1- y*D) 18 =58 0,9227 + (1 - 0,9227) 18 = 54,908 (Kg.Kmol-1) => gd = 481.8341132 (kg.h-1 )
Quy trình cơng nghệ CBHD: PGS.TS.Lương Huỳnh Vủ Thanh
(IV.1) Trong đó
Gl: lượng lỏng ở đĩa thứ nhất của đoạn cất (Kmol.h-1).
rl: ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp đi vào đĩa thứ nhất của đoạn cất (KJ.Kmol-1).
rd: ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp đi ra ở đỉnh tháp (KJ.Kmol-1).
4.1.1.2. Xác định r1
t1 = tF = 64,329℃
Tra bảng I.250 [6] ta có: rNl = 2346.77014 (KJ/Kg) = 42241,8625(KJ.Kmol-1) Tra bảng I.212 [6]ta có: rAl = 514,1789193 (KJ/Kg) = 29822,3773 (KJ.Kmol-1)
r1 = rA1 × y1 + (1 − y1) × rN1 = 42241,8625 – 12419,4852yl
(KJ.Kmol-1)
4.1.1.3. Xác định rD
tD = 57,626℃
Tra bảng I.250 [6] ta có: rND = 2362,26524(KJ.Kg-1) = 42520,7743 (KJ.Kmol-1) Tra bảng I.212 [6] ta có: rAD = 521,151093 (KJ.Kg-1) = 30226,7634 (KJ.Kmol-1) =>rD = 311770,9042(KJ.Kmol-1)
Có x1 = xF = 0,209
Giải hệ (IV.1), [7] ta được: G1 = 1,717068572 (Kmol.h-1)
y1 = 0,753494973 (phân mol acetone) − M1 = 48,13979894 (kg.Kmol-1) g1 = 9,012183572 (Kmol.h-1) = 433,8447052(Kg.h-1)
Vậy gtb = (g1 + gd)/2 = (433,8447052+481.8341132)/2 = 457,8394092(kg.h-1)
4.1.1.4. Tốc độ hơi trung bình đi trong tháp ở đoạn cất
Trong đó:
ρxtb: khối lượng riêng trung bình của pha lỏng ở đoạn cất (Kg.m-3).
ρytb: khối lượng riêng trung bình của pha hơi ở đoạn cất (Kg.m-3).
• Xác định ρytb
(IX.102 trang 183, [7])
Nồng độ phân mol trung bình:
Nhiệt độ trung bình đoạn cất:
Suy ra: ρytb= 1.88020901 (Kg.m-3)
• Xác định ρxtb
Nồng độ phân mol trung bình: 0,545361781
Suy ra
= 0,7944595
Với: ttbD = 60,9775℃
Tra bảng I.249 [6] ta có: ρN = 982,68 (Kg.m-3). Tra bảng I.2 [6] ta có: ρA = 743,1 (Kg.m-3). Theo IX,104a ta có:
783.691594 (Kg.m-3) => 1.020797333 (m.s-1)
Để tránh tạo bọt ta chọn tốc độ hơi trung bình đi trong tháp bằng 80% tốc độ giới hạn hơi đi trong tháp
ωtb = 0,8 × ωgh = 0,8 × 1.020797333= 0.816637867 (m.s-1) Đường kính đoạn cất:
Quy trình cơng nghệ CBHD: PGS.TS.Lương Huỳnh Vủ Thanh
= 0.324635946 (m)