Chọn lựa áp suất vận hành dựa vào sự xem xét tính kinh tế và kỹ thuật. Áp suất vận hành tối ưu của một tháp chưng cất là áp suất cho phép thực hiện một quá trình tách có giá thành thấp nhất.
Áp suất vận hành của tháp chưng cất được xác định bởi những điều kiện được thiết lập sau khi đã xem xét sự ngưng tụ hơi ở đỉnh tháp, trong thiết bị ngưng tụ và trong bình hồi lưu.
Các yếu tố liên quan đến áp suất vận hành: - Áp suất cơ sở
- Biến thiên áp suất – tổn thất áp suất - Tổn thất áp suất trên mỗi đĩa lý thuyết
Áp suất cơ sở là áp suất tại bình hồi lưu Pb, phụ thuộc vào hai thông số chính: - Thành phần của sản phẩm đỉnh
- Nhiệt độ bình hồi lưu tb mà phụ thuộc chủ yếu vào bản chất và nhiệt độ của dòng lưu chất làm lạnh tFR được sử dụng trong thiết bị ngưng tụ
Biến thiên áp suất: từ áp suất cơ sở Pb tại bình hồi lưu, cần thiết lập trong tháp một biến thiên áp suất liên quan đến tổn thất áp suất do sự di chuyển của dòng hơi từ thiết bị đun sôi lại ở đáy tháp cho đến thiết bị ngưng tụ. Các dạng tổn thất thường gặp
- ∆Pc do thiết bị ngưng tụ và trong đường hơi tại đỉnh tháp, ∆Pc=100÷600mbar, chính xác là 200÷400mbar.
- ∆Pp do dòng hơi khi đi qua mỗi đĩa. ∆Pp=3÷20mbar trễn mỗi đĩa thực, 3mbar ứng với những đĩa được thiết kế đặc biệt, 6÷10mbar là thường gặp và 20mbar là giá trị rất lớn.
Với tháp có khoảng 30 đến 50 đĩa thực, áp suất tại thiết bị đun sôi lại lớn hơn áp suất tại đỉnh tháp là 0.2÷0.5mbar, tổn thất này là không lớn với tháp làm việc dưới áp suất tương đối cao nhưng là rất lớn nếu tháp làm việc ở áp suất thấp hay áp suất chân không.
Ta lựa chọn áp suất vận hành như sau:
Bảng 3. Áp suất vận hành của tháp
Đơn vị, kPa
Áp suất bình hồi lưu 200
Tổn thất áp suất đỉnh tháp 50
Tổn thất áp suất toàn tháp 30
Áp suất đáy tháp 280