(TIỂU LUẬN) báo cáo THỰC HÀNH QUÁ TRÌNH THIẾT bị và hóa học

Quá trình tính toán cân bằng vật chất chưng cất dựa trên cơ sở phương pháp Mc Cabe– Theile xem gần đúng đường làm việc phần chưng và phần cất là đường thẳng và chấp nhận một số giả thuyê

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

BÁO CÁO THỰC HÀNH QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ VÀ HÓA HỌC



Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Minh Tiến Lớp học phần: DHHO15ATT

Mã học phần: 422000420801 Tên: Nguyễễ̃n Thị Phương Thanh - 19501801

Nguyễễ̃n Văn Bảo - 19433981 Nguyễễ̃n Minh Cường - 19475571 Huỳnh Kim Bôi - 19444671

MSSV: 19501801 Nhóm: 2

TP Hồ Chí Minh, ngày 31 tháng 03 năm 2022

Quá trình tính toán cân bằng vật chất chưng cất dựa trên cơ sở phương pháp Mc

Cabe– Theile xem gần đúng đường làm việc phần chưng và phần cất là đường thẳng

và chấp nhận một số giả thuyếế́t sau:

Suất lượng mol của pha hơi đi từ dưới lên bằng nhau trong tất cả tiếế́t diện của tháp Nồng độ pha lỏng sau khi ngưng tụ có thành phần bằng thành phần hơi ra khỏi

đỉnh tháp

Dòng hơi vào và ra khỏi tháp ở trạng thái hơi bão

hòa Dòng hồi lưu vào tháp ở trạng thái lỏng sôi

Suất lượng mol pha lỏng không đổi theo chiều cao của đoạn cất và đoạn chưng

3.1.1 Phương trình cân bằng vật chất

F=P+W

x F F=x P P+ x W W

Trong đó: F, P, W: suất lượng nhập liệu, sản phẩm đáy và sản phẩm đỉnh, kmol/h

xF ,x P , x W : thành phần mol của cấu tử dễễ̃ bay hơi trong nhập liệu, sản phẩm đỉnh

R= L

P0

Chỉ số hồi lưu thích hợp ( R) được xác định thông qua chỉ số hồi lưu tối thiểu (R min

¿ và xác định theo phương trình sau: R=b.R min

3.1.3 Phương trình đường làm việc

Phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn cất

3.2.1 Cân bằng nhiệt lượng cho thiếế́t bị gia nhiệt nhập liệu

Trong đó: Qnl: nhiệt lượng cần cung cấp để gia nhiệt nhập liệu, kW

F: lưu lượng khối lượng hỗn hợp nhập liệu, kg/s

Trong đó: P: lưu lượng khối lượng hỗn hợp sản phẩm đỉnh, kg/s

rP: nhiệt hóa hơi của sản phẩm đỉnh, kJ/kg

CPp: nhiệt dung riêng hỗn hợp sản phẩm đỉnh, kJ/kg.℃

tr ,t v : nhiệt độ vào và ra của nước,℃

G: lưu lượng dòng giải nhiệt, kg/s

C: nhiệt dung riêng của dòng giải nhiệt, kJ/kg.℃

tSp: nhiệt độ sôi hỗn hợp sản phẩm đỉnh, ℃

tP: nhiệt độ của sản phẩm đỉnh sau làm lạnh, kJ/kg

Q

m ng: nhiệt mất mát ở thiếế́t bị ngưng tụ

3.2.3 Cân bằng nhiệt lượng của thiếế́t bị làm lạnh

Trong đó: P ,W: lưu lượng khối lượng sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy, kg/s.

W r : nhiệt độ của sản phẩm đáy vào và ra khỏi sản phẩm thiếế́t bị,℃

G1: lưu lượng dòng giải nhiệt ở thiếế́t bị làm lạnh sản phẩm đỉnh, kg/s

G 2: lưu lượng dòng giải nhiệt ở thiếế́t bị làm lạnh sản phẩm đáy, kg/s

C 1: nhiệt dung riêng dòng giải nhiệt ở thiếế́t bị làm lạnh sản phẩm đỉnh, kJ/kg.℃

C 2: nhiệt dung riêng dòng giải nhiệt ở thiếế́t bị làm lạnh sản phẩm đáy, kJ/kg.℃

t1r ,t 1 v: nhiệt độ vào và ra ở thiếế́t bị làm lạnh sản phẩm đỉnh,℃

t2 r ,t 2 v: nhiệt độ vào và ra ở thiếế́t bị làm lạnh sản phẩm đáy,℃

nhiệt độ mất mát ở thiếế́t bị làm lạnh sản phẩm đáy,

Kw 3.2.4 Cân bằng nhiệt toàn tháp

Trong đó: QK: nhiệt lượng cung cấp cho nồi đun, kW

Q m: nhiệt lượng mất mát ra môi trường xung quanh và thường được lấy

gần bằng khoảng 5% đếế́n 10% lượng nhiệt cần cung cấp

QF: nhiệt lượng do dòng nhập liệu mang vào, kW

Qng: nhiệt lượng trao đổi trong thiếế́t bị ngưng tụ, kW

t P

Cài đặt đọ giẳm áp của tháp chưng cất ở giá trị 20mBar trên bộ điều khiển độ chênh áp

Mở van thu sản phẩm đỉnh và sản phẩm đáy

Điều chỉnh công tắc chia dòng ở vị trí “ Cycle” (hồi lưu một phần)

Cài đặt giá trị tỉ số hồi lưu giá trị thấp nhất bằng 1.5 lần giá trị chỉ số hồi lưu tối thiểu bằngcách cài đặt chếế́ độ làm việc “Manu”, chu kỳ lấy mẫu và giá trị phần trăm hồi lưu

Sau 10p, tháo hếế́t dung dịch có trong bình chứa sản phẩm đỉnh

Đo lưu lượng sản phẩm đỉnh bằng phương pháp thể tích và nồng độ sản phẩm đỉnh

Ghi các thông số nồng độ, nhiệt độ vào trong bảng số liệu

Lần lượt tiếế́n hành thí nghiệm với cấc giá trị tỉ số hồi lưu, vị trí mâm nhập liệu và nhiệt

độ nhập liệu khác nhau Sau mỗi lần điều chỉnh chếế́ độ làm việc phải đợi 10p để hệ thống

ổn định mới tháo hếế́t dung dịch trong bình chứa sản phẩm đỉnh và xác định các thông số

- x D = D

D ρ rượu +

7

Bảng kếế́t quả thí nghiệm: khảo sát mâm nhập liệu (mâm 1,2,3)

D ρ rượu +

Phương trình đường làm việc:

f= F

D =0

0..478059 =8.1

9

Phương trình đường làm việc phần chưng:

Mhh = Mr × xF + Mn × (1 - xF) = 46 × 0.093 + 18 × (1 – 0.093) = 20.604 (kg/kmol)Lưu lượng nhập liệu:

F = Q F x ρ

hh = 10 x 10 −3 x 985.11869 = 0.478x= F × Mhh = 0,478 × 20,604 = 9.848 (kg/h)

Nồng độ sản phẩm đỉnh:

D ρ rượu +

D-= D × Mhh = 0,056 × 37.32 = 2.08992 (kg/h)

11

12

Số mâm lý thuyếế́t của mân 2: 8 mâm

Mhh = Mr × xF + Mn × (1 - xF) = 46 × 0.093 + 18 × (1 – 0.093) = 20.604 (kg/kmol)Lưu lượng nhập liệu:

13

x W =

14

Phương trình đường làm việc:

Khối lượng mol hỗn hợp:

Mhh = Mr × xF + Mn × (1 - xF) = 46 × 0.093 + 18 × (1 – 0.093) = 20.604 (kg/kmol)Lưu lượng nhập liệu:

Mhh = Mr × xD+ Mn × (1 – xD) = 46 × 0.69 + 18 × (1 - 0.69) = 37.32 (kg/kmol)Lưu lượng sản phẩm đỉnh:

16

Nồng độ phần khối lượng sản phẩm đáy:

17

Mhh = Mr × xF + Mn × (1 - xF) = 46 × 0.093 + 18 × (1 – 0.093) = 20.604 (kg/kmol)Lưu lượng nhập liệu:

ρhh = ρr × xxD+ ρn × (1 - xxD) = 946 × 0.85 + 995,33 × (1 - 0.85) = 953.3995 (kg/m3)

18

Khối lượng mol hỗn hợp:

Khối lượng mol hỗn hợp:

Mhh = Mr × xF + Mn × (1 - xF) = 46 × 0.093 + 18 × (1 – 0.093) = 20.604 (kg/kmol)Lưu lượng nhập liệu:

Mhh = Mr × xD+ Mn × (1 – xD) = 46 × 0.69 + 18 × (1 - 0.69) = 37.32 (kg/kmol)Lưu lượng sản phẩm đỉnh:

21

Nồng độ phần khối lượng sản phẩm đáy: