Thiết kế hệ thống chưng luyện liên tục làm việc ở áp suất thường để tách hỗn hợp axeton – nước

Mặc dù hiện nay, nhìn chungngànhhóachấtvẫncònlạchậu,kémpháttriểnsovớicácnướckhác,tuynhiên,nócũngđang từng bướcphát triển mạnh mẽ, các công ty, nhà máy sản xuất liên tục đượcxâydựngvớinhữ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘIVIỆNKỸTHUẬTHÓAHỌC

BỘ MÔN QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHIỆP HÓA CHẤT

VÀTHỰCPHẨM o0o

VI ỆNKỸTHUẬTHOÁHỌC CỘNG HOÀXÃHỘICHỦNGHĨAVIỆTNAM BỘMÔNQUÁ TRÌNH-THIẾTBỊ Độc lập – Tự do – Hạnh phúcCÔNGNGHỆHOÁHỌCVÀ THỰCPHẨM

VI. Ngàygiaonhiệmvụ: ngày11 tháng10năm2021

VII. Ngàyphảihoànthành: ngày27 tháng01năm2022

Ngườihướngdẫn

(Họtênvàchữ ký)

TS.Nguyễn VănXá

MỤCLỤC

MỞĐẦU 4

NỘIDUNG 6

PHẦNI:TỔNGQUANQUÁTRÌNHCHƯNGCẤTAXETONVÀ NƯỚC 6

1 Sơđồcôngnghệ PFD vàthuyếtminhsơđồ 6

a SơđồcôngnghệPFD 6

b Cácthiếtbị sửdụngtrongsơđồ 6

c Thuyếtminhsơ đồ 6

2 Hỗnhợphaicấutửaxetonvànước 7

2.1 Giớithiệuchung 7

2.2 Ứngdụngcủaaxetontrongcôngnghiệpvàdândụng 8

2.3 Cácphươngphápsảnxuấtaxeton 9

3 Tổngquanvề phươngphápchưngluyệnhaicấutử 10

PHẦNII:TÍNHTOÁN KỸTHUẬT THIẾT BỊCHÍNH 13

1 Tínhcânbằngvật liệu 13

2 Xácđịnhchỉ số hồi lưuthíchhợp 14

2.1 Xác địnhchỉ số hồi lưu tối thiểuRmin 14

2.2 Xácđịnhchỉsố hồilưuthíchhợpRTH 16

3 Tínhđườngkínhthápchưngluyện 23

3.1 Tínhđườngkínhđoạnluyện 23

3.2 Tínhđườngkínhđoạnchưng 29

4 Xácđịnhchiềucaotháp 34

4.1 Xácđịnhhiệusuấtchuyểnkhốitrungbìnhcủatháp 34

4.2 Xácđịnhchiềucaocủatháp 37

5 Cânbằngnhiệtlượngcủathápchưngluyện 38

5.1 Cânbằngnhiệtlượngcủathiếtbịđunnónghỗnhợpđầu 38

5.2 Cânbằngnhiệtlượngcủathápchưngluyện 40

5.3 Cânbằngnhiệtlượngcủathiếtbịngưngtụ 44

5.4 Cânbằngnhiệtlượngcủathiếtbịlàmmát 45

6 Trởlựccủatháp 45

6.1 Trởlực củađĩakhô 46

6.2 Trởlựcdo sứccăng bềmặt 49

6.3 Trởlực thủy tĩnhcủalớpchấtlỏngtrênđĩa 50

6.4 Tổngtrởlựccủatháp 51

7 Tínhtoáncơkhí 52

7.1 Tínhchiềudàythântháp 52

7.2 Tínhchiềudàyđáy,nắp 56

7.3 Tínhcácốngdẫnvàovàrakhỏitháp 58

7.3.1 Ốngdẫnnguyênliệuđầu 58

7.3.2 Ốngdẫnhơirakhỏiđỉnhtháp 59

7.3.3 Ốngtháosảnphẩmđáy 60

7.3.4 Ốngdẫnlượnglỏnghồilưu ở đỉnh 60

7.3.5 Ốngdẫnhơi saukhigia nhiệtở đáytháp 61

7.4 Chọncácmặtbích 62

7.5 Tínhchânđỡcủatháp 63

7.5.1 Tảitrọngcực đạicủatoàn tháp 64

7.5.2 Tínhvàchọnchânđỡ 67

PHẦN III:TÍNHTOÁN KỸ THUẬTTHIẾT BỊPHỤTRỢ 71

1 Tínhthiếtbịgianhiệthỗnhợpđầu 71

1.1 Hiệusốnhiệtđộtrungbình 71

1.2 Tínhnhiệttảitrungbình 72

1.2.1 Xác định chế độ chảy của hỗn hợp lỏng trong ống qua chuẩn sốReynold 72

1.2.2 Tínhhệ sốcấpnhiệtcủadungdịch2 74

1.2.3 Tínhhệ số cấpnhiệtcủahơingưngtụ1 75

1.2.4 Tổngtrở nhiệtthànhống 76

1.2.5 Nhiệttảiriêng trungbình 76

1.3 Bề mặttraođổinhiệtvàđườngkínhthiếtbị 76

2 Tínhbơmhỗnhợpđầu 77

2.1 Ápsuấttoànphầncủabơm 78

2.1.1 Ápsuấtđộnglực học,Δppđ 78

2.1.2 Áp suất để khắc phục trở lực ma sát khi dòng chảy ổn định

trongốngthẳng,Δppm. 79

2.1.3 Ápsuấtcần thiếtđểkhắc phục trởlựccụcbộ,Δppc 81

2.1.4 Áp suấtcần thiếtđểnâng chấtlỏnglêncaohoặcđểkhắcphụcápsuấtthủytĩnh,pH 81

2.1.5 Ápsuấtcầnthiếtđể khắcphụctrở lựctrongthiếtbị,pt 82

2.1.6 Áp suất bổ sung ở cuối ống dẫn trong những trường hợp cầnthiết,Δppk 84

2.2 Côngsuấtlắpđặtchobơm 84

3 Tínhtoánthiếtbịngưngtụđỉnhtháp 85

3.1 Hiệusốnhiệtđộtrungbình 85

3.2 Tínhnhiệttảitrungbình 86

3.2.1 Xác định chế độ chảy của hỗn hợp lỏng trong ống qua chuẩn sốReynold 87

3.2.2 Tínhhệ sốcấpnhiệtcủadungdịch2 87

3.2.3 Tínhhệ sốcấpnhiệtcủahơiởsảnphẩmđỉnh,1 89

3.2.4 Tổngtrở nhiệtthànhống 89

3.2.5 Nhiệttảiriêng trungbình 90

3.3 Bề mặttraođổinhiệtvàđườngkínhthiếtbị 90

KẾT LUẬN 92

DANHMỤC TÀILIỆU THAMKHẢO 93

MỞ ĐẦU

Trong thời đại công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, ngành công nghiệphóachấtlàmộtngànhcólịchsửđâuđời,cónhữngđónggópquantrọngtronghầuhếtcác ngành côngnghiệp Với ứng dụng rộng lớn, ngành công nghiệp hóa chấtcóthểkhaithácmọithếmạnhtừtàinguyênkhoángsản,dầukhí,chođếnsảnphẩm,thậm chí cả phếphẩm công, nông nghiệp Mặc dù hiện nay, nhìn chungngànhhóachấtvẫncònlạchậu,kémpháttriểnsovớicácnướckhác,tuynhiên,nócũngđang từng bướcphát triển mạnh mẽ, các công ty, nhà máy sản xuất liên tục đượcxâydựngvớinhữngcôngnghệtiêntiếnnhất.Trong các quá trình sản xuất, pha chế ra các sản phẩm hóa học thì không thể khôngkểđến các dung môi công nghiệp, chúng là hóa chất không thể thiếu trong cácngànhcông nghiệp nặng, công nghiệp nhẹ Và một trong những dung môi phổbiếnnhấtlàaxeton

Axeton là một chất lỏng trong suốt, bay hơi nhanh và có mùi ngọt gắt, nó cókhảnăngtanvôhạntrongnướcvànhiềuloạidầumỡđộng,thựcvật.Nhờcókhảnăngbay hơi nhanh màaxeton được sử dụng nhiều trong sản xuất sơn mau khô, sơnmóngtayvà vàcácloạimỹphẩm…Ngoàira,axetoncònlàdungmôitrongnhiềuloạichấttẩyrửa,trongngànhcôngnghệtổnghợphữucơhóadầu,haycóthểlàmhóachấttrunggian

Là một hóa chất được phát hiện từ khá lâu, khi đó, để sản xuất axeton, người tađãchưng cất khô muối axetat nhờ phản ứng decarboxyl hay lên men hỗn hợpaxeton-

etanol nhờ vi khuẩnClostridium acetobutylicum.Tuy nhiên cả hai phươngpháp này đều

không cho hiệu quả cao Hiện nay, axeton đa phần được sảnxuấttrựctiếphoặcgiántiếptừpropen,phảiđến82%axetonđượctạorabằngphươngpháp cumen.Hay sản xuất trực tiếp từ propen bằng cách oxi hóa hoặc hidro hóa.Ngoài ra,axetoncòn làsảnphẩmphụcủaquátrìnhlênmen

Trong các phương pháp kể trên, để tạo ra axeton, các phương pháp trên đềuphảithựchiệnbướccuốicùnglàtáchaxetonvànướcđểtăngđộtinhkhiếtcủaaxeton.Hỗn hợp axeton

là hỗn hợp lỏng đồng nhất nhưng có nhiệt độ sôi khác xanhau,nhiệtđộsôicủanướcởápsuấtthườnglà100Cvàcủaaxetonlà56,5C.Vìvậy,ta

cóthểtáchhaicấutửnàyđộc lậpvới nhaubằngphươngpháp chưngluyện

Trong thời đại tự động hóa, quá trình chưng cất cần được tiến hành liên tụcvàđồngthờicócácbiệnphápkhắc

phụccáchỏnghócmàkhônglàmgiánđoạnquátrình.Cùngvớiđólànângcao

hiệusuất,giảmchiphíđầutư,giatănggiátrịkinhtế cho sản phẩm Để làm được điều đó, trước tiên cần phải cónhững nghiên cứu,thí nghiệm và dần được vào sản xuất với quy mô công nghiệp Nhiệm vụ và mụctiêu của đồ án này là để nghiên cứuthiết kế, tính toán hệ thống chưng luyện liêntụclàmviệcở ápsuấtthườngđểtáchhỗnhợphaicấutửaxetonvànướcvớikiểutháp đĩalỗkhôngcóốngchảychuyền

EmxinchânthànhcảmơnthầyNguyễnVănXáđãchỉdẫntậntìnhvàchỉbảoemtrong suốt quá trình thựchiện đồ án này Đồng thời, em xin gửi cảm ơn đến cácthầycô vàcácbạnđãgiúpemcónhữngkiếnthứcbổíchđểemcókhảnănghoànthiện đồ án Tuy nhiên, do kiến thức vẫn còn nhiều hạn chế nên trong

đồ án vẫncòn nhiều sai sót, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp từ quýthầy côvàcácbạn

NỘIDUNGPHẦNI:TỔNGQUANQUÁTRÌNHCHƯNGCẤTAXETONVÀNƯỚC

liêntục.TạithiếtbịgianhiệtH-1,hỗnhợpđượcgianhiệtđếnnhiệtđộsôirồitiếptụcđưavàothápchưng luyệnE-1 tạiđĩatiếp liệu.

Trong tháp chưng luyện, hơi đi từ dưới lên gặp lỏng đi từ trên xuống, ở đây cósựtiếp xúc và trao đổi giữa hai pha với nhau Nồng độ các cấu tử thay đổi theochiều cao của tháp, càng xuống phíadưới đáy tháp, nồng độ cấu tử dễ bay hơicàng giảm Nhiệt độ cũng thay đổi theo

độ cao, càng lên cao nhiệt độ càng giảm,khihơiđiquacác đĩatừdướilênthìcấutửcónhiệtđộ sôicaosẽngưngtụ lạirơixuống đáy tháp, cấu tử có nhiệt độ sôi thấp tiếp tục đi lêntrên Quá trình bốc hơivàngưngtụđượclặplạinhiềulầnbêntrongtháp

Phần lỏng rơi xuống đáy tháp giàu cấu tử khó bay hơi hơn, qua cơ cấu hồilưuđáythápR-

Như vậy, với thiết bị chưng luyện làm việc liên tục thì hỗn hợp đầu đượcđưavàoliêntục,sảnphẩmđượctháoraliêntục

2 Hỗnhợphaicấutửaxetonvànước

 Axetoncònđượcgọilàdimethylketon,làhợpchấthữucơ, cócôngthứchóahọc là(CH3)2CO Đó là chất lỏng trong suốt, dễ bay hơi và rất dễ cháy với mùingọt gắtđặc trưng, là dạng axeton cơ bản nhất Axeton có nhiệt độ sôi khoảng56C-57Cởáp suất thường,làhợp chất tan vôhạntrong nước

Axeton là một dung môi tốt cho nhựa và một số sợi tổng hợp Axeton đượcdùng

để pha loãng nhựa polieste, được sử dụng trong các chất tẩy rửa, dụng cụlàmsạch Dùng để pha keo epoxy 2 thành phần trước khi đóng rắn và được sửdụngnhư một trong những thành phần dễ bay hơi của một số loại sơn và vecni.Nhưmột chất tẩy nhờn nặng, axeton rất hữu ích trong việc làm sạch kim loạitrướckhisơn vàcũngđêloạibỏnhựathôngsau khi hànxong

Mặc dù dễ cháy, axeton được sử dụng rộng rãi như một dung môi để vận chuyểnvàlưu trữ axetilen, vì chất này khi chịu áp suất lớn dưới dạng hợp chất tinh khiếtsẽ không

an toàn Các thùng chứa bao giờ cũng chứa axetilen được hòa tan trongaxeton.Mộtlítaxetoncóthểhòatankhoảng250lít axetilen

Dunglàmhóachấttrunggian

 Axetondùngđểtổnghợpmetylmetacrilat

(CH3)2CO+ HCN→(CH3)2C(OH)CN(CH3)2C(OH)CN +CH3OH→CH2=C(CH3)COOCH3+ NH3

 Dùngđểlàmsạchvàloạibỏdầutrênda trướckhilộtbỏda khô,dachết

 Trongthínghiệm:

Đượcdùng trong nhiều phảnứng tổng hợp hữu cơ(nhưtrong phảnứng thếnucleophin lưỡngphântử,trongquátrình oxyhóaJones)

Dogiáthànhthấpvàdễbayhơi,làdungmôicókhảnănghòatannhiềuchấtmàaxetonđượcdùng làmchấttẩyrửathủytinh

Nó được sử dụng để loại bỏ vết dầu bám trên tường, các vết mực cứng đầucóthểđượcloạibỏbằngcáchsửdụngaxeton

Dùng trong nghệ thuật in ấn (sau khi đổ một lượng vừa phải vào mặt sau

vàchà,càolênmặtsautấmảnhmộtthờigian,mựcbanđầucủatầmảnhsẽchuyểnxuốngbềmặtấy)

 Trong thời gian chiến tranh thế giới lần thứ nhất, do nhu cầu về nguồnaxetonrấtlớn,trong khi đócósựgiớihạntrongviệcthuđượctừviệcchưngcấtgỗ.Để

bổ sung axeton, Hoa Kỳ đã áp dụng phương pháp chưng cất khan

Ca(CH3COO)2nhờphảnứngkhửcacboxyl

Ca(CH3COO)2→ CaO+ CO2↑+(CH3)2CO

 Đếnchiếntranhthếgiớilầnthứhai,axetonđượcsảnxuấtbằngcáchlênmenaxeton-ethanol với

vi khuẩnClostridium acetonbutylicum, phát hiện bởiChaimWeizmann(saunàylàtổngthốngđầutiêncủaIsrael)đểgiúpcácnỗlựcgâychiếncủa Anhbằng cách chuẩn bị thuốc nổ không khói Sau khi phát minh phương phápmới với sản lượng tốt hơn thì phươngpháp lên men axeton - ethanol đã bị lãngquên

 Ngày nay, axeton được sản xuất trực tiếp hoặc gián tiếp từ propen.Khoảng83% axeton được sản xuất thông qua phương pháp Cumen, và vì sảnphẩm từphương pháp này mà sản xuất axeton luôn gắn liền với sản xuất phenol.Phươngpháp Cumen gồm việc alkyl hoá benxen với propen, sinh raisopropylbenzene,đượcoxihoá,sinhraaxetonvàphenol

 Axeton còn được sản xuất trực tiếpbằng cách oxihay hydroh o á p r o p e n ,

s i n h ra 2-propanol(isopropanol),và khioxi hoá isopropanolsẽđược axeton

 Ngoài ra, axeton còn được sản xuất bằng việc oxi hóa trực tiếp butan –propan,lên mencacbohydratnhờvikhuẩnđặcbiệt

 Đôi khi, axeton cũng được sản xuất dưới dạng sản phẩm phụ của côngnghiệpchưngcất

3 Tổngquanvề phươngphápchưngluyệnhaicấutử

 Khái niệm: chưng là phương pháp dùng để tách các cấu tử của một hỗnhợplỏng,hoặchỗnhợplỏng–

khítạothànhcáccấutửriêngbiệtdựavàođô.bayhơikhácnhaucủacáccấutửtronghỗnhợp.Ởcùngmộtnhiệtđộ,cáccấutửđósẽcóáp suất hơi bão hòa khác nhau Thay vì đưa vào hỗn hợp một pha mới để tạonênsựtiếpxúcgiữahaiphanhưhấpthụ,trongquátrìnhchưngcất,phamớiđượctạonên

 Chưng chân không: dùng trong trường hợp cần hạ thấp nhiệt độ sôi củacấutử Dùng cho trường hợp các cấu tử dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao hay các cấu tửcó nhiệtđộsôiquácao.

 Chưngluyện:làphươngphápphổbiếnnhấtdùngđểtáchhoàntoànhỗnhợpcác

cấutửdễbayhơicóthểhòa tanmộtphầnhoặc hoàntoàntanlẫnvàonhau

Chưng luyện ở áp suất thấp dùng cho các hỗn hợp dễ bị phân hủy ởnhiệtđộcao

Chưngluyệnởápsuấtcaodùngchocáchỗnhợpkhônghóalỏngởápsuấtthường

 Trong đồ án, cần thực hiện chưng cất hỗn hợp hai cấu tử là axeton vànước.Axeton và nước là hai chất lỏng hòa tan hoàn toàn, có nhiệt độ sôi ở áp suất thườnglần lượt là 56.5C và 100C,chúng khá khá là xa nhau nên có thể tách bằngphương pháp chưng luyện Do cảhai cấu tử là axeton và nước đều là chất lỏng ởáp suất thường và không bị phân hủy khi gặp nhiệt độcao Vì vậy, có thể táchchúng ở áp suất thường Thêm vào đó, nước là hỗn hợp không cóđiểm đẳng phí,nênđểcó hiệuquảcao,tacó thểchọnphươngpháp chưng luyện liêntục

BẢNGTHỐNGKÊCÁCKÝHIỆUVÀĐẠILƯỢNG

MaxetonMnước

VớiMaxeton=58kg/kmol,Mnước=18kg/kmol,thaysốvào,tacó:

 Nồngđộtínhtheo cấutửdễbay hơi(axeton)trong:

Hỗnhợpđầu:x= axetonaFM

0,425

= 58 =0,187phầnmol

F aF Maxeton+Mnước(1−aF) 0,42558 +(1−0,425)18

Hỗnhợpđỉnh:x=

aPM axeton

= 58 =0,005phầnmol

Maxeton+(1−aW)Mnước 0,01758 +(1−0,017)18

 TínhđượcGF,GP,GWtheo kmol/h:

 Tính khối lượng phân tử trung bình

của:Hỗnhợpđầu:MF= xF.Maxeton+ (1 – xF).Mnước

MF=0,187.58+(1–0,187).18

MF= 25,48 kg/kmolSảnphẩmđỉnh:MP=xP.Maxeton+(1–xP).Mnước

MP=0,953.58+(1–0,953).18

MP=56,12 kg/kmolSảnphẩmđáy:MW=xW.Maxeton+(1–xW).Mnước

Hình1:Đồthịđườngcânbằngvàđườnglàm việccủađoạnluyệntrênđồthịx-y

Đường làm việc và đường cân bằng pha tiếp xúc với nhau:Do trong quá

trìnhchưngluyệnđường làmviệckhôngthểnằmphíatrênđườngcânbằngphanênvịtrí cao nhất củađường làm việc của đoạn luyện của tháp sẽ là đường tiếp tuyếnvới đường cân bằng pha Kéo dài đường tiếptuyến với đường cân bằng pha chotớikhicắttrụctungtrênđồthịx–y

Từđồthịđường cân bằngvàđườnglàmviệccủađoạnluyện

trênđồthịx-yởhình1,tathấyBmax=65% (mol)

NLTQ ~G =.S=P(R +1)  Stỷlệvới(R+1)Nhưvậy,V=H.SsẽtỷlệvớiNLT(R+1).Trongđó,

V:là thểtíchcủa tháp,m3

H: chiều cao của tháp, mS:tiếtdiệncủa tháp,m2

G:lưulượngdònghơiđitrongtháp,m3/sP:lưulượngdòngsảnphẩmđỉnh,m3/sQ:lượng nhiệt cầncấp cho thiết bịđunsôiởđáythápNLT:sốbậcthayđổi nồngđộ(sốđĩalýthuyết)

 Giá thành tháp tỷ lệ với V, mà V tỷ lệ với NLT(R + 1), giá thành thápthấpnhất ứng với thể tích tháp nhỏ nhất Vì vậy vần phải chọn chế độ làm việcthíchhợp chotháp,tứclàRTH

 Ứngvớimỗi giátrịRi>Rmin,tađượcmộtđườnglàmviệctươngứngvàtìmđượcmộtgiátrịNLT

 Với mỗi giátrịRi,tacó cácgiátrịBi:

Bảng2:GiátrịBi

R 0,466 0,699 0,792 0,885 0,979 1,072 1,165

B 0,650 0,561 0,532 0,505 0,482 0,460 0,440

 Số đĩa lýthuyếtNLTđược xác địnhqua cácsơđồ:

y (% mol)

x(%mol)

Hình2:ĐồthịxácđịnhsốđĩalýthuyếtR1=0,699;Nlt=10,3

y (% mol)

Hình3:ĐồthịxácđịnhsốđĩalýthuyếtR2=0,792;Nlt=9,1 x(%mol)

y (% mol)

Hình4:ĐồthịxácđịnhsốđĩalýthuyếtkhiR3=0,885;Nlt=8,5x(%mol)

y (% mol)

Hình5:ĐồthịxácđịnhsốđĩalýthuyếtkhiR4=0,979;Nlt=8,1 x(% mol)

y (% mol)

x(%mol)

Hình6:ĐồthịxácđịnhsốđĩalýthuyếtkhiR5=1,072;Nlt=7,8

y (% mol)

Hình7:ĐồthịxácđịnhsốđĩalýthuyếtkhiR6=1,165;Nlt=7,5

x(%mol)

Từcácsơđồtrên,tacóbảngsau:

lượngchấtlỏnghồilưu,kg/hhaykmol/h

Thay số, ta có: gđ= 3161,16(0,93 + 1) = 6101,04 kg/

hLượngchấtlỏnghồilưu:

GR= gđ– GP=6101,04 – 3161,16 =2939,879kg/h

 Lượnghơiđi vào đĩa dướicùngcủađoạnluyện:

 Lượng hơi đi vào đoạn luyện g1, hàm lượng hơi y1và lượng lỏng G1đốivớiđĩa thứ nhất được xác định bằng hệ phương trình cân bằng vật liệu và cân bằngnhiệt lượngnhưsau:

VớiyP=0,973phầnmol,từcôngthứcnộ isuytừbảng1,taxácđịnhđượcgi á trịtP:

 g1y1=G10,187+3161,160,953g1(2402,386

–1889,21y1)=6101,04572,29Giảihệphươngtrình,ta được: g1= 3936,75 kg/h

y1= 0,802 phần khối lượngG1=775,59kg/hẨnnhiệthóahơicủahỗnhợphơiđivàođĩathứnhấtcủaphầnluyện:

r1= 513,176y1+ (1 – y1)2402,386= 2402,386 – 1889,21y1

Thayy1=0,802 phầnkhốilượng,tacó:

r1=2402,386–188 9,21 0,80 2 =886,914kJ/kgLượnghơitrungbìnhcủađoạnluyệnlà:gtbL =gđ+g2 1

Lượng lỏngtrungbìnhcủađoạn luyện:G tbL=𝐺1+𝐺2 𝑅

Đổiy1sangphầnmol:

0,802 1−0,802

y 1 +1−y 1 0,802 = 58 =0,557phầnmol

+

=XF+ X P

+1

−atb1

ρXtb2Trongđó:xL–khối lượngriêngtrungbìnhcủaphalỏng,kg/m3

xtb1,xtb2–khốilượngriêngtrungbìnhcủacấutửaxetonvànướctrongphalỏng lấytheonhiệt độtrung bình,kg/m3

Độnhớtcủa pha lỏngtínhtheonhiệtđộ trungbìnhlà:

loghh=xtbL.logaxeton+(1–xtbL).lognước [2,84]

r’1- ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa thứ nhấtr’1=ray’1+(1- y’1)rb

r’nẩnnhiệthóa h ơicủahỗ n hợpđivàođĩatrên cùngcủađoạnchưng.r’n=ray’n+(1- y’n)rb

-xW–thànhphầncấutửdễbayhơitrongsảnphẩmđáyg’n=g1–dolượnghơi bốclên từđĩatrên cùng đoạn chưng bằng dướicùngđoạnluyện

y’1=yW–tìmtheo đườngcânbằngứng với xW

 Tính yWtheo phầnkhối lượng:

Ứng với xW= 0,005 phần mol, theo đường cân

x’1= 0,062 phần khối lượngG’1=6210,43kg/h

Lượng hơitrungbìnhcủađoạnchưnglà: gtbL

=g𝘍1+g12

 Vậntốctrungbình chophép củaphahơiđi trongđoạnchưng

Tốcđộgiới hạntrênđượctínhtheo côngthức:Y=10e-4X [3,187]

=yđC+y2 cC

yđC,ycC–nồngđộtạihaiđầucủađoạntháp(giữađĩatiếpliệuvàđáytháp)

+1 −

atb1

ρXtb1Trongđó:xC–khối lượngriêngtrungbìnhcủaphalỏng,kg/m3

xtb1,xtb2–khốilượngriêngtrungbìnhcủacấutửaxetonvànướctrongphalỏng lấytheonhiệtđộtrungbình,kg/m3

 Độnhớtcủa phalỏngởnhiệtđộ trungbình:

Với ttbC= 70,264C độ nhớt của pha lỏng được nội suy theo bảng I.101 [2,91],tađược:

axeton= 0,2146.10-3(N.s/m2)