thiết kế tháp chưng loại liên tục tháp chóp để phân tách hỗn hợp rượu- nước

thiết kế tháp chưng loại liên tục tháp chóp để phân tách hỗn hợp rượu- nước

Đồ án môn học quá trình và thiết bị

Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN THẾ HỮU

I)ĐẦU ĐỀ THIẾT KẾ:

Thiết kế tháp chưng liên tục loại tháp chóp để phân tách hỗn hợp C2H5OH - H2O.II) CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU:

+ Hỗn hợp cần tách: C2H5OH - H2O

+ Năng suất tính theo hỗn hợp đầu: F= 6,0 (tấn/h)

+ Nồng độ cấu tử dễ bay hơi:

- Hỗn hợp đầu: aF = 0,30 (phần khối lượng)

- Sản phẩm đỉnh: ap = 0,85 (phần khối lượng)

- Sản phẩm đáy: aw = 0,05 (phần khối lượng)

+ Tháp làm việc ở áp suất thường

+ Hỗn hơp đầu được gia nhiệt đến nhiệt độ sôi

III) NỘI DUNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN:

1/ Giới thiệu chung: + Mở đầu và giải thích về hỗn hợp được chưng luyện + Vẽ và thuyết minh dây chuyền sản xuất

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

MỤC LỤC

Lời mở đầu 5

Phần I: Giới thiệu chung 7

I.Giới thiệu về hỗn hợp chưng 7

1.Etanol 7

2.Nước 8

II.Sơ đồ chưng 9

1.Chú thích các kí hiệu trong quy trình 9

2.Thuyết minh dây chuyền sản xuất 10

3.Các kí hiệu trước khi tính 10

Phần II: Tính toán thiết bị chính 12

I.Tính cân bằng vật liệu toàn thiết bị 12

1.Cân bằng vật liệu 12

2.Xác định số bậc thay đổi nồng độ 13

II.Tính đường kính tháp 27

1.Lưu lượng các dòng pha đi trong tháp 27

2Vận tốc hơi đi trong tháp 32

3 Đường kính đoạn luyện 36

4 Đường kính đoạn chưng 37

III.Chiều cao tháp 37

1.Hệ số khuếch tán 37

2.Hệ số cấp khối 39

3.Hệ số chuyển khối 45

IV.Tính trở lực của tháp 50

1.Trở lực của đĩa khô 51

2.Trở lực của đĩa do sức căng bề mặt 52

3.Trở lực của lớp chất lỏng trên đĩa 54

V.Tính cân bằng nhiệt lượng 58

1.Cân bằng nhiệt lượng của thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu 58

2.Cân bằng nhiệt lượng của tháp chưng luyện 61

3.Cân bằng nhiệt lượng cho thiết bị ngưng tụ 64

4.Cân bằng nhiệt lượng tại thiết bị làm lạnh 65

Phần III: Tính thiết bị phụ 67

I.Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu 67

1.Hiệu số nhiệt độ trung bình 67

2.Lượng nhiệt trao đổi 67

3.Diện tích trao đổi nhiệt 68

II.Tính bơm và thùng cao vị 75

1.Các trở lực quá trình cấp liệu 75

2.Chiều cao thùng cao vị so với đĩa tiếp liệu 85

3.Chiều cao làm việc của bơm 86

4 Áp suất toàn phần của bơm và năng suất bơm 87

III.Tính toán cơ khí và lựa chọn 88

1.Tính toán thân tháp 88

2.Tính chóp và kích thước cơ bản của chóp 91

3.Tính đáy và nắp thiết bị 93

4.Chọn mặt bích 95

5 Đường kính các ống dẫn 96

6.Khối lượng tháp 99

7.Tính tai treo 102

8.Tính chân đỡ 103

Kết luận 104

Tài liệu tham khảo 105

LỜI MỞ ĐẦU

Chúng ta đang sống trong thế giới với khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển Trong ngành công nghệ vật liệu mới không thể không nhắc đến ngành công nghiệp hóa học, bởi công nghệ hoá thuộc lĩnh vực công nghệ đòi hỏi kỹ thuật cao, mức độ phát triển công nghệ này được coi như một chỉ thị về trình độ phát triển của một đất nước

Nhận thấy rõ sự phát triển như vũ bão của ngành công nghệ hóa học, với lối tư duy nhạy bén và sáng tạo, khoa Công nghệ Hóa Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

đã đào tạo ra những sinh viên chuyên ngành Hóa Điều đó không chỉ cung cấp cho đất nước đội ngũ những công nhân lành nghề, thợ kỹ thuật có tay nghề cao mà nó còn mở

cơ hội việc làm cho giới trẻ trong lĩnh vực khá mới mẻ này

Là một sinh viên khoa Công Nghệ Hóa, chúng em được trang bị rất nhiều kiến thức cơ bản về các quá trình thiết bị của công nghệ sản xuất những sản phẩm hóa học Nhận được bản đồ án này là một cơ hội tốt để chúng em được tìm hiểu về các quá trình công nghệ, được vận dụng những kiến thức đã được học và mở rộng vốn kiến thức của mình, từ đó giúp chúng em có cái nhìn cụ thể hơn về nghành nghề mình đã lựa chọn

Công nghệ hóa học là một ngành giữ vị trí, vai trò quan trọng trong việc sản xuất phục vụ cho nhiều lĩnh vực, cho mọi nghành kinh tế quốc dân, tạo tiền đề cho nhiều ngành phát triển theo Với nhiều phương pháp sản xuất khác nhau như lắng, lọc, đun nóng, làm nguội, chưng luyện, hấp thụ, hấp phụ, trích ly, sấy khô, đông lạnh…đã tạo ra rất nhiều sản phẩm đa dạng, phong phú đáp ứng nhu cầu ngày càng lớn của con người Đặc biệt được ứng dụng nhiều nhất là chưng luyện, nó được ứng dụng trong nhiều ngành, lĩnh vực, đặc biệt là công nghệ lên men, công nghệ tổng hợp hữu cơ, lọc

- hóa dầu, công nghệ sinh học

Chưng là phương pháp dùng để tách hỗn hợp khí lỏng thành các cấu tử riêng biệt dựa vào nhiệt độ sôi khác nhau của các cấu tử trong hỗn hợp Khi chưng thu được nhiều sản phẩm và thường có bao nhiêu cấu tử thì có bấy nhiêu sản phẩm Riêng đối với phương pháp chưng luyện hai cấu tử thì sản phẩm đỉnh gồm chủ yếu là cấu tử dễ bay hơi còn sản phẩm đáy là cấu tử khó bay hơi

Trong sản xuất ta thường gặp các phương pháp chưng khác nhau như: chưng đơn giản, chưng bằng hơi nước trực tiếp, chưng chân không và đặc biệt hơn là chưng luyện

Chưng luyện là phương pháp thông dụng dùng để tách hoàn toàn hỗn hợp các cấu tử dễ bay hơi có tính chất hòa tan một phần hoặc hòa tan hoàn toàn vào nhau Chưng luyện ở áp suất thấp dùng cho các hỗn hợp dễ bị phân hủy nhiệt ở nhiệt độ cao, các cấu tử dễ bay hơi và ngược lại.

ỨNG DỤNG

học, thực phẩm, các quá trình lênmen sản xuất các sản phẩm như: rượu, bia, nước ngọt…

PHẦN I GIỚI THIỆU CHUNG

I GIỚI THIỆU VỀ HỖN HỢP CHƯNG:

1 Etanol: (Còn gọi là rượu etylic , cồn êtylic hay cồn thực phẩm).

Etanol có công thức phân tử: CH3-CH2-OH, khối lượng phân tử: 46 đvC Là chất lỏng có mùi đặc trưng, không độc, tan nhiều trong nước

* Một số thông số vật lý và nhiệt động của etanol:

2 3

−

−

−CH OH =

CH

+ Tính acid của rượu thể hiện qua phản ứng với kim loại kiềm, Natri hydrua(NaH), Natri amid(NaNH2):

CH3-CH2-OH + NaH → CH3-CH2-ONa + H2

CH3-CH2-OH + HO-SO3-H CH3-CH2O-SO3-H + H2O

CH3-CH2O-H + HO-CO-CH3 CH3-COO-C2H5 + H2O

2 Nước:

Trong điều kiện bình thường: nước là chất lỏng không màu, không mùi, không vị nhưng khối nước dày sẽ có màu xanh nhạt

Khi hóa rắn nó có thể tồn tại ở dạng 5 dạng tinh thể khác nhau:

Khối lượng phân tử : 18 g / mol

Khối lượng riêng d40 c : 1 g / ml

II SƠ ĐỒ CHƯNG :

1 Chú thích các kí hiệu trong qui trình:

2

7 6

4- Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu 9- Thiết bị gia nhiệt đáy tháp

5- Tháp chưng luyện 10- Thùng chứa sản phẩm đáy

11- Lưu lượng kế

2 Thuyết minh dây chuyền sản xuất:

Dung dịch đầu ở thùng (1) được bơm (2) bơm liên tục lên thùng cao vị (3), mức chất lỏng cao nhất ở thùng cao vị được khống chế nhờ ống chảy tràn, từ thùng cao vị dung dịch được đưa vào thiết bị đun nóng (4) qua lưu lượng kế (11), ở đây dung dịch được đun nóng đến nhiệt độ sôi bằng hơi nước bão hoà, từ thiết bị gia nhiệt (4) dung dịch được đưa vào tháp chưng luyện (5) nhờ đĩa tiếp liệu, trong tháp hơi đi từ dưới lên gặp chất nỏng đi từ trên xuống, nhiệt độ và nồng độ các cấu tử thay đổi theo chiều cao của tháp Vì vậy hơi từ đĩa phía dưới lên đĩa phía trên, các cấu tử có nhiệt độ sôi cao (H2O) sẽ được ngưng tụ lại và cuối cùng trên đỉnh ta thu được hỗn hợp gồm hầu hết các cấu tử dễ bay hơi (C2H5OH ) Hơi đó đi vào thiết bị ngưng tụ hồi lưu (6), ở đây nó được ngưng tụ lại

Một phần chất lỏng đi qua thiết bị làm lạnh (7) để làm lạnh đến nhiệt độ cần thiết rồi đi vào thùng chứa sản phẩm đỉnh (8), một phần khác hồi lưu về tháp ở đĩa trên cùng

Chất lỏng đi từ trên xuống gặp hơi có nhiệt độ cao hơn, một phần cấu tử có nhiệt độ sôi thấp được bốc hơi và do đó nồng độ cấu tử khó bay hơi trong chất lỏng ngày càng tăng và cuối cùng ở đáy tháp ta thu dược hỗn hợp lỏng gồm hầu hết là cấu

tử khó bay hơi Chất lỏng đi ra khỏi tháp được làm lạnh rồi đi vào thùng chứa sản phẩm đáy (10) Như vậy với thiết bị làm việc liên tục thì hỗn hợp đầu được đưa vào liên tục và sản phẩm cũng được tháo ra liên tục

3 Các kí hiệu trước khi tính:

+ Số mol pha hơi đi từ dưới lên là bằng nhau trong tất cả mọi tiết diện của

tháp

+ Số mol chất lỏng không thay đổi theo chiều cao đoạn chưng và đoạn luyện + Hỗn hợp đầu đi vào tháp ở nhiệt độ sôi.

+ Chất lỏng ngưng tụ trong thiết bị ngưng tụ có thành phần bằng thành phần của hơi đi ra ở đỉnh tháp

+ Cấp nhiệt ở đáy tháp bằng hơi đốt gián tiếp

• Yêu Cầu thiết bị:

F: Năng suất thiết bị tính theo hỗn hợp đầu F = 6,0(tấn/h)

Thiết bị làm việc ở áp suất thường

Tháp chưng loại: tháp chóp

• Điều kiện:

aF : Nồng độ C2H5OH trong hỗn hợp đầu = 0,30(phần khối lượng)

aP: Nồng độ C2H5OH trong sản phẩm đỉnh = 0,85(phần khối lưọng)

aW: Nồng độ C2H5OH trong sản phẩm đáy = 0,05(phần khối lượng)

MA: Khối lượng phân tử của C2H5OH = 46(kg/kmol)

MB: Khối lượng phân tử của H2O = 18(kg/kmol)

PHẦN II TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH

I TÍNH CÂN BẰNG VẬT LIỆU TOÀN THIẾT BỊ

1 Tính toán cân bằng vật liệu:

(sơ đồ hệ thống tháp chưng)

Hỗn hợp đầu vào F(C2H5OH-H2O) được tách thành sản phẩm đỉnh P(C2H5OH) và sản phẩm đáy W(H2O) ở đĩa trên cùng có một lượng lỏng hồi lưu, ở đáy tháp có thiết bị đun sôi, lượng hơi đi ra đỉnh tháp là D

+ Theo phương trình cân bằng vật liệu cho toàn tháp:

F = P + W

+ Phương trình cân bằng vật liệu cho riêng cấu tử dễ bay hơi (C2H5OH):

F.aF = P.aP + W.aW

/ Lượng sản phẩm đáy:

W = F = 6000 00,,8585−00,.0530

−

= 4125(kg/h) / Lượng sản phẩm đỉnh:

P = F - W = 6000 – 4125= 1875(kg/h)

Đổi nồng độ phần khối lượng sang phần mol

D U

D 0 F,x F

Áp dụng công thức:

x =

E

E A A A A

M

a M a M a

+

→ xF =

B

F A

F

A F

M

a M

a

M a

−+1 =

18

3,0146

3,

0 46

3,0

85,

85,0

+

B

P A

P

A P

M

a M

W

A W

M

a M

a

M a

−+1 =

18

05,0146

05,

05,0

2 Xác định số bậc thay đổi nồng độ (số đĩa lý thuyết)

2.1 Xác định chỉ số hồi lưu tối thiểu

Dựng đường cân bằng theo số liệu đường cân bằng tra ở đường cân bằng lỏng- hơi và

nhiệt độ sôi của 2 cấu tử ở 760 mmHg ( tính theo % số mol ) của rượu etylic – nước ( Bảng IX 2a_ 145_STQTTB tập II )

1 2

Cách 2 : Vẽ đồ thị đường cân bằng lỏng hơi x _ y

Với giá trị xF = 0,1436 ta dóng lên đường cân bằng → yF* = 0,4808

- Chỉ số hồi lưu tối thiểu của tháp chưng luyện Rmin :

Rmin =

F F

F Px y

1436,04808,0

4808,06892,0

Rth : chỉ số hồi lưu thích hợp được tính theo tính chất thể tích tháp nhỏ nhất

Nlt : số bậc thay đổi nồng độ ( số đĩa lý thuyết )

→ Chỉ số hồi lưu thích hợp Rx = β Rmin

y = 0,4258.x + 0,3957

→ Số đĩa lý thuyết N = 9

+ β = 1,3 → Rx = 0,8034 Phương trình đoạn luyện :

y = 0,4455.x + 0,3822

→ Số đĩa lý thuyết N = 8

+ β = 1,5 → Rx = 0,927 Phương trình đoạn luyện :

y = 0,4811.x + 0,3576

→ Số đĩa lý thuyết N = 7

+ β = 1,7 → Rx = 1,0506 Phương trình đoạn luyện :

y = 0,5123.x + 0,3361

→ Số đĩa lý thuyết N = 7

+ β = 1,8 → Rx = 1,1124 Phương trình đoạn luyện :

y = 0,5266.x + 0,3263

→ Số đĩa lý thuyết N = 6

+ β = 1,9 → Rx = 1,1742 Phương trình đoạn luyện :

y = 0,5401.x + 0,317

→ Số đĩa lý thuyết N = 6

+ β = 2,1 → Rx = 1,3978 Phương trình đoạn luyện :

y = 0,5648.x + 0,3

→ Số đĩa lý thuyết N = 6

+ β = 2,3 → Rx = 1,4214 Phương trình đoạn luyện :

y = 0,5870.x + 0,2846

→ Số đĩa lý thuyết N = 6

+ β = 2,5 → Rx = 1,545 Phương trình đoạn luyện :

y = 0,6071.x + 0,2708

→ Số đĩa lý thuyết N = 6

Từ đó ta có bảng số liệu :

y =

1

1+ ++ Rx

x Rx

y : nồng độ phần mol cấu tử dễ bay hơi trong pha hơi đi từ dưới lên

x : nồng độ phần mol cấu tử dễ bay hơi trong pha lỏng chảy từ đĩa xuống

Rx : chỉ số hồi lưu

yl =

1 1124 , 1

6892 , 0

1 1124

1+

142,5.11124

,

1

42,51124

Trong đó Số đĩa đoạn chưng = 3

Số đĩa đoạn luyện = 3

II TÍNH ĐƯỜNG KÍNH THÁP :

1 Tính lưu lượng các dòng pha đi trong tháp:

1.1 Xác định lưu lượng hơi trung bình đi trong đoạn luyện:

Lượng hơi trung bình đi trong tháp chưng luyện có thể tính gần đúng bằng trung bình cộng của lượng hơi đi ra khỏi đĩa trên cùng của tháp và đĩa dưới cùng của đoạn luyện

gtb: lượng hơi trung bình đi trong đoạn luyện [ kmol/ h ]

gđ: lượng hơi đi ra khỏi đĩa trên cùng của tháp [kmol/ h]

g1: lượng hơi đi vào đĩa dưới cùng của đoạn luyện [ kmol/ h]

+Lượng hơi ra khỏi đỉnh tháp: gđ = GR+GP = GP.(Rx+1)

 gđ = GP.(Rth+1) = 50,2713.(1,1124+1) = 106,1931 kmol/ h

+Lượng hơi đi vào đoạn luyện

Lượng hơi g1, hàm lượng hơi y1 và lượng lỏng G1 đối với đĩa thứ nhất của đoạn luyện được xác định theo phương trình cân bằng vật liệu:

Trong đó r1: ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp đi vào đĩa

rđ: ẩn nhiệt hóa hơi của cấu tử hỗn hợp hơi ra đỉnh tháp

rA : ẩn nhiệt hóa hơi của cấu tử nguyên chất rượu etylic

rB : ẩn nhiệt hóa hơi của cấu tử nguyên chất nước

Từ tF = 85,0612oC tra bảng I.212- STQTQB T1-254, nội suy ta được:

( 8984 , 9970 )

/ ( 9388 , 553

) /

( 873 , 9198 )

/ ( 9755 , 199

kmol kcal

kg kcal r

kmol kcal

kg kcal r

B

A

→ r1 = 9198,873.y1 + 9970,8984.(1– y1) = 9970,8984 – 772,0254.y1

- Tính rđ:

Nhiệt độ sôi của hỗn hợp đỉnh (yđ = xP = 0,6892): Từ bảng thành phần cân bằng hơi (C2H5OH-H2O) ở 1at bảng IX2a (II-145), nội suy ta có:

t = 79,4 –

6070

794,79

−

−

(68,92–60) = 79,0432 oC Nội suy theo bảng r – to (I-254) với to = 79,0432°C:

r = 210 –

60100

194210

539579

−

−

(79,0432–60) = 559,9568 (kcal/kg) → r = 559,9568(kcal/kg)=559,9568.M(kcal/kmol)=10079,2224(kcal/kmol)

= 105,5909 ( kmol / h )Lượng lỏng trung bình đi trong đoạn luyện là :

= 55,3196( kmol/ h)

1.2 Lượng hơi trung bình trong đoạn chưng :

r’1: ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp đi vào đĩa thứ nhất của đoạn chưng.

xW: thành phần cấu tử dễ bay hơi trong sản phẩm đáy

r1: ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp đi vào đĩa trên cùng của đoạn chưng

Ta có : GW = 222,1851 kmol/ h

F g’x

xW = 0,0202

- Tính r1

Ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp đi vào đĩa trên cùng đoạn chưng bằng ẩn nhiệt hóa hơi

đi vào đoạn luyện → r1 = 9658,3825 ( kcal/ kmol )

- Tính r’1

r’1 = rA y’1 + ( 1 – y’1 ) rB

rA, rB : ẩn nhiệt hóa hơi của cấu tử nguyên chất ở to = tW

r’1 : ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp ra khỏi đoạn chưng

y’1 = yW xác định theo đường cân bằng ứng với xW = 0,0202 nội suy theo bảng cân bằng lỏng hơi ta được tW = 96,162oC và yW = 0,1341 phần mol

Với tW = 96,162 oC ta ngoại suy theo số liệu bảng I.212- STQTTB Tập I :

( 084 , 9771 )

/ ( 838

,

542

) /

( 6192 , 8994 )

/ ( 5352

,

195

kmol kcal

kg kcal r

kmol kcal

kg kcal r

= 104,9421 (kmol/h) Lượng lỏng trung bình đi trong đoạn chưng

GtbC =

2

)(G1+G F +G1′

=

2

0806,3274696,2727174,

= 327,1338 (kmol/h)

2 Vận tốc hơi đi trong tháp:

Tốc độ hơi ( khí ) trung bình đi trong tháp chóp xác định theo:

( ρy wy)tb = 0,065 ϕδ h ρxtb ρytb

Trong đó:

ρxtb : khối lượng riêng trung bình của lỏng (kg/m3)

ρytb : khối lượng riêng của hơi (kg/ m3)

h: khoảng cách giữa các đĩa (m)

2.1 Tính khối lượng riêng trung bình của pha lỏng:

tb

tb xtb

a

ρ ρ

−

Trong đó

ρxtb : khối lượng riêng trung bình của lỏng [ kg/ m3 ]

ρxtb1, ρxtb2: khối lượng riêng trung bình của rượu etylic và nước trong pha lỏng lấy theo nhiệt độ trung bình [ kg/ m3 ]

atb1: phần khối lượng trung bình của rượu etylic trong pha lỏng

a

1

xtb tbL

= 0,4164 phần mol Nội suy từ bảng số liệu trong bảng IX 2a_STQTTB Tập II_145 ta được:

to

xtb = 80,6688oC

Ứng với to = 80,6688oC Nội suy theo số liệu từ bảng I.2 trong STQTTB Tập I_9 ta được:

− +

ρxtbL =

1

5318,971

575,013646,734

575,

2

1 1

− +

Trong đó:

ρxtbC : Khối lượng riêng trung bình pha lỏng ở đoạn chưng [kg/m3 ]

ρxtb1,ρxtb2: Khối lượng riêng trung bình của etylic và nước trong pha lỏng lấy theo nhiệt độ trung bình [ kg/ m3 ]

atb1: Phần khối lượng trung bình của cấu tử etylic trong pha lỏng

0 +

= 0,175 phần mol Nồng độ trung bình của pha lỏng trong đoạn chưng

tb

tbC xtb

a

ρ ρ

− +

ρxtbC =

1

4364,966

175,014494,727

175,

2.2 Tính khối lượng trung bình của pha hơi:

a Khối lượng trung bình pha hơi ở đoạn luyện:

ADCT STQTTB II – 183

tbL

.4,22

.1

T

M y M

y tbL A + − tbL B

[ kg/ m3 ]Trong đó

MA, MB : khối lượng phân tử của rượu etylic và nước

T : nhiệt độ làm việc trung bình của tháp ( oK )

ytbL: Nồng độ trung bình pha hơi trong đoạn luyện

= 0,547 phần mol Khối lượng riêng trung bình của pha hơi đối với đoạn luyện là:

ytbL

.4,22

.1

T

M y M

y tbL A + − tbL B

)6688,80273.(

4,22

273.18.547,0146.547,0

+

−+

=1,1481 kg/m3

b Khối lượng riêng trung bình của pha hơi ở đoạn chưng:

ρytbC = [ ( ) ]

T

M y M

y tbC A tbC B

.4,22

273 1

= 0,3 phần molKhối lượng riêng trung bình của pha hơi đối với đoạn chưng là:

ytbC

T

M y M

y tbC A tbC B

.4,22

273 1

)948,87273.(

4,22

273.18.3,0146.3,0

+

−+

3 Đường kính đoạn luyện:

Đường kính đoạn luyện được tính theo công thức:

Lượng hơi trung bình đi trong đoạn luyện đổi sang kg/ h

= 1,1754 ( m )

4 Đường kính đoạn chưng :

Đường kính đoạn chưng được tính theo công thức :

DC = 0,0188 ( y y)tbC

tbw

1.1 Hệ số khuếch tán trong pha lỏng:

a Hệ số khuếch tán trong pha lỏng ở 20 o C:

Hệ số khuếch tán trong pha lỏng ở 20oC theo STQTTB II _ 133

20

x

3 3

6

11

.10.1

B A

v v

B

A

M M

6

11

.10.1

B A

v v

B A

M M

µ

[ m2/s ]

3 3

6

8,142,54

1.7,4.24,1

18

146

1.10.1

µ : Độ nhớt của dung môi ở 20oC [ cp ]

ρ : Khối lượng riêng của dung môi ở 20oC [ kg/m3 ]

ρB,20ºC = 998 kg/ m3

→ b =

1

1.2 Hệ số khuếch tán trong pha hơi:

Hệ số khuếch tán của khí trong khí, theo STQTTB II _ 127

.10.0043

,

0

2 3 3

5 , 1 4

++

−

[ m2/s ]

Trong đó :

P : Áp suất tuyệt đối của hỗn hợp P = Po = 1 ( at )

T : Nhiệt độ tuyệt đối của hỗn hợp ( oK )

- Hệ số khuếch tán trong pha hơi đoạn chưng: t = ttbC = 87,948oC

1 46

1 2

, 59 8

, 14 1

948 , 87 273 10 0043

,

0

2 3 3

5 , 1 4

+ +

5 , 1 4

)2,598

,14.(

1

6688,80273.10.0043

= 1,9703 10-6 ( m2/s )

2.Hệ số cấp khối:

µµ

M y M

µµ

M y M

.7948,107

46.3,

µµ

M y M

.0669,107

46.547,

x : Nồng độ mol của các cấu tử trong hỗn hợp

- Đoạn chưng: x = xtbC = 0,0819 phần mol

t = ttbC = 87,948oC, nội suy theo bảng I.101 STQTTB I _91:

- Đoạn luyện : x = xtbL = 0,4164 phần mol

t = ttbL = 80,6688oC, nội suy theo bảng I.101 STQTTB I _91: