Tính toán và thiết kế hệ thống chưng luyện liên tục, thiết bị loại: Tháp đĩa để phân riêng hỗn hợp: Axeton – Nước

Tính toán và thiết kế hệ thống chưng luyện liên tục, thiết bị loại: Tháp đĩa để phân riêng hỗn hợp: Axeton – Nước. Các số liệu ban đầu:Năng suất tính theo hỗn hợp đầu, kgk: 2500Nồng độ đầu của hỗn hợp,xF, %mol: 14Nồng độ đầu sản phẩm đỉnh tháp, xP, %mol: 95Nồng độ sản phẩm đáy tháp, xW, %mol: 0.05Áp suất hơi đốt, Phd, at: 4Nhiệt độ đầu của hỗn hợp, tF, oC: 25Nhiệt độ của SP đỉnh sau làm lạnh, tsfP, oC: 26Nhiệt độ của SP đáy sau làm lạnh, tsfW, oC: 49Nhiệt độ đầu của nước lạnh, t1, oC: 15Nhiệt độ cuối của nước lạnh, t2, oC: 48

Mục lục

LỜI MỞ ĐẦU 3

PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP CHƯNG LUYỆN 4

1.1 Chưng luyện là gì? 4

1.2 Các phương pháp chưng luyện 4

1.3 Nguyên tắc chưng luyện 5

1.4 Hình vẽ hệ thống sơ đồ chưng luyện 5

1.5 Thuyết minh sơ đồ công nghệ 5

1.6 Sơ đồ tháp đĩa 6

1.7 Nguyên tắc hoạt động của tháp đĩa: 6

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ HÓA CHẤT 8

2.1 Axeton – (CH3)2CO 8

2.1.1 Tính chất Vật lý 8

2.1.2 Tính chất hóa học 8

2.1.3 Phương pháp điều chế 9

2.1.4 Ứng dụng 10

2.2 Nước – H2O 10

2.2.1 Tính chất Vật lý 10

2.2.2 Tính chất hóa học 11

2.2.3 Phương pháp điều chế 11

2.2.4 Ứng dụng 11

PHẦN II: TÍNH CÔNG NGHỆ THIẾT BỊ CHƯNG LUYỆN 12

CHƯƠNG 1: TÍNH CÂN BẰNG VẬT LIỆU 12

1.1 Cân bằng vật liệu tính theo lưu lượng khối lượng 12

1.2 Cân bằng vật liệu tính theo lưu lượng mol 15

1.3 Cân bằng vật liệu tính theo lưu lượng thể tích 17

1.4 Tổng hợp các số liệu vào bảng và thiết lập cân bằng toàn phần theo đơn vị thời gian 20

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH SỐ ĐĨA THỰC TẾ THEO PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ 22

2.1 Đường cân bằng x–y và đồ thị t–x–y theo thực nghiệm 22

2.2 Xác định chỉ số hồi lưu thích hợp và viết phương trình các đường làm việc 23 2.2.1 Xác định chỉ số hồi lưu tối thiểu của tháp 23

2.2.2 Chỉ số hồi lưu thực tế 23

2.2.3 Phương trình nồng độ làm việc của đoạn luyện 23

2.2.4 Phương trình nồng độ làm việc của đoạn chưng 24

2.3 Xác định số đĩa lý thuyết 25

2.4 Xác định số đĩa thực tế 25

2.4.1 Xác định hiếu suất trung bình của tháp 26

2.4.2 Xác định số đĩa thực tế 28

CHƯƠNG 3: TÍNH ĐƯỜNG KÍNH VÀ CHIỀU CAO THÁP 30

3.1 Đường kính tháp 30

3.1.1 Đường kính của đoạn luyện 30

3.1.2 Đường kính của đoạn chưng 35

3.2 Chiều cao tháp 40

CHƯƠNG 4: CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG TÍNH LƯỢNG HƠI ĐỐT CẦN CUNG CẤP 41

4.1 Cân bằng nhiệt lương cho tháp chưng 41

4.1.1 Nhiệt lượng do hỗn hợp đầu mang vào 41

4.1.2 Nhiệt lượng do lỏng hồi lưu mang vào 42

4.1.3 Nhiệt lượng do sản phẩm đáy mang ra 43

4.1.4 Nhiệt lượng do hơi mang ra ở đỉnh tháp 44

4.1.5 Nhiệt lượng tổn hao ra môi trường xung quanh 45

4.1.6 Nhiệt lượng do hơi đốt cung cấp cho đáy tháp và lượng hơi đốt đáy tháp 45

4.2 Lượng hơi đốt cần cung cấp cho thiết bị đun nóng hỗn hợp đầu 46

4.2.1 Nhiệt lượng do hỗn hợp đầu mang vào 46

4.2.2 Nhiệt lượng do hỗn hợp mang ra khỏi thiết bị 47

4.2.3 Lượng nhiệt trao đổi 47

4.2.4 Lượng nhiệt tổn hao ra môi trường 47

4.2.5 Lượng nhiệt cần để đun nóng hỗn hợp đầu 47

Tài liệu tham khảo 49

LỜI MỞ ĐẦU Trong thời kỳ Cổ đại các loại tinh dầu được chưng cất nhiều nhất Vào thời kỳ chuyển tiếp thế kỷ (năm 1000), khi Axit Sulfuric và Axit Nitric và đặc biệt là từ khi rượu (Etanol) được khám phá thì chưng cất trở thành một phương pháp hết sức quan trọng Thêm vào đó, trong thế kỷ XVII, là việc chưng cất lấy nước ngọt từ nước biển và chưng cất nhựa đường và hắc ín để trét kín tàu Ứng dụng lâu đời nhất là để sản xuất rượu mạnh, nồng độ Etanol có thể nâng lên cao tối đa là 95,57%

Xã hội và đời sống con người ngày càng phát triển vì vậy nhu cầu về các sản phẩm sạch và tinh khiết là một nhu cầu cần thiết không thể thiếu Kết hợp với sự phát triển của khoa học kỹ thuật các phương pháp nâng cao độ tinh khiết luôn được cải thiện và đổi mới mỗi ngày Vì vậy, phương pháp chưng rất phổ biến Chưng là phương pháp dùng tách các hỗn hợp khí, lỏng thành các cấu tử khác nhau trong hỗn hợp Có nhiều phương pháp chưng: chưng đơn giản, chưng bằng hơi nước trực tiếp, chưng chân không, chưng liên tục, chưng gián đoạn Riêng chưng luyện có 3 phương pháp: chưng luyện áp suất cao, chưng luyện áp suất thấp, chưng luyện áp suất thường

Nước và Axeton có rất nhiều ứng dụng trong đời sống Axeton sử dụng nhiều làm dung môi, phục vụ cho dược phẩm, mỹ phẩm và hóa chất Còn nước là một chất không thể thiếu trong sinh hoạt và công nghiệp, nước dung môi phân cực mạnh

có thể hòa tan các chất rắn, chất khí Vì vậy, ta dùng phương pháp chưng luyện liên tục để tạo sản phẩm tinh khiết

Mục đích của đồ án quá trình thiết bị là thiết kế tính toán hệ thống chưng luyện hỗn hợp Axeton – Nước, thiết bị tháp đĩa Đồ án quá trình thiết bị giúp sinh viên tổng hợp những kiến thức đã học vận dụng vào thực tế Học phần giúp sinh viên giải quyết các vấn đề trong thực tế quy trình công nghệ, kết cấu, giá thành thiết bị sản xuất hóa chất thực phẩm

PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP CHƯNG LUYỆN 1.1 Chưng luyện là gì?

Chưng luyện là phương pháp dùng để tách các hỗn hợp chất lỏng cũng như các hỗn hợp khí đã hóa lỏng thành những cấu tử riêng biệt dựa vào độ này hơi khác nhau của các cấu tử trong hỗn hợp, nghĩa là khi ở cũng một nhiệt độ thì áp suất hơi của các cấu tử khác nhau

Khi chưng ta thu được nhiều sản phẩm và thường thì có bao nhiêu cấu tử thì có bấy nhiêu sản phẩm Đối với trường hợp chưng hỗn hợp chỉ có hai cấu tử thì sản phẩm đỉnh gồm cấu tử có độ bay hơi lớn hơn và một phần rất nhỏ cấu tử có độ bay hơi bé bị cuốn theo còn sản phẩm đáy gồm cấu tử có độ bay hơi bé và một ít cấu tử

có độ bay hơi lớn

1.2 Các phương pháp chưng luyện

Trong sản xuất có rất nhiều phương pháp chưng như chưng đơn giản, chưng bằng hơi nước trực tiếp, chưng bằng chân không và chưng luyện Tùy thuộc vào điều khiện sẵn có, tính chất hỗn hợp, yêu cầu về độ tinh khiết sản phẩm mà ta chọn phương pháp chưng cho thích hợp

- Chưng đơn giản dùng để tách các hỗn hợp cấu tử có độ bay hơi rất khác nhau Phương pháp này dùng để tách sơ bộ và làm sạch các cấu tử khỏi tạp chất

- Chưng cất bằng hơi nước trực tiếp dùng để tách các hỗn hợp gồm các cấu tử khó bay hơi và tạp chất không bay hơi, thường dùng trong trường hợp chất được tách không tan vào trong nước

- Chưng chân không dùng trong trường hợp cần hạ thấp nhiệt độ sôi cấu tử Ví

dụ như trường hợp các cấu tử trong hỗn hợp dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao hay trường hợp các cấu tử có nhiệt độ sôi quá cao

- Chưng luyện là phương pháp phổ biến nhất để tách hoàn toàn hỗn hợp các cấu tử dễ bay hơi có tính chất hòa tan một phần hoặc hoàn toàn vào nhau

+ Chưng luyện ở áp suất thấp dùng cho các cấu tử trong hỗn hợp dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao và có nhiệt độ sôi cao

+ Chưng luyện ở áp suất cao dùng cho các hỗn hợp không hóa lỏng ở áp suất thường

+ Chưng luyện ở áp suất thường (áp suất khí quyển) dùng cho các hỗn hợp không thuộc các trường hợp trên

1.3 Nguyên tắc chưng luyện

Chưng luyện là quá trình tách hỗn hợp lỏng thành cấu tử riêng biệt dựa trên cơ

sở độ bay hơi khác nhau của các cấu tử trong hỗn Hơi đi từ dưới lên còn lỏng đi từ

trên xuống khi hai pha tiếp xúc trực tiếp với nhau sẽ xảy ra qúa trình tiếp xúc lỏng – hơi Các cấu tử nhẹ sẽ được tách ra và cuốn lên trên, các cấu tử nặng sẽ theo dòng

lỏng đi xuống, quá trình tiếp xúc lỏng hơi càng nhiều thì sản phẩm thu được có chất lượng càng tốt Trên đỉnh tháp ta thu được sản phẩm giàu cấu tử dễ bay hơi còn đáy tháp ta thu được sản phẩm toàn cấu tử có độ bay hơi thấp

1.4 Hình vẽ hệ thống sơ đồ chưng luyện

Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống chưng luyện liên tục

1.5 Thuyết minh sơ đồ công nghệ

Hỗn hợp Axeton và Nước có nồng độ Axeton 14% (phần mol) nhiệt độ khoảng

25oC ở thùng chứa nguyên liệu (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 hỗn hợp được đưa vào thiết bị đun nóng (4) qua lưu lượng kế, ở đây nguyên liệu được đun nóng đến nhiệt độ sôi bằng hơi nước bão hòa, từ thiết bị gia nhiệt (4) nguyên liệu được đưa vào tháp chưng luyện (5) tại đĩa tiếp liệu, trong tháp hơi đi từ dưới lên và lỏng đi từ trên xuống, nhiệt độ và nồng độ các cấu tử thay đổi theo từng đĩa trong tháp Hơi bay từ đĩa dưới lên đĩa phía trên và lỏng đi từ trên xuống, các cấu tử có nhiệt độ sôi cao sẽ được ngưng tụ lại và cuối cùng trên đỉnh ta thu được sản phầm gồm hầu hết các cấu tử dễ bay hơi (Axeton) Hơi đó đi vào thiết bị ngưng

tụ hồi lưu (6), một phần được hồi lưu về tháp ở đĩa trên cùng, độ tinh khiết của sản phẩm phụ thuộc vào lượng lỏng được hồi lưu lại tháp, lỏng hồi lưu càng nhiều thì sảm phầm càng tinh khiết Phần còn lại được đưa vào thiết bị làm lạnh (7) để làm lạnh đến nhiệt độ cần thiết rồi đi vào thùng chứa sản phẩm đỉnh (8)

Chất lỏng đi từ trên xuống gặp hơi có nhiệt độ cao hơn, một phần cấu tử có nhiệt độ sôi thấp bị bốc hơi nên nồng độ cấu tử khó bay hơi tăng lên Và cuối cùng

ở đáy tháp ta thu được sản phẩm lỏng gồm hầu hết là các cấu tử khó bay hơi (Nước), sản phầm đáy đi ra khỏi tháp một phần được gia nhiệt tại thiết bị (9) và đưa vào tháp phần còn lại được làm lạnh rồi đi vào thùng chứa sản phẩm đáy (10) Như vậy, với thiết bị làm việc liên tục thì nguyên liệu được đưa vào liên tục và sản phẩm cũng được tháo ra liên tục

1.6 Sơ đồ tháp đĩa

Hình 1.2 Sơ đồ tháp đĩa

1.7 Nguyên tắc hoạt động của tháp đĩa:

Tháp có nhiều đĩa, mỗi đĩa của tháp ứng với một nồi chưng của sơ đồ trên Bộ

phận đun nóng ở dưới đáy tháp Hơi đi từ dưới lên qua các lỗ của đĩa Chất lỏng

chảy từ trên xuống theo các ống chảy truyền Nồng độ các cấu tử thay đổi theo

chiều cao của tháp, nhiệt độ sôi cũng thay đổi tương ứng với sự thay đổi nồng độ

Trên đĩa (1) chất lỏng chứa cấu tử dễ bay hơi (Axeton) nồng độ x1, bốc hơi lên

từ đĩa 1 có nồng độ cân bằng với x1 là y1, trong đó y1 > x1 Hơi này đi qua các lỗ lên đĩa 2 tiếp xúc với chất lỏng trong đĩa 2

Nhiệt độ đĩa 2 thấp hơn đĩa 1 nên một phần hơi được ngưng tụ lại, do đó nồng

độ x2 > x1. Hơi này bốc lên từ đĩa 2 có nồng độ tương ứng cân bằng với x2 là y2, trong đó y2 > x2

Hơi từ đĩa 2 đi lên đĩa 3 và nhiệt độ ở đĩa 3 thấp hơn, hơi ngưng tụ một phần do

đó chất lỏng trên đĩa 3 có nồng độ x3 > x2 Tương tự như vậy, cấu tử dễ bay hơi (Axeton) đi lên và được đưa ra ở đỉnh tháp còn cấu tử khó bay hơi hơn (Nước) dần dần ngưng tụ và đưa ra ở đáy tháp

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ HÓA CHẤT 2.1 Axeton (CH3)2CO

2.1.1 Tính chất Vật lý

Axeton là một chất lỏng dễ cháy, không màu có mùi đặc trưng và là dạng Xeton đơn giản nhất Axeton tan vô hạn trong nước do cả đều phân cực và nó

là dung môi hòa tan nhiều chất hữu cơ

- Công thức hóa học: CH3COCH3

- Khối lượng phân tử: 58 g/mol

- Khối lượng riêng: 0,7908 g/cm3

- Nhiệt độ nóng chảy: – 94,6oC

- Nhiệt độ sôi: 56,9oC

2.1.2 Tính chất hóa học

- Phản ứng cộng:

+ Cộng với H2 cho rượu bậc II

(CH3)2CO + H2 → (CH3)2CH–OH (Đk: Ni, nhiệt độ) + Cộng với NaHSO3 (trong dd bão hòa)

(CH3)2CO + NaHSO3 → (CH3)2C(OH)SO3Na

- Phản ứng Oxi hóa:

CH3CO–CH3 + K2Cr2O7 + H2SO4 →

CH3COOH + CO2 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

- Một số phương pháp khác:

+ Oxi hóa rượu bậc II:

CH3CH(OH)CH3 + CuO → (CH3)2CO + Cu + H2O (Đk: Nhiệt độ) + Hidrat hóa ankin –I:

CH3CCH + H2O → (CH3)2CO (Đk: Xt) + Từ muối Axit hữu cơ:

(CH3COO)2Ca → CH3COCH3 + CaCO3 (Đk: nung khan)

2.1.4 Ứng dụng

Axeton là một dung môi tốt cho nhựa và một số sợi tổng hợp Axeton được dùng để pha loãng nhựa Dung môi Axeton được sử dụng rộng rãi để làm chất tẩy rửa vật dụng thủy tinh trong phòng thí nghiệm vì giá thành thấp và dễ bay hơi Tuy được sử dụng rộng rãi làm chất tẩy rửa, nhưng Axeton không mấy hiệu quả trừ khi được pha loãng nhiều

Axeton sử dụng làm dung môi trong công nghiệp dược phẩm, là thành phầntá dược trong một số loại thuốc, và để sản xuấtrượu biến tính Axeton là thành phần chính trong các chất tẩy rửa sơn móng tay, chất tẩy keo siêu dính và chất tẩy cho đồ gốm sứ, thủy tinh

2.2 Nước H2O

2.2.1 Tính chất Vật lý

Trong điều kiện bình thường nước là chất lỏng không màu, không mùi, không vị nhưng khối nước dày có màu xanh nhạt Nước là dung môi phân cực mạnh Nước là hợp chất chiếm phần lớn trên trái đất (khoảng 3/4 diện tích trái đất là biển) và rất cần cho sự sống

- Công thức hóa học: H2O

- Khối lượng phân tử: 18 g/mol

- Khối lượng riêng: 1 g/cm3

- Nhiệt độ nóng chảy, hóa rắn: 0oC

- Nhiệt độ sôi: 100oC

2.2.2 Tính chất hóa học

Nước là một chất lưỡng tính, có thể phản ứng như một axit hay bazơ Ở pH =7 (trung tính) hàm lượng các ion hydroxyt (OH–) cân bằng với hàm lượng của hydronium (H3O+) Khi phản ứng với một axit mạnh hơn ví dụ như HCl, nước phản ứng như một chất kiềm:

HCl + H2O ↔ H3O+ + Cl–Với ammoniac nước lại phản ứng như một axit:

PHẦN II: TÍNH CÔNG NGHỆ THIẾT BỊ CHƯNG LUYỆN

CHƯƠNG 1: TÍNH CÂN BẰNG VẬT LIỆU Gọi: NF, NP, NW: lần lượt là lưu lượng mol hỗn hợp đầu đỉnh đáy

GF, GP, GW: lần lượt là lưu lượng khối lượng hỗn hợp đầu đỉnh đáy

xF, xP, xW: nồng độ phần mol của cấu tử dễ bay hơi trong hỗn hợp đầu, sản phẩm đỉnh, đáy

aF, aP, aW: nồng độ phần khối lượng của cấu tử dễ bay hơi trong hỗn hợp đầu, sản phẩm đỉnh, đáy

1.1 Cân bằng vật liệu tính theo lưu lượng khối lượng

Lưu lượng khối lượng hỗn hợp đầu = Lưu lượng khối lượng sản phẩm đỉnh + Lưu lượng khối lượng sản phẩm đáy

 Phương trình cân bằng vật liệu toàn tháp

Trong đó:

GF: lưu lượng khối lượng hỗn hợp đầu; kmol/s

GP: lưu lượng khối lượng hỗn hợp sản phẩm đỉnh; kmol/s

GW: lưu lượng khối lượng hỗn hợp sản phẩm đáy; kmol/s

 Phương trình cân bằng vật liệu đối với cấu tử dễ bay hơi

GFaF = GP aP + GW aW (2)

Trong đó:

aF : Nồng độ phần khối lượng của cấu tử dễ bay hơi hỗn hợp đầu

aP : Nồng độ phần khối lượng của cấu tử dễ bay hơi trong sản phẩm đỉnh

aW : Nồng độ phần khối lượng của cấu tử dễ bay hơi trong sản phẩm đáy

Từ hai biểu thức trên ta có: GF

MK: Khối lượng phân tử của cấu tử dễ bay hơi

aK: Nồng độ phần khối lượng của cấu tử trong hỗn hợp

Mi: Khối lượng phân tử của cấu tử trong hỗn hợp

 Lưu lượng khối lượng hỗn hợp sản phẩm đáy:

GW = GF – GP = 2500 – 871,55595 = 1628,44405 (Kg/h)

 Lưu lượng của từng cấu tử:

GFA = aFA × GF = 0,34407 × 2500 = 860,16949 (Kg/h)

GFB = aFB × GF = 0,65593 × 2500 = 1639,83051 (Kg/h)

GPA = aPA × GP = 0,98393 × 871,55595 = 857,54880 (Kg/h)

GPB = aPB × GP = 0,01607 × 871,55595 = 14,00715 (Kg/h)

GWA = aWA × GW = 0,00161 × 1628,44405 = 2,62069 (Kg/h)

GWB = aWB × GW = 0,99839 × 1628,44405 = 1625,82336 (Kg/h)

BẢNG CÂN BẰNG VẬT LIỆU TÍNH THEO LƯU LƯỢNG KHỐI LƯỢNG

1.2 Cân bằng vật liệu tính theo lưu lượng mol

 Tính cân bằng vật liệu theo lưu lượng khối lượng

Ta có: N = G

Mhh Với Mhh = ∑ Mi × xiGọi MF, MP, MW là khối lượng phân tử trung bình của hỗn hợp đầu, đỉnh, đáy tháp

Ta có: Với xA = xF và xB = 1 – xA

Mhh = MA × xA + MB × xB

Trong đó:

MF = MA × xF + MB × (1 – xF) = 58 × 0,14 + 18 × (1 – 0,14) = 23,6 (Kgmol/h)

MP = MA × xP + MB × (1 – xP) = 58 × 0,95 + 18 × (1 – 0,95) = 56 (Kgmol/h)

MW = MA × xW + MB × (1 – xW) = 58 × 0,0005 + 18 × (1 – 0,0005) = 18,02 (Kgmol/h)

 Lưu lượng phần mol của hỗn hợp đầu:

BẢNG CÂN BẰNG VẬT LIỆU TÍNH THEO LƯU LƯỢNG MOL

1.3 Cân bằng vật liệu tính theo lưu lượng thể tích

Khối lượng riêng của các cấu tử A và B ở 25°C (Tra bảng I.2-ST-T1/10)

ρB Khối lượng riêng của Nước

 Khối lượng riêng hỗn hợp đầu ( kg/m³ )

ρF = ρA × aF + ρB × (1 – aF)

= 785,25 × 0,34407 + 996,5 × (1 – 0,34407) = 923,81568

 Khối lượng riêng hỗn hợp sản phẩm đỉnh ( kg/m³ )

ρP = ρA × aP + ρB × (1 – aP) = 785,25 × 0,98393 + 996,5 × (1 – 0,98393) = 788,64509

 Khối lượng riêng hỗn hợp sản phẩm đáy ( kg/m³ )

VFB = GFB

ρB =

1639,83051996,5 = 1,64559 ( m³/h )

 Lưu lượng thể tích hỗn hợp sản phẩm đỉnh ( m³/h )

VPA = GPA

ρA =

857,54880785,25 = 1,09207 ( m³/h )

VPB = GPB

ρB =

14,00715996,5 = 0,01406 ( m³/h )

 Lưu lượng thể tích hỗn hợp sản phẩm đáy ( m³/h )

VWA = GWA

ρA =

2,62069785,25 = 0,00334 ( m³/h )

VWB = GWB

ρB =

1628,82336996,5 = 1,63153 ( m³/h )

 Phần thể tích cho từng cấu tử (Phần thể tích)

vFA = VFA

VF =

1,095412,74100 = 0,39964 vFB =

VFB

VF =

1,645592,74100 = 0,60036

vPA = VPA

VP =

1,092071,10613 = 0,98729 vFB =

VPB

VP =

0,014061,10613 = 0,01271

vWA = VWA

VW =

0,003341,63487 = 0,00204 vFB =

VWB

VW =

1,631531,63487 = 0,99796 BẢNG CÂN BẰNG VẬT LIỆU TÍNH THEO LƯU LƯỢNG THỂ TÍCH

1.4 Tổng hợp các số liệu vào bảng và thiết lập cân bằng toàn phần theo đơn vị thời gian

Lưu lượng hỗn hợp N – Khối lượng mol, kmol/h

Tháng 76271,186 11205,719 65065,467 Năm 915254,237 134468,632 780785,605

Tháng 1948,441 795,694 1176,999 Năm 23381,288 9548,330 14123,992

BẢNG CÂN BẰNG VẬT LIỆU TỔNG HỢP Các thông số Nguyên liệu đầu F Sản phẩm đỉnh P Sản phẩm đáy W

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH SỐ ĐĨA THỰC TẾ THEO PHƯƠNG

PHÁP ĐỒ THỊ 2.1 Đường cân bằng x–y và đồ thị t–x–y theo thực nghiệm

Thành phần cân bằng lỏng (x) – hơi (y) tính bằng % mol và nhiệt độ sôi (ts) của hỗn hợp hai cấu tử Axeton – Nước ở 760 mmHg

Dựa vào số liệu trên ta vẽ được đồ thị t – x – y do hệ số Axeton – Nước

Do ta chọn trạng thái nhập liệu vào tháp chưng là trạng thái lỏng sôi nên đồ thị (1), có xF, xP, xW ta nội suy ra được nhiệt độ tại đó

xF = 0,14 xP = 0,0005 xW = 0,95

tF = 67,59oC tP = 57,2oC tW = 99,779oCVới giá trị của xF, xP , xW ta kẻ đường song song với trục y và cắt đường cân bằng, từ đó ta kẻ song song với trục x và cắt trục y ta xác định được giá trị của yF,

yP, yW

xF = 0,14 xP = 0,95 xW = 0,0005

yF = 0,752 yP = 0,9715 yW = 0,00634 2.2 Xác định chỉ số hồi lưu thích hợp và viết phương trình các đường làm việc

2.2.1 Xác định chỉ số hồi lưu tối thiểu của tháp

Rxmin = xP

- ycbF

ycbF - xF =

0,95 - 0,7520,752 - 0,14 = 0,32353 (IX.24-ST-T2/158)

0,950,72059 + 1

2.2.4 Phương trình nồng độ làm việc của đoạn chưng

Tính y’ theo x’: y’ = Rx + f

Rx + 1 × x’ –

f – 1

Rx + 1 × xW

= 0,72059 + 6,806450,72059 + 1 × x’ –

6,80645 – 10,72059 + 1 × 0,0005

6,80645 - 10,72059 + 6,80645