Thiết kế tháp chưng cất hỗn hợp benzen tolune 1500kg nhập liệuh

Ngày nay các phương pháp được sử dụng để nâng cao độ tinh khiết như trích ly ,chưng cất ,cô đặc hấp thu .Tùy theo đặc tính yêu cầu của sản phẩm mà ta có sự lựa chọn phương pháp thích hợp

Lời nói đầu

Một trong những ngành có sự đóng góp to lớn đến nền công nghiệp nước

ta nói riêng và thế giới nói chung là ngành công nghệ hóa học Hiện nay trong nhiều ngành sản xuất hóa chất cũng như sử dụng sản phẩm hóa học,nhu cầu sử dụng nguyên liệu hoặc sản phẩm có độ tinh khiết cao phải phùhợp với quy trình sản xuất hoặc nhu cầu sử dụng Ngày nay các phương pháp được sử dụng để nâng cao độ tinh khiết như trích ly ,chưng cất ,cô đặc hấp thu Tùy theo đặc tính yêu cầu của sản phẩm mà ta có sự lựa chọn phương pháp thích hợp Đối với hệ Benzen – Toluen là hai cấu tự hòa tan vào nhau và có nhiệt độ sôi khác nhau nên ta chọn phương pháp chưng cất tách các cấu tử trong hỗn hợp và thu được benzen có độ tinh khiết cao Đồ án môn học và thiết bị là môn học mang tính tổng hợp trong quá trình học tập của các kỹ sư hóa học trong tương lai Môn học giúp sinh viên giải quyết tính toán cụ thể về yêu cầu công nghệ ,kết cấu điều kiện vận hành ,giá thành của một thiết bị trong sản xuất hóa ,thực

phẩm.Đây là bước đầu tiên để sinh viên vận dụng những kiến thức đã học

để giải quyết những vấn đề kỹ thuật trong thực tế một cách tổng quát

.Nhiệm vụ của môn học này là thiết kế tháp chưng cất hệ benzen toluen hoạt động liên tục với năng suất nhập liệu là 1500kg/h ,có nồng độ là

25%mol benzen ,thu được sản phẩm đỉnh có nồng độ là 94% mol benzen

và sản phẩm đáy có nồng độ là 3%mol benzen Em chân thành cảm ơn thầy cô bộ môn hóa học và thực phẩm ,các bạn sinh viên đã giúp em hoàn thành đồ án này Tuy nhiên trong quá trình làm bài không tránh được

những sai xót ,rất mong quý thầy cô góp ý ,chỉ dẫn để em hoàn thành tốt hơn

Lời mở đầu:

MỤC LUC :………1

ĐỒ ÁN : ………3

1. Đầu đề đồ án: ……….… 3

2. Nhiệm vụ đồ án :……… 3

3. Nội dung các phần thuyết minh tính toán : ……… 3

4. Các bản vẽ và đồ thị : ……… 4

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN……… 5

1. Khái niệm : ………5

2. Phương pháp chưng cất :……….…… 6

CHƯƠNG II: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ THUYẾT MINH CHI TIẾT SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ……….11

CHƯƠNG III: CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG……… 13

1. Cân bằng vật chất : ………14

2. Cân bằng năng lượng : ……… …15

CHƯƠNG IV : TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH : ………30

1. Tính đường kinh tháp : ……… ……30

2. Chiều cao thân tháp : ……….…39

3. Tính trở lực của tháp : ……… …40

4. Tính thân tháp chưng cất : ……….……50

5. Đáy và nắp thiết bị : ……… … 56

6. Chi tiết ống dẫn : ……… 58

7. Chọn bích và vòng đệm : ……… ……….63

8. Tai treo – Chân đỡ : ……… ……52

CHƯƠNG V :TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ : ……… 69

1. Thiết bị làm ngưng tụ : ……….……… 69

2. Thiết bị làm nguội sản phẩm đáy : ……… 76

3. Thiết bị làm nguội sản phẩm đỉnh : ……… 79

4. Thiết bị nồi đun : ……….81

5. Thiết bị đun sôi dòng nhập liệu : ……… 86

6. Bơm : ……… …92

TÀI LIỆU THAM KHẢO : ……… …95

1. Đầu đề đồ án (Tên đồ án )

_ Thiết kế tháp chưng cất hỗn hợp Benzen-Tolune 1500kg nhập liệu/h

2. Nhiệm vụ đồ án ( nội dung yêu cầu và số liệu ban đầu ):

_ Nồng độ nhập liệu : 25% mol benzen

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Tp Hồ Chí Minh Khoa: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

Bộ Môn: QT&TB CNHH-SH-TP

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

_ Vẽ sơ đồ thiết bị chính có chú thích trên bản vẽ

4. Các bản vẽ và đồ thị ( loại và kích thước bản vẽ ):

_ 1 bản vẽ A1 in sơ đồ nguyên lý

_ 1 bản vẽ A1 tháp chưng

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

( Lý thuyết về chưng cất )

1 Khái niệm :

- Chưng cất là quá trình dùng để tách các cấu tử của hỗn hợp lỏng cũng như hỗn hợp

khí lỏng thành các cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay hơi khác nhau của các cấu tửtrong hỗn hợp (nghĩa là khi ở cùng nhiệt độ, áp suất hơi bão hoà của các cấu tửkhác nhau)

- Thay vì đưa vào trong hỗn hợp một pha mới để tạo nên sự tiếp xúc giữa hai pha

như trong quá trình hấp thu hoặc nhả khí, trong quá trình chưng cất pha mới đượctạo nên bằng sự bốc hơi hoặc ngưng tụ

- Chưng cất và cô đặc khá giống nhau, tuy nhiên sự khác nhau căn bản nhất của 2

quá trình này là trong quá trình chưng cất dung môi và chất tan đều bay hơi (nghĩa

là các cấu tử đều hiện diện trong cả hai pha nhưng với tỷ lệ khác nhau), còn trongquá trình cô đặc thì chỉ có dung môi bay hơi còn chất tan không bay hơi

- Khi chưng cất ta thu được nhiều cấu tử và thường thì bao nhiêu cấu tử sẽ thu được

bấy nhiêu sản phẩm Nếu xét hệ đơn giản chỉ có 2 cấu tử thì ta sẽ thu được 2 sảnphẩm :

Sản phẩm đỉnh chủ yếu gồm cấu tử có độ bay hơi lớn (nhiệt độ sôi nhỏ)

Sản phẩm đỉnh chủ yếu gồm cấu tử có độ bay hơi nhỏ (nhiệt độ sôi lớn)

- Đối với hệ Benzen – Toluen

Sản phẩm đỉnh chủ yếu gồm benzen và một ít toluen

Sản phẩm đáy chủ yếu là toluen và một ít benzen

 Chưng một bậc

 Chưng lôi cuốn theo hơi nước

 Chưng cất_ Cấp nhiệt ở đáy tháp :

 Cấp nhiệt trực tiếp

 Cấp nhiệt gián tiếp

Vậy : Đối với hệ Benzen – Toluen, ta chọn phương pháp chưng cất liên tục ở

áp suất thường

a. Thiết bị chưng cất :

_ Trong sản xuất, người ta thường dùng nhiều loại thiết bị khác nhau để tiến hành chưng cất Tuy nhiên, yêu cầu cơ bản chung của các thiết bị vẫn giống nhau nghĩa là diện tích tiếp xúc pha phải lớn Điều này phụ thuộc vào mức độ phân tán của một lưu chất này vào lưu chất kia Nếupha khí phân tán vào pha lỏng ta có các loại tháp mâm, nếu pha lỏng phân tán vào pha khí ta có tháp chêm, tháp phun, …Ở đây ta khảo sát

2 loại thường dùng là tháp mâm và tháp chêm

_ Tháp mâm : thân tháp hình trụ, thẳng đứng phía trong có gắn các mâm

có cấu tạo khác nhau, trên đó pha lỏng và pha hơi được cho tiếp xúc với nhau Tuỳ theo cấu tạo của đĩa, ta có :

_ Tháp mâm chóp : trên mâm bố trí có chóp dạng tròn, xupap, …

_ Tháp mâm xuyên lỗ : trên mâm có nhiều lỗ hay rãnh

_ Tháp chêm (tháp đệm) : tháp hình trụ, gồm nhiều bậc nối với nhau bằng mặt bích hay hàn Vật chêm được cho vào tháp theo một trong hai phương pháp sau : xếp ngẫu nhiên hay xếp thứ tự

_ So sánh ưu nhược điểm của các loại tháp :

- Hiệu suất khá cao

- Khá ổn định

- Hiệu suất cao

- Kết cấu khá phứctạp.

- Có trở lựclớn

- Tiêu tốn nhiềuvật tư, kết cấuphức tạp

Vậy :Theo yêu cầu của đồ án, ta sử dụng mâm chóp để chưng cất hỗn hợp

benzen-toluen

b. Giới thiệu về nguyên liệu :Benzen & Toluen :

_ Benzen: là một hợp chất mạch vòng, ở dạng lỏng không màu và có

mùi thơm nhẹ.Công thức phận tử là C6H6 Benzen không phân cực,vì vậy tan tốt trong các dung môi hữu cơ không phân cực và tan rất ít trong nước Trước đây người ta thường sử dụng benzen làm dung môi.Tuy nhiên sau đó người ta phát hiện ra rằng nồng độ benzen trong không khí chỉ cần thấp khoảng 1ppm cũng có khả năng gây ra bệnh bạch cầu, nên ngày nay benzen được sử dụng hạn chế hơn

,công thức phân tử tương tự như benzen có gắn thêm nhóm –CH3 Không phân cực,do đó toluen tan tốt trong benzen.Toluen có tính chấtdung môi tương tự benzen nhưng độc tính thấp hơn nhiều, nên ngày

nay thường được sử dụng thay benzen làm dung môi trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp.

_ Đi từ nguồn thiên nhiên

_ Thông thường các hidrocacbon ít được điều chế trong phòng thí

nghiệm, vì có thể thu được lượng lớn nó bằng phương pháp chưng cất than đá, dầu mỏ…

_ Đóng vòng và dehiro hóa ankane

_ Các ankane có thể tham gia đóng vòng và dehidro hóa tạo thành hidro cacbon thơm ở nhiệt độ cao và có mặt xúc tác như Cr2O3, hay các lim loại chuyển tiếp như Pd, Pt

_ Dehidro hóa các cycloankane

_ Các cycloankane có thể bị dehidro hóa ở nhiệt độ cao với sự có mặt của các xúc tác kim loại chuyển tiếp tạo thành benzen hay các dẫn xuất cảu benzen

C6H6 + CH3- Cl  →

3

AlCl

C6H5-CH3

_ Ta có bảng thành phần lỏng (x) – hơi (y) và nhiệt độ sôi của hỗn hợp

Benzen– Toluen ở 760 mmHg.(Tham khảo ST2)

61, 9

71,

95, 9

t ( o C) 110,6 108, 3 106, 1 102,2 98, 6 95, 2 92, 1 89, 4 86,8 84, 4 82, 3

CHƯƠNG II: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

VÀ THUYẾT MINH CHI TIẾT SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

Hỗn hợp Benzen – Toluen có nồng độ Benzen là 25% (phần khối mol), nhiệt độnguyên liệu lúc đầu là 30 tại bình chứa nguyên liệu (1), được bơm (2) bơm lên bồn cao vị

(3) Dòng nhập liệu được gia nhiệt tới nhiệt độ sôi trong thiết bị truyền nhiệt ống chùm Sau

đó hỗn hợp được đưa vào tháp chưng cất (6) ở đĩa nhập liệu và bắt đầu quá trình chưng cất

Lưu lượng dòng nhập liệu được kiểm soát qua lưu lượng kế (14)

Trên đĩa nhập liệu, chất lỏng được trộn với phần lỏng từ đoạn luyện của tháp chảyxuống Trong tháp, hơi đi dưới lên gặp lỏng đi từ trên xuống Ở đây có sự tiếp xúc

đỉnh (8), được làm nguội bằng thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống(8) rồi được đưa qua bồn

chứa sản phẩm đỉnh (9) Phần còn lại của chất lỏng ngưng tụ được hoàn lưu về tháp ở đĩa trên

cùng với tỉ số hoàn lưu thích hợp và được kiểm soát bằng lưu lượng kế(5) Cuối cùng ở đáy

tháp ta thu được hỗn hợp lỏng hầu hết là cấu tử khó bay hơi (Toluen) Hỗn hợp lỏng ở đáy có

nồng độ Toluene là 3% phần khối mol, còn lại là Benzene Dung dịch lỏng ở đáy

∗ Yêu cầu thiết bị:

_ Thiết bị làm việc ở áp suất thường P = 1 atm_ Loại tháp: Đĩa chóp tròn

∗ Các thông số ban đầu

_ Hỗn hợp ban đầu:

o Benzen: C6H6, ts = 81,1oC

o Toluen: C6H5CH3, ts = 110oC_ Suất lượng nhập liệu:

_ Chuyển đổi suất lượng khối lượng thành suất lượng mol :

∗ Chỉ số hoàn lưu :

_ Dựa vào bảng thành phần lỏng (x) – hơi (y) và nhiệt độ sôi của hỗn

hợp Benzen – Toluen ở 760 mmHg.(ST2: bảng ΙX.2a/146), ta nội suy, ta có

61, 9

Các chỉ số hồi lưu tối thiểu

Chỉ số hồi lưu tối thiểu là chỉ số mà ở đó ứng với số mâm lý thuyết là vô cực Do

đó chi phí cố định là vô cực chi phí điều hành ( nhiên liệu nước và bơm là tối

thiểu)

PHƯƠNG TRÌNH LÀM VIỆC VÀ SỐ MÂM LÝ THUYẾT

_Chỉ số hoàn lưu tối thiểu :

_ Chỉ số hoàn lưu làm việc :

(ST2: IX.25b/159)_ Từ đây ta có được phương trình làm việc của phần cất :

Phương trình làm việc của đoạn chưng

Y=x - Với f= - = - = 4,13

.0,03

∗ Số mâm lý thuyết :

_ Để xác định số mâm lý thuyết ta phải xác định ba đường gồm :

o Vẽ đường làm việc phần cất theo phương trình:

(7 mâm phần luyện: từ mâm 1 đến mâm 7,

6 mâm phần chưng: từ mâm 8 đến mâm 13)

∗ Số mâm thực tế :

Có nhiều phương pháp xác định số mâm thực của tháp ,ngoại trừ các ảnh hưởng cưa thiết kế cơ khí của tháp thì ta có thể xác định số mâm thực dựa vào hiệu suất trung bình

Ta xác định số đĩa thực tế theo hiệu suất trung bình :

(ST2: IX.59/170)

Ta có ,

Hình ΙX.11: xác định hiệu suất trung bình của thiết bị

_ Trong đó :

_ Tra các nồng độ phần mol của cấu tử dễ bay hơi trong pha hơi và pha lỏng ứng với mỗi số mâm lý thuyết dựa vào “Hình Đồ thị mâm lý thuyết” trên

_ Nội suy độ nhớt của benzene và toluene từ( ST1-bảng Ι.101/91), ứng với từng nhiệt dộ nội suy được từ (ST2: bảng ΙX.2a/146) , rồi tính độ nhớt của hỗn hợp theo công thức :

(_ Dựa vào tích số ( tra đồ thị để tìm hiệu suất trung bình (ST2:Hình

_ Trong trường hợp này ta tính.

Với lần lượt là hiệu suất ở đĩa trên cùng, hiệu suất ở đĩa nhập liệu và hiệu suất

ở đĩa dưới cùng

- Xác định

ta có:(nhiệt độ đỉnh tháp) = 81,46, = 0,94 suy ra = 0,95 sử dụng bảng I.101 trang 91 st1 tra và nội suy các giá trị độ

Ta có số mâm thực tế là :

Nt = Nlt/tb = 13 / 0.538 =24 mâm

Suy ra số mâm thực tế là 24 mâm

2.Cân bằng năng lượng :

a. Cân bằng nhiệt lượng của thiết bị đun nóng dòng nhập liệu:

_ Phương trình cân bằng nhiệt lượng :

QD1 : Nhiệt lượng hơi đốt mang vào (J/h)

Qf : Nhiệt lượng do hỗn hợp đầu mang vào (J/h)

QF :Nhiệt lượng do hỗn hợp đầu mang ra (J/h)

Qng1 : Nhiệt lượng do nước ngưng mang ra (J/h)

Qxq1 : Nhiệt lượng mất mát (J/h)

_ Nhiệt lượng do hỗn hợp nhập liệu mang vào:

o Chọn nhiệt độ ban dầu của hỗn hợp : o

o Nội suy từ ( ST1: bảng: I.153/171), với , ta có :

_ Nhiệt lượng do hỗn hợp nhập liệu mang ra:

o Nhiệt độ của hỗn hợp ra khỏi thiết bị: nội suy từ(ST2: bảng IX.2a), ta có :

o

o Nội suy từ (ST1: bảng: I.153/171), với , ta có :

_ Nhiệt lượng do hơi đốt mang vào :

(J/kg)

D1 : Lượng hơi đốt (Kg/h)

_ Nhiệt lượng do nước ngưng mang ra:

_ Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường xung quanh lấy bằng 5% nhiệt do hơi đốt mang vào :

_ Lượng hơi đốt ( lượng hơi nước) cần thiết để đun nóng hỗn hợp nhập liệu đến độ sôi là :

o Chọn hơi đốt là hơi nước bão hòa: p=2at, (ST2:bảng I.148/166)

o Nội suy từ (ST2: bảng I.212/254),ta được :(kcal/kg)

(J/kg)

o Nội suy từ (ST2:bảng I.148/166) ở ta có:

(kcal/kg°C) (J/kg°C)

b. Cân bằng nhiệt lượng của tháp chưng cất :

_ Tổng lượng nhiệt mang vào tháp bằng tổng lượng nhiệt mang ra:

QD2 : Nhiệt lượng hơi đốt mang vào (J/h)

QL : Nhiệt lượng do lỏng hồi lưu mang vào tháp (J/h)

QF:Nhiệt lượng do hỗn hợp đầu mang vào tháp (J/h)

Qy:Nhiệt lượng do hơi mang ra ở đỉnh tháp (J/h)

Qw:Nhiệt lượng do sản phẩm đáy mang ra (J/h)

Qng2 : Nhiệt lượng do nước ngưng mang ra (J/h)

o Để thuận tiện cho quá trình tính toán, ta chọn bằng với nhiệt độ hơi rangoài đỉnh tháp: Nhiệt độ của hỗn hợp khí ra khỏi thiết bị: nội suy từ (ST2: bảng IX.2a/146),

ta có:

o

o Nội suy từ (ST1: bảng: I.153/171), với ta có :

_ Nhiệt lượng do hơi mang ra ở đỉnh tháp:

o

o

o Nội suy từ (ST2: bảng I.212/254) ở,ta được :

o Nội suy từ (ST2: bảng: I.153/171), ởta có :

_ Nhiệt lượng do sản phẩm đáy mang ra:

o Nội suy từ (ST2: bảng IX.2a/146), ta có:

o

o Nội suy từ (ST2: bảng: I.153/171), với ta có :

_ Nhiệt lượng do nước ngưng mang ra:

_ Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường xung quanh lấy bằng 5% nhiệt do hơiđốt mang vào :

_ Lượng hơi đốt ( lượng hơi nước) cần thiết để đun sôi hỗn hợp ở đáy tháp

(kcal/kg) (J/kg)

o Nội suy từ (ST2:bảng I.148/166) ở ta có:

(J/kg)

c. Cân bằng nhiệt lượng của thiết bị ngưng tụ:

_ Ta chọn trường hợp nhưng tụ hoàn toàn thì:

Rút ra lượng nước lạnh tiêu tốn:

o Nội suy từ (ST2: bảng I.212/234) ở ,ta được :

o Chọn nhiệt độ vào của nước lạnh là: 30

o Chọn nhiệt độ ra của nước lạnh là: 40

o Nhiệt dung riêng của nước làm lạnh ở nhiệt độ trung bình:

o Nội suy (ST2:bảngI.149/168) ở 35 , ta được:

d. Cân bằng nhiệt cho thiết bị làm nguội :

_ Vì dòng sản phẩm đỉnh đã ngưng tụ hoàn toàn trong thiết bị ngưng tụ nên

ta có công thức:

o Nhiệt độ sản phẩm đỉnh vào thiết bị làm lạnh bằng nhiệt độ sản phẩmđỉnh ra khỏi thiết bị ngưng tụ, mà như ta đã chọn như ở trên là:

o Chọn nhiệt độ ra của sản phẩm đỉnh ra khỏi thiết bị làm lạnh là: 40

o Nhiệt dung riêng của dòng nóng ở nhiệt độ trung bình:

o

o Nội suy từ (ST1: bảng: I.153/171), ở ta có :

o Chọn nhiệt độ vào của nước lạnh là: 30

o Chọn nhiệt độ ra của nước lạnh là: 40

o Nhiệt dung riêng của ước làm lạnh ở nhiệt độ trung bình:

o Nội suy (ST2:bảngI.149/168) ở 35, ta được:

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH

1. Tính đường kính tháp:

Đường kính được xác định theo công thức:

Tính lưu lượng trung bình các dòng pha đi trong tháp

Tính khối lượng riêng trung bình của các dòng pha đi trong tháp.Tính tốc độ hơi đi trong tháp

a. Đường kính đoạn luyện:

∗ Lượng hơi trung bình đi trong đoạn luyện:

_ Có thể tính gần đúng bằng trung bình cộng của lượng hơi đi ra khỏi đĩa trên cùng của tháp (gđ) và lượng hơi đi vào đĩa dưới cùng của đoạn luyện (g1)

_ Lượng hơi đi vào đoạn luyện được xác định theo hệ phương trình cân bằng vật liệu và cân bằng nhiệt lượng như sau:

o =

o Với: r1- ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp đi vào đĩa thứ nhất

rđ- ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp di ra khỏi đỉnh tháp

g1- lượng hơi đi vào đĩa cuối cùng của đoạn luyện

=0.9478 +(1- 0.94).92 = 78.84

==18.34 kmol/h

= =4.22 kmol/h

==14.11 kmol/h

o Nồng độ phần mol trung bình trong đoạn luyện là:

* Khối lượng riêng trung bình :

_ Đối với pha hơi:

o

o oC

_ Đối với pha lỏng:

o Nội suy theo (ST1:bảng I.2/9) ở oC,ta được:

∗ Tốc độ hơi đi trong tháp chóp :

o h: khoảng cách giữa các đĩa (m): Giá trị h chọn theo đường kính tháp: Chọn h=0,3(m)

o hệ số tính đến sức căng bề mặt:

Khi đyn/cm thìKhi đyn/cm thì

 Nội suy theo (ST2:bảng I.242/300) ở oC :

 do đyn/cm nên

Ta có

 Chọn đường kính tiêu chuẩn :

_ Vận tốc khi đi qua đoạn luyện :

b. Tính đường kính đoạn chưng :

∗ Lượng hơi trung bình đi trong đoạn chưng:

_ Có thể tính gần đúng bằng trung bình cộng của lượng hơi đi ra khỏi đoạn chưng và lượng hơi đi vào đoạn chưng :

o

o Nội suy từ (ST2: bảng ΙX.2a/146),ta có: =

o : ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi vào trong đĩa thứ nhất của đoạn chưng:

 Nội suy từ (ST2: bảng I.212/254) ở ,ta được :

o Nồng độ phần mol trung bình trong đoạn luyện là:

* Khối lượng riêng trung bình :

_ Đối với pha hơi:

o

o oC

_ Đối với pha lỏng:

o

o Nội suy theo (ST1:bảng I.2/9) ở oC,ta được:

∗ Tốc độ hơi đi trong tháp chóp :

o h: khoảng cách giữa các đĩa (m): Giá trị h chọn theo đường kính tháp: Chọn h=0,3 (m)

o hệ số tính đến sức căng bề mặt:

Khi đyn/cm thìKhi đyn/cm thì

 Nội suy theo (ST2:bảng I.242/399) ở oC :

 do đyn/cm nên

Ta có

 Chọn đường kính tiêu chuẩn :

_ Vận tốc khi đi qua đoạn chưng :

2. Chiều cao của thân tháp :

_ Theo (ST2: bảng IX.5/170),dựa vào đường kính,ta có:

o Số đĩa giữa hai mặt bích : 2

o Khoảng cách giữa hai mặt nối bích : 1.2 (m)

_ Chiều cao tháp được xác định bằng phương pháp đường cong động học:

o

o h = 0.3 (m)



3. Tính trở lực của tháp:

_ Trở lực của tháp chóp bao gồm: tổn thất áp suất khi dòng khí đi qua đĩa khô,tổn thất do sức căng bề mặt, tổn thất thất do lớp chất lỏng trên đĩa và bỏ qua

sự biến đổi chiều cao lớp chất lỏng trên đĩa

_ Trở lực của tháp chóp được xác định theo công thức:

:số đĩa thực tế của tháp;

: tổng trở lực của một đĩa, (N/

: trở lực đĩa khô, (N/

:trở lực đĩa do sức căng bề mặt, (N/

: Trở lực của lớp chất lỏng trên đĩa, (N/

a. Trở lực của đĩa khô.

: hệ số trở lực, thường chọn (ở đây ta chọn)

khối lượng riêng của pha hơi,( kg/m3)

: tốc độ khí qua rãnh chóp, (m/s )

: lưu lượng hơi đi trong tháp ( m3/h)

: lượng hơi trung bình đi trong tháp

_ Chọn đường kính ống hơi:

_ Chọn chiều dày chóp:

_ Chiều cao chóp phía trên ống dẫn hơi: ta dùng chóp tròn

_ Đường kính chóp:

_ Chiều cao khe chóp:

_ Khoảng cách giữa các khe:

Chọn_ Chiều rộng khe chóp:

Chọn_ Khoảng cách từ đĩa đến mâm chóp:

Chọn _ Số khe hở của mỗi chóp:

∗ Đoạn luyện:

_ Số chóp phân phối trên đĩa:

Vậy số chóp phân bố trên đĩa là:

o (kg/h)

o

∗ Đoạn chưng:

_ Số chóp phân phối trên đĩa:

Vậy số chóp phân bố trên đĩa là:

o (kg/h)

o

b. Trở lực của đĩa do sức căng bề mặt:

: sức căng bề mặt

o Khi rãnh chóp mở hoàn toàn:

: diện tích tiết diện từ do của khe chóp:

c. Trở lực của chất lỏng trên đĩa:

o Chiều cao khe chóp:

o Khối lượng riêng của bọt, thường ,

Chọn

o : Gia tốc trọng trường:

o Chiều cao lớp bọt trên đĩa: (m)

o F : phần bề mặt có gắn chóp (m2)

o : tổng diện tích các chóp trên đĩa (m2)

o : chiều cao lớp chất lỏng trên ống chảy chuyền (m)

o Chiều cao lớp chất lỏng không lẫn bọt trên đĩa (m)

o : Chiều cao chóp (m)

o Chiều cao ống chảy chuyền lên trên đĩa: (m)

• Chiều cao mức chất lỏng trên khe chóp:

Chọn

• Chiều cao khe chóp

• Chiều cao mức chất lỏng bên trên ống chảy chuyền: (m)

_ Chiều cao mức chất lỏng bên trên ống chảy chuyền: (m)

o đường kính ống chảy chuyền:

_ Lưu lượng lỏng trung bình đi trong tháp:

_ Khối lượng riêng của chất lỏng:

_ Tốc độ chất lỏng trong ống chảy cruyền,