Đồ án: Thiết kế hệ thống chưng luyện liên tục loại tháp đĩa lỗ có ống chảy chuyền để phân tách hỗn hợp

Đồ án Thiết kế hệ thống chưng luyện liên tục loại tháp đĩa lỗ có ống chảy chuyền để phân tách hỗn hợp trình bày các nội dung sau: Giới thiệu chung, tính toán thiết bị chính, tính toán cơ khí, tính toán thiết bị phụ,..Mời các bạn cùng tham khảo!

Khoa : Công ngh  hóaệ

Giáo viên hướng d nẫ : Nguy n Văn M nhễ ạ

N I DUNG:  Ộ Thi t k  h  th ng ch ng luy n liên t c lo i tháp đĩa l  có  ngế ế ệ ố ư ệ ụ ạ ỗ ố  

ch y chuy n đ  phân tách h n h p: ả ề ể ỗ ợ Metylic­ etylic v i các s  li u ban đ uớ ố ệ ầ  

nh  sau:ư

­ Năng su t h n h p đ u = ấ ỗ ợ ầ 5,78 t n/hấ

­ N ng đ  c u t  d  bay h i :ồ ộ ấ ử ễ ơ      + h n h p đ u aỗ ợ ầ F= 32,8% kh i lố ượng

+ h n h p đáy aỗ ợ w= 1,1% kh i lố ượngST

T

Tên b n vả ẽ Kh  gi yổ ấ S  lố ượng

1 V  dây chuy n s n xu tẽ ề ả ấ A0 01

2 V  h  th ng tháp ch ng luy nẽ ệ ố ư ệ A0 01

      M C L C Ụ Ụ

      L I M  Đ U Ờ Ở Ầ

Ngày nay v i s  phát tri n không ng ng ngh  c a khoa h c k  thu t, máyớ ự ể ừ ỉ ủ ọ ỹ ậ  móc công ngh  không ng ng đệ ừ ược nâng cao t o ra các s n ph m th a mãnạ ả ẩ ỏ  các nhu c u kh t khe nh t c a th  trầ ắ ấ ủ ị ường. Nghành công nghi p hóa ch t cũngệ ấ  không n m ngoài xu th  đó, càng ngày s n ph m c a ngành công nghi p nàyằ ế ả ẩ ủ ệ  càng đòi h i s  tinh khi t, ch t lỏ ự ế ấ ượng hoàn h o phù h p v i nhu c u s nả ợ ớ ầ ả  

xu t s  d ng c a con ngấ ử ụ ủ ười

Đ  t o ra loai s n ph m hóa ch t có tính tinh khi t cao, đ m b o tăng n ngể ạ ả ẩ ấ ế ả ả ồ  

đ  ch t tan trong dung d ch, phù h p yêu c u ngộ ấ ị ợ ầ ười ta có r t nhi u cách đấ ề ể 

t o ra chúng, m t trong nh ng cách đó là s  d ng phạ ộ ữ ử ụ ương pháp ch ng luy n ư ệ , 

t o ra tăng n ng đ  s n ph m mong mu n. Ch ng là phạ ồ ộ ả ẩ ố ư ương pháp dùng để tách các h n h p ch t l ng (cũng nh  các h n h p khí đã hóa l ng) thànhỗ ợ ấ ỏ ư ỗ ợ ỏ  

nh ng c u t  riêng bi t, d a trên đ  bay h i khác nhau c a các c u t  trongữ ấ ử ệ ự ộ ơ ủ ấ ử  

h n h p. Chúng ta có th  th c hi n nhi u phỗ ợ ể ự ệ ề ương pháp ch ng khác nhau như ư 

ch ng gián đo n, ch ng liên t c, ch ng đ n gi n, và ch ng đ c bi t (ch ngư ạ ư ụ ư ơ ả ư ặ ệ ư  luy n h n h p đ ng phí, ch ng phân t , ch ng b ng h i nệ ỗ ợ ẳ ư ử ư ằ ơ ước tr c ti p,ự ế  

ch ng trích ly).ư

Ngày nay, ch ng luy n đư ệ ượ ức  ng d ng r ng rãi đ  tách các h n h p:ụ ộ ể ỗ ợ

+ D u m , các tài nguyên đầ ỏ ược khai thác   d ng l ng.ở ạ ỏ

+ Không khí hóa l ng.ỏ

+ Quá trình t ng h p h u c  thổ ợ ữ ơ ường cho s n ph m   d ng h n h p ch tả ẩ ở ạ ỗ ợ ấ  

l ng. Ví d : s n xu t metanol, etylen…ỏ ụ ả ấ

+ Công ngh  sinh h c thệ ọ ường cho s n ph m là h n h p ch t l ng nh  etylic­ả ẩ ỗ ợ ấ ỏ ư

nướ ừc t  quá trình lên men

Khi ch ng, h n h p đ u ch a bao nhiêu c u t  thì ta thu đư ỗ ợ ầ ứ ấ ử ược b y nhiêu c uấ ấ  

t  s n ph m. Đ  có th  thu đử ả ẩ ể ể ược s n ph m đ nh tinh khi t ta ti n hànhả ẩ ỉ ế ế  

ch ng nhi u l n hay còn g i là ch ng luy n.ư ề ầ ọ ư ệ

Là  m t k  s  hóa ch t trong tộ ỹ ư ấ ương lai, chúng em đã được trang b  r t nhi uị ấ ề  

nh ng ki n th c c  b n v  các quá trình thi t b  c a công ngh  s n xu tữ ế ứ ơ ả ề ế ị ủ ệ ả ấ  

nh ng s n ph m hóa h c, đ  c ng c  nh ng ki n th c đã h c, cũng nh  đữ ả ẩ ọ ể ủ ố ữ ế ứ ọ ư ể phát huy trình đ  đ c l p sáng t o gi i quy t m t v n đ  c  th  c a sinhộ ộ ậ ạ ả ế ộ ấ ề ụ ể ủ  viên trong th c t  s n xu t, chinh vì v y khi đự ế ả ấ ậ ược nh n b n đ  án quá trìnhậ ả ồ  thi t b  này là m t c  h i t t đ  cho chúng em đế ị ộ ơ ộ ố ể ược tìm hi u v  các quá trìnhể ề  công ngh , đệ ược v n d ng nh ng ki n th c đã  đậ ụ ữ ế ứ ược h c  và m  r ng v nọ ở ộ ố  

ki n th c c a mình, t  đó cho chúng em cái nhìn c  th  h n v  ngành nghế ứ ủ ừ ụ ể ơ ề ề mình đã l a ch n.ự ọ

B n đ  án này không ch  làm sáng t  thêm lý thuy t, n m v ng phả ồ ỉ ỏ ế ắ ữ ương pháp tính toán và nguyên lý v n hành thi t b , mà đây chính là m t c  h i t t đậ ế ị ộ ơ ộ ố ể sinh viên t p dậ ượt gi i  quy t nh ng v n đ  c  th  trong th c t  s n xu t.ả ế ữ ấ ề ụ ể ự ế ả ấ

Đ  hoàn thành để ược b n đ  án này em xin g i l i cám  n chân thành nh tả ồ ử ờ ơ ấ  

đ n các th y cô khoa Công Ngh  Hóa, đ c bi t là th y giáo ế ầ ệ ặ ệ ầ Nguy n Văn ễ  

M nh ạ  đã t n tình hậ ướng d n, ch  b o, t o đi u ki n thu n l i cho chúng emẫ ỉ ả ạ ề ệ ậ ợ  làm đ  án.ồ

Do  th i gian và ki n th c b n thân em còn h n ch  nên b n đ  án khôngờ ế ứ ả ạ ế ả ồ  tránh kh i nh ng thi u sót em r t mong nh n đỏ ữ ế ấ ậ ượ ực s  góp ý, nh ng l i nh nữ ờ ậ  xét và s a ch a c a th y cô đ  b n đ  án c a em đử ữ ủ ầ ể ả ồ ủ ược hoàn ch nh h n.ỉ ơ

M t l n n a em xin chân thành cám  n ộ ầ ữ ơ

      PH N I: GI I THI U CHUNG Ầ Ớ Ệ

1.  LÝ THUY T V  CH NG LUY N:Ế Ề Ư Ệ

1.1.  Phương pháp ch ng luy n:ư ệ

Ch ng luy n là m t phư ệ ộ ương pháp nh m đ  phân tách m t h n h p khí đã hóaằ ể ộ ỗ ợ  

l ng d a trên đ  bay h i tỏ ự ộ ơ ương đ i khác nhau gi a các c u t  thành ph n ố ữ ấ ử ầ ở cùng m t áp su t.ộ ấ

Phương pháp ch ng luy n này là m t quá trình trong đó h n h p đư ệ ộ ỗ ợ ược  b cố  

h i và ng ng t  nhi u l n. K t qu  cu i cùng   đ nh tháp ta thu đơ ư ụ ề ầ ế ả ố ở ỉ ược m tộ  

h n h p g m h u h t các c u t  d  bay h i và n ng đ  đ t yêu c u. Phỗ ợ ồ ầ ế ấ ử ễ ơ ồ ộ ạ ầ ươ  ngpháp ch ng luy n cho hi u su t phân tách cao, vì v y nó đư ệ ệ ấ ậ ượ ử ục s  d ng nhi uề  trong th c t ự ế

D a trên các phự ương pháp ch ng luy n liên t c, ngư ệ ụ ười ta đ a ra nhi u thi tư ề ế  

b  phân tách đa d ng nh  tháp chóp, tháp đĩa l  không có  ng ch y truy n,ị ạ ư ỗ ố ả ề  tháp đĩa l  có  ng ch y truy n, tháp đ m… Cùng v i các thi t b  ta có cácỗ ố ả ề ệ ớ ế ị  

đ  sôi c a các c u t ộ ủ ấ ử

b.Nguyên lý làm vi c: có th  làm vi c theo nguyên lý liên t c ho c gián đo n:ệ ể ệ ụ ặ ạ

 Nhi t đ  sôi c a các c u t  khác xa nhau.ệ ộ ủ ấ ử

 Không c n đòi h i s n ph m có đ  tinh khi t caoầ ỏ ả ẩ ộ ế

Tách h n h p l ng ra kh i t p ch t không bay h i.ỗ ợ ỏ ỏ ạ ấ ơ

Tách s  b  h n h p nhi u c u t ơ ộ ỗ ợ ề ấ ử

­ Ch ng liên t c: là quá trình đư ụ ược th c hi n liên t c ngh ch dòng và nhi uự ệ ụ ị ề  

đo n.ạ

1.2. Thi t b  ch ng luy nế ị ư ệ :

Trong s n xu t thả ấ ường s  d ng r t nhi u lo i tháp khác nhau nh ng chúngử ụ ấ ề ạ ư  

đ u có m t yêu c u c  b n là di n tích ti p xúc b  m t pha l n.ề ộ ầ ơ ả ệ ế ề ặ ớ

Tháp ch ng luy n phong phú v  kích c  và  ng d ng. Các tháp l n thư ệ ề ỡ ứ ự ớ ườ  ng

đượ ử ục s  d ng trong công ngh  l c hóa d u. Đệ ọ ầ ường kính tháp ph  thu c vàoụ ộ  

lượng pha l ng và lỏ ượng pha khí, đ  tinh khi t c a s n ph m. M i lo i thápộ ế ủ ả ẩ ỗ ạ  

ch ng l i có c u t o riêng, có  u đi m và như ạ ấ ạ ư ể ược đi m khác nhau, v y taể ậ  

ph i ch n lo i tháp nào cho phù h p v i h n h p c u t  c n ch ng và tínhả ọ ạ ợ ớ ỗ ợ ấ ử ầ ư  toàn kích c  c a th t b  cho phù h p v i yêu c u.ỡ ủ ế ị ợ ớ ầ

Trong đ  án này em đồ ược giao thi t k  tháp ch ng luy n liên t c lo i thápế ế ư ệ ụ ạ  đĩa l  có  ng ch y truy n đ  phân tách h n h p hai c u t  là metylic – etylic,ỗ ố ả ề ể ỗ ợ ấ ử  

ch  đ  làm vi c   áp su t thế ộ ệ ở ấ ường v i h n h p đ u vào   nhi t đ  sôi.ớ ỗ ợ ầ ở ệ ộ

2. GI I THI U V  H N H P ĐỚ Ệ Ề Ỗ Ợ ƯỢC CH NG LUY NƯ Ệ :

Metylic là ch t l ng linh đ ng và không màu, hòa tan trong nấ ỏ ộ ước theo b t cấ ứ 

t  l  nào. Nhi t đ  sôi 67.40C , Metylic là ch t đ c đói v i c  th , n u u ngỷ ệ ệ ộ ấ ộ ớ ơ ể ế ố  

t  8 đ n 10g thì có th  b  ng  đ c, mát b  r i lo n và có th  mù lòa.ừ ế ể ị ộ ộ ị ố ạ ể

       Etylic cũng là ch t l ng linh đ ng không màu và có th  hòa tan vô h nấ ỏ ộ ể ạ  trong nước. Nhi t đ  sôi c a nó là 78.40C, Etylic đệ ộ ủ ượ ức  ng d ng r t nhi uụ ấ ề  trong công nghi p, đ i s ng hàng ngày. Metylic – Etylic là s n ph m c a quáệ ờ ố ả ẩ ủ  trình lên men ho c quá trình t ng h p khác, 2 ch t này   tr ng thái bìnhặ ổ ợ ấ ở ạ  

thường là ch t l ng không liên k t, có đ  bay h i khác nhau.   đây metylicấ ỏ ế ộ ơ ở  bay h i trơ ước do nhi t đ  sôi c a nó th p h n c a etylic. H n h p ăn mònệ ộ ủ ấ ơ ủ ỗ ợ  

y u nên trong quá trình l a ch n thi t b  đ  ch ng luy n thì ta nên s  d ngế ự ọ ế ị ể ư ệ ử ụ  

lo i thép các bon thạ ường đ  tránh lãng phí.ể

2.3. V  và thuy t minh dây chuy n s n xu t:ẽ ế ề ả ấ

2.3.1.Dây chuy n s n xu t:ề ả ấ

Hình 1.1. S  đ  dây chuy n công nghê ch ng luy n liên t cơ ồ ề ư ệ ụ

4. Thi t b  gia nhi t h n h p đ uế ị ệ ỗ ợ ầ 10. Thùng ch a s n ph m đáyứ ả ẩ

5. Tháp ch ng luy nư ệ 11. Thi t b  tháo nế ị ước ng ngư

6. Thi t b  ng ng t  h i l uế ị ư ụ ồ ư

THUY T MINH:Ế

Dung d ch đ u   thùng (1) đị ầ ở ược b m (2) b m liên t c lên thùng cao v  (3),ơ ơ ụ ị  

m c ch t l ng cao nh t   thùng cao v  đứ ấ ỏ ấ ở ị ược kh ng ch  nh   ng ch y tràn,ố ế ờ ố ả  

t  thùng cao v  dung d ch đừ ị ị ược đ a vào thi t b  đun nóng (4) qua l u lư ế ị ư ượ  ng

k  (11),   đây dung d ch đế ở ị ược đun nóng đ n nhi t đ  sôi b ng h i nế ệ ộ ằ ơ ước bão hoà, t  thiét bi gia nhi t (4) dung d ch đừ ệ ị ược đ a vào tháp ch ng luy n (5) như ư ệ ờ đĩa ti p li u, trong tháp h i đi t  dế ệ ơ ừ ưới lên g p ch t n ng đi t  trên xu ng,ặ ấ ỏ ừ ố  nhi t đ  và n ng đ  các c u t  thay đ i theo chi u cao c a tháp. Vì v y h iệ ộ ồ ộ ấ ử ổ ề ủ ậ ơ  

t  đĩa phía dừ ưới lên đĩa phía trên, các c u t  có nhi t đ  sôi cao s  đấ ử ệ ộ ẽ ượ  c

ng ng t  l i và cu i cùng trên đ nh ta thu đư ụ ạ ố ỉ ược h n h p g m h u h t các c uỗ ợ ồ ầ ế ấ  

t  d  bay h i. H i đó đi vào thi t b  ng ng t  h i l u (6),   đây nó đử ễ ơ ơ ế ị ư ụ ồ ư ở ượ  c

g m h u h t là c u t  khó bay h i. Ch t l ng đi ra kh i tháp đồ ầ ế ấ ử ơ ấ ỏ ỏ ược làm l nhạ  

r i đi vào thùng ch a s n ph m đáy (10). Nh  v y v i thi t b  làm vi c liênồ ứ ả ẩ ư ậ ớ ế ị ệ  

t c thì h n h p đ u đụ ỗ ợ ầ ược đ a vào liên t c và s n ph m cũng đư ụ ả ẩ ược tháo ra liên t cụ

       PH N II: TÍNH TOÁN THI T B  CHÍNH Ầ Ế Ị

2.1.Tính toán cân b ng v t li u toàn thi t b :ằ ậ ệ ế ị

• Kí hi u các đ i lệ ạ ượng nh  sau:ư

F : lượng nguyên li u đ u (kmol/h)ệ ầ

P : lượng s n ph m đ nh (kmol/h)ả ẩ ỉ

W: lượng s n ph m đáy (kmol/h)ả ẩ

xF: n ng đ  ph n mol c a c u t  d  bay h i trong h n h p đ uồ ộ ầ ủ ấ ử ễ ơ ỗ ợ ầ

xP: n ng đ  ph n mol c a c u t  d  bay h i trong s n ph m đ nhồ ộ ầ ủ ấ ử ễ ơ ả ẩ ỉ

xW: n ng đ  ph n mol c a c u t  d  bay h i trong s n ph m đáy.ồ ộ ầ ủ ấ ử ễ ơ ả ẩ

F: Năng su t thi t b  tính theo h n h p đ u = 5870 kg/hấ ế ị ỗ ợ ầ

Thi t b  làm vi c   áp su t thế ị ệ ở ấ ường (P = 1 at)

Tháp ch ng lo i: tháp đĩa l  có  ng ch y truy n.ư ạ ỗ ố ả ề

Đi u ki n:ề ệ

aF : N ng đ  Metylic trong h n h p đ u = 32,8%  (ph n kh i lồ ộ ỗ ợ ầ ầ ố ượng)

ap: N ng đ  Metylic trong s n ph m đ nh = 79,1% (ph n kh i lồ ộ ả ẩ ỉ ầ ố ưọng)

aw: N ng đ  Metylic trong s n ph m đáy = 1,1%  (ph n kh i lồ ộ ả ẩ ầ ố ượng)

MA: Kh i lố ượng phân t  c a Metylic  = 32 (kg/kmol) ử ủ

MB: Kh i lố ượng phân t  c a Etylic = 46 (kg/kmol)ử ủ

­ Theo phương trình cân b ng v t li u cho toàn tháp:ằ ậ ệ

F= P + W (1)

­ Phương trình cân b ng v t li u cho c u t  d  bay h i:ằ ậ ệ ấ ử ễ ơ

F.aF = P. aP + W.a(2)

T  (1) và (2) ta suy ra đừ ượ ược l ng s n ph m đ nh là:ả ẩ ỉ

 Lượng h n h p đ u, s n ph m đ nh, s n ph m đáy tính theo ph n molỗ ợ ầ ả ẩ ỉ ả ẩ ầ  là:

2.1.1. Tính ch  s  h i l u t i thi uỉ ố ồ ư ố ể :

T  s  li u b ng IX.2a (S  tay QT&TBCNHC­2 trang 1ừ ố ệ ả ổ 50) ta có thành ph nầ  cân b ng l ng h i c a ằ ỏ ơ ủ metylic – etylic  được cho theo b ng sau ả :

X 0 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Y 0 7,4 14,3 27,1 39,6 51,5 62,6 72,3 79,8 86,6 83,2 100

T 78,3 77,2 76,5 75 73,6 72,2 70,8 69,4 68,2 66,9 65,9 64,4

­ Tính yF* có xF= 0,412 ( ph n mol)ầ

V i giá tr  xớ ị F = 0,412 ta dóng lên đường cân b ng   yằ → F* = 0,53

­ Ch  s  h i l u t i thi u c a tháp ch ng luy n Rỉ ố ồ ư ố ể ủ ư ệ min :

       Rmin =  =  = 2,67

­ Tính ch  s  h i l u thích h pỉ ố ồ ư ợ

 V n đ  ch n ch  s  h i l u thích h p r t quan tr ng, vì khi ch  s  h i l u béấ ề ọ ỉ ố ồ ư ợ ấ ọ ỉ ố ồ ư  thì s  b c c a tháp l n h n nh ng tiêu t n lố ậ ủ ớ ơ ư ố ượng h i đ t ít, ngơ ố ượ ạc l i khi chỉ 

s  h i l u l n thì s  b c tháp ít h n nh ng tiêu t n h i đ t l nố ồ ư ớ ố ậ ơ ư ố ơ ố ớ

 Rth : ch  s  h i l u thích h p đỉ ố ồ ư ợ ược tính theo tính ch t th  tích tháp nh  nh tấ ể ỏ ấ

 Nlt : s  b c thay đ i n ng đ  ( s  đĩa lý thuy t )ố ậ ổ ồ ộ ố ế

β → Rx =3,204   B= 0,2

 S  đĩa lý thuy t N = 34

β → Rx =4,005    B= 0,169

XW       XF       XP

 S  đĩa lý thuy t N = 26

 = 1,6

β → Rx =4,272    B= 0,1603

β → Rx =4,539   B= 0,153

XW        XF      XP

 S  đĩa lý thuy t N = 23

 = 1,8   Rx =4,806    B= 0,14554

 S  đĩa lý thuy t N = 2

2.1.5.Phương trình đường n ng đ  làm vi c:ồ ộ ệ

Phương trình đường n ng đ  làm vi c đo n luy n:ồ ộ ệ ạ ệ

Thay s  ta đố ược: 

Vì lượng h i và lơ ượng l ng thayỏ  

đ i theo chi u cao tháp và khácổ ề  

nhau   trong   m i   đo n   cho   nênỗ ạ  

ph i   tính   lả ượng   h i   trung   bìnhơ  

cho t ng đo nừ ạ

H nh 2.18ỉ Đ  xác đ nh lể ị ượng h i trung bình đi trong tháp ch ng luy nơ ư ệ

1. Xác đ nh lị ượng h i trung bình đi trong đo n luy n:ơ ạ ệ

Lượng h i trung bình đi trong đo n luy n có th  tính g n đúng b ng trungơ ạ ệ ể ầ ằ  bình c ng c a lộ ủ ượng h i đi ra kh i đĩa trên cùng c a tháp và lơ ỏ ủ ượng h i đi vàoơ  đĩa dưới cùng c a đo n luy n:ủ ạ ệ

Trong đó:

gtbL: lượng h i (khí) trung bình đi trong đo n luy n (kg/h hay kmol/h)ơ ạ ệ

gđ: lượng h i đi ra kh i đĩa trên cùng c a tháp  (kg/h hay kmol/h)ơ ỏ ủ

g1: lượng h i đi vào đĩa dơ ưới cùng c a đo n luy n (kg/h hay kmol/h)ủ ạ ệ

Lượng h i ra kh i tháp gơ ỏ đ:

gđ = GR + GP =GP(R+ 1)

Trong đó:

GP: lượng s n ph m đ nh (P): Gả ẩ ỉ P = 2385 (kg /h)

GR: lượng h i l u:ồ ư

Suy ra: 

gđ = GP(R+ 1) =2385.(4,272 + 1) = 12573,72(kg/h)

Lượng h i đi vào đo n luy n:lơ ạ ệ ượng h i gơ 1, hàm lượng h i yơ 1, và lượng l ngỏ  

G1 đ i v i đĩa th  nh t c a đo n luy n đố ớ ứ ấ ủ ạ ệ ược xác đ nh theo h  phị ệ ương trình 

c a cân b ng v t li u và cân b ng nhi t lủ ằ ậ ệ ằ ệ ượng sau:

(*)

 Trong các phương trình trên coi x1 = a(ph n kh i lầ ố ượng)

r1:  m nhi t hóa h i đi vào đĩa luy n th  nh t (kcal/mol)ẩ ệ ơ ệ ứ ấ

rđ:  m nhi t hóa h i c a h n h p đi ra kh i đ nh tháp (kcal/mol)ẩ ệ ơ ủ ỗ ợ ỏ ỉ

r1 = rA.y1 + (1­ y1). rB

rđ = rA.yđ + (1­ yđ). rB

yđ = yP (ph n kh i lầ ố ượng)

rA:  m nhi t hóa h i c a nẩ ệ ơ ủ ước

rB:  m nhi t hóa h i c a etylicẩ ệ ơ ủ

Xác đ nh  n nhi t hóa h i c a h n h p đi ra kh i đ nh tháp:ị ẩ ệ ơ ủ ỗ ợ ỏ ỉ

T  s  li u b ng IX.2a (S  tay QT&TBCNHC­2 trang 150) ta xác đ nh đừ ố ệ ả ổ ị ược:nhi t đ  sôi c a h n h p đ u tệ ộ ủ ỗ ợ ầ F =72,63C  ng v i xứ ớ 1= xF = 0,412

nhi t đ  sôi c a h n h p đ nh tệ ộ ủ ỗ ợ ỉ P =66,45C  ng v i yứ ớ P= xP =0,845

nhi t đ  sôi c a s n ph m đáy tệ ộ ủ ả ẩ W =77,95C  ng v i  xứ ớ W =0,0157 

Xác đ nh  m nhi t hóa h i c a h n h p đi ra kh i đ nh tháp:ị ẩ ệ ơ ủ ỗ ợ ỏ ỉ

Áp d ng công th c n i suy:ụ ứ ộ

r = r +  (t ­t)

Xác đ nh  m nhi t hóa h i c a h n h p đi vào đĩa luy n th  nh t:ị ẩ ệ ơ ủ ỗ ợ ệ ứ ấ

N i suy theo b ng I.212 đ i v i  ộ ả ố ớ etylic  b ng I.213 đ i v i  ả ố ớ metylic   (S  tayổ  QT&TBCNHC­T1)  v i tớ F = 72,630C ta có:

rCH3OH = 257,74(kcal/kg)=1079,16 KJ/kg

rC2H5OH =204,948 (kcal/kg)=858,117  kJ/kg

thay s  vào công th c tính rố ứ 1 ta có :

r1=1079,16. y1+ 858,117.(1­ y1)= 858,117+221,043.y1(kJ/kg)

N i suy theo b ng I.212 đ i v i  ộ ả ố ớ etylic  b ng I.213 đ i v i metylic   (S  tayả ố ớ ổ  QT&TBCNHC­T1)  v i tớ p = 66,450C ta có:

RCH3OH  =261,29 (kcal/kg)=1094,02   kJ/kg

rC2H5OH = 207,42(kcal/kg)=868,47 kJ/kg

r = r.y +(1 ­ y)r =1094,02.0,845+(1­0,845).868,47=1059,06kJ/kg

Thay vào phương trình (I) 

Lượng h i trung bình đi trong đo n luy n:ơ ạ ệ

g =  =  

L ượ ng l ng trung bình đi trong đo n luy n: ỏ ạ ệ

G =  =   (kg/h)

a. Tính kh i lố ượng riêng trung bình c a đo n luy n:ủ ạ ệ

Kh i lố ượng riêng trung bình c a đo n luy n đ i v i pha h i: ủ ạ ệ ố ớ ơ

T: nhi t đ  làm vi c trung bình c a tháp (ệ ộ ệ ủ 0K)

ytbA :n ng đ  ph n mol c a c u t  A tính theo giá tr  trung bìnhồ ộ ầ ủ ấ ử ị

Đ i yổ 1 sang n ng đ  ph n mol:ồ ộ ầ

y =  =   =  =0,7 (ph n mol)ầ

V i yớ đA, ycA: n ng đ  t i 2 đ u đo n luy n (ph n mol)ồ ộ ạ ầ ạ ệ ầ

nhi t đ  trung bình c a đo n luy n làệ ộ ủ ạ ệ  : 

Suy ra kh i lố ượng riêng trung bình c a pha h i đ i v i đo n luy n làủ ơ ố ớ ạ ệ

 =   .273 =

Kh i lố ượng riêng trung bình c a đo n luy n đ i v i pha l ng:ủ ạ ệ ố ớ ỏ

Trong đó:

ρxtb: kh i lố ượng riêng trung bình trong pha l ng (kg/mỏ 3)

ρxtbA, ρxtbB: kh i lố ượng riêng trung bình trong pha l ng đ i v i c u t  A,B l yỏ ố ớ ấ ử ấ  theo nhi t đ  trung bình (kg/mệ ộ 3)

atbA: ph n kh i lầ ố ượng trung bình c a c u t  A trong pha l ngủ ấ ử ỏ

a =  =   = 0,5595 (ph n kh i lầ ố ượng)

nhi t đ  trung bình c a đo n luy n làệ ộ ủ ạ ệ  : 

T  b ng I.2 tr9­ STQTTB I, b ng phừ ả ằ ương pháp n i suy   tộ ở xtbL= ta được:

 ρxtbLCH3OH=744,93(kg/m3)

ρxtbLC2H5OH=746,46(kg/m3)

V y kh i lậ ố ượng riêng trung bình c a đo n luy n đ i v i pha l ng:ủ ạ ệ ố ớ ỏ

b. t c đ  h i trung bình trong đo n luy nố ộ ơ ạ ệ

Lượng h i đi vào đo n ch ng , lơ ạ ư ượng l ng Gỏ 1, và hàm lượng l ng  đỏ ược xác 

đ nh theo h  phị ệ ương trình cân b ng v t li u và cân b ng nhi t lằ ậ ệ ằ ệ ượng sau:

(**)

Trong đó:

;   tìm   theo   đường   cân   b ng   ng   v i   xằ ứ ớ W  =0,0157(ph n   mol)   ta   đầ ược   y   = 0,023(ph n mol)ầ

 Đ i yổ W t  ph n mol sang ph n kh i lừ ầ ầ ố ượng:

y =   =0,016(ph n kh i lầ ố ượng)

:  n nhi t hóa h i c a h n h p đi vào đĩa th  nh t c a đo n ch ngẩ ệ ơ ủ ỗ ợ ứ ấ ủ ạ ư

:  n nhi t hóa h i c a h n h p đi vào đĩa trên cùng c a đo n ch ngẩ ệ ơ ủ ỗ ợ ủ ạ ư

Xác đ nh  m nhi t hóa h i c a h n h p đi vào đĩa th  nh t c a đo n ch ngị ẩ ệ ơ ủ ỗ ợ ứ ấ ủ ạ ư

N i suy theo b ng I.212 đ i v i  ộ ả ố ớ metylic  b ng I.21ả 2  đ i v i etylic   (S  tayố ớ ổ  QT&TBCNHC­T1­tr 254)  v i tớ w = 77,950C ta có:

a. Tính kh i lố ượng riêng trung bình c a đo n ch ngủ ạ ư

Kh i lố ượng riêng trung bình c a đo n ch ng đ i v i pha h i:ủ ạ ư ố ớ ơ

T: nhi t đ  làm vi c trung bình c a tháp (ệ ộ ệ ủ 0K)

ytbA :n ng đ  ph n mol c a c u t  A tính theo giá tr  trung bìnhồ ộ ầ ủ ấ ử ị

y1= kmol/kmol

yw= kmol/kmol

y     =   =  =  =0,2915(ph n mol) ầ

V i yớ đA, ycA: n ng đ  t i 2 đ u đo n ch ng (ph n mol)ồ ộ ạ ầ ạ ư ầ

V y  yậ tbCH3OH = 0,2915 ph n mol. nhi t đ  trung bình c a đo n ch ng là:ầ ệ ộ ủ ạ ư

Suy ra kh i lố ượng riêng trung bình c a pha h i đ i v i đo n ch ng là:ủ ơ ố ớ ạ ư

  =   .

ρ 273 = 1,467(kg/m)

Kh i lố ượng riêng trung bình c a đo n ch ng đ i v i pha l ng:ủ ạ ư ố ớ ỏ

Trong đó:

ρxtb: kh i lố ượng riêng trung bình trong pha l ng (kg/mỏ 3)

ρxtbA, ρxtbB: kh i lố ượng riêng trung bình trong pha l ng đ i v i c u t  etanol vàỏ ố ớ ấ ử  

nướ ấc l y theo nhi t đ  trung bình (kg/mệ ộ 3)

atbA: ph n kh i lầ ố ượng trung bình c a c u t  A trong pha l ngủ ấ ử ỏ

a =  =  =0,1695(ph n kh i lầ ố ượng)

N i suy t  b ng I.2­ tr9 ­ STQTTB I (v i t’ộ ừ ả ớ xtb=) ta đượ  c

Kh i lố ượng riêng trung bình c a pha l ng   đo n ch ng là:ủ ỏ ở ạ ư

a. Đường kính đo n luy n:ạ ệ

 Lượng h i trung bình: gơ ytbL =15115,81(kg/h)

Kh i lố ượng riêng trung bình c a pha h i:   =(kg/mủ ơ ρ 3)

V y đậ ường kính đo n luy n là:ạ ệ

Lượng h i trung bình: gơ ytbC = /h)

 Kh i lố ượng riêng trung bình c a pha h i:   = ủ ơ ρ 1,467 (kg/m)  

V y đậ ường kính đo n ch ng là:ạ ư

­ A,B : là h  s  liên h p k  đ n  nh hệ ố ợ ế ế ả ưởng c a metylic và etylicủ

­ Ta có A=B=1do 2 c u t  không lien k t v i nhauấ ử ế ớ

H  s  nhi t đ :ệ ố ệ ộ

b =  [VII.15­TR134­ST II]

  : Kh i lρ ố ượng riêng c a dung môi   20C (kg/m )ủ ở

t  b ng I.2 ­ S  tay QT&TBCHHC ­ T 1 ta có:=ừ ả ổ 789(kg/m)      (I­9)

=>H  s  khu ch tán trong pha l ng đo n luy n: t = t = ệ ố ế ỏ ạ ệ 69,54C

 p: áp su t tuy t đ i c a h n h p: p = p = 1 (atm)ấ ệ ố ủ ỗ ợ

T: Nhi t đ  tuy t đ i c a h n h p : T = 273 + t (K)     ệ ộ ệ ố ủ ỗ ợ

H  s  khu ch tán trong pha h i đo n luy n: t = t = ệ ố ế ơ ạ ệ 69,54C

 D : H  s  khu ch tán trong pha h i (m/s)ệ ố ế ơ

a.  Chu n s  Reynolt đ i v i pha h iẩ ố ố ớ ơ

Re = 

Trong đó:

   : T c đ  h i tính cho m t c t t  do c a tháp (m/s)ω ố ộ ơ ặ ắ ự ủ

h : Kích thước dài, ch p nh n h = 1 mấ ậ

   : Kh i lρ ố ượng riêng trung bình c a h i (kg/m)ủ ơ

 μ : Đ  nh t trung bình c a h i (Ns/m)ộ ớ ủ ơ

Đ  nh t c a h n h p h i:ộ ớ ủ ỗ ợ ơ

μ = M.    [I.18­ TR85­ST I]

Trong đó:

y : N ng đ  ồ ộ metylic trong pha h iơ

Đo n luy n có y = y = ạ ệ 0,76 ; Đo n ch ng: y = y =0,ạ ư 2915

M : Tr ng lọ ượng phân t  c a h n h p khí:ử ủ ỗ ợ