1.Trình bày hoạt động của dây truyền sản xuất ? 2. Vai trò thùng cao vị ? Có thể thay thùng cao vị bằng bơm đc ko ? 3. Vai trò của thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu ? Có cần thiết pải dùng ko? 4. Một số lỗi sai trên dây truyền sản xuất :Khi tháo sản phẩm khỏi đấy tháp, lấy hỗn hợp đỉnh khỏi thiết bbị ngưng tụ, chiều đi của các lưu thể trong thiết bị gia nhiệt 5. Nguyên tắc chưng luyện ? Tại sao lại tách riêng các cấu tử khỏi hỗn hợp bằng chưng luyện ? tại sao gọi là đoạn chưng , đoạn luyện? 6. So sánh phương pháp chưng luyện với các phương pháp khác. Ưu nhược điểm của các phương pháp? 7. Thành lập phương trình đường làm việc chưng luyện? Vị trí của các đường làm việc thay đổi trong phạm vi nào? Giải thích? 8. Ảnh hưởng của trạng thái hỗn hợp đầu tới vị trí đĩa tiếp liệu ntn? 9. Vai trò các ống? Kích thước nào là có thể thay đổi, kích thước nào ko? 10. Tại sao lại chọn chưng luyện? Chuyện loại tháp thiết kế có đặc điểm gì-So với khi sử dụng. 11. Xác định Rmin và Rth như thế nào? Ý nghĩa của việc xác định đó ? 12. Nlt và Ntt phụ thuộc gì? Công thức Ntt = Nlt/η phụ thuộc gì? Tại sao kém chính xác? 13. Chế độ làm việc của tháp ? 14. Đường cong động học là gì? Phản ánh đến đại lượng nào? 15. Bậc động học và bậc lý thuyết. Phân biệt? 16. ý nghĩa của các chuẩn số Re, Nu, Pr.Sự phụ thuộc của các chuẩn số vào các đại lượng vật lý? 17. Các loại trở lực trong tháp? 18. Quá trình chuyển khối là gì. Chuyển khối và khuyếch tán giống nhau hay khác nhau ở những điểm nào? 19. Các loại trở lực trong đường ống.Sự phụ thuộc của các loại trở lực vào Re? 20. Năng suất bơm. Phụ thuộc vào những đại lượng nào. Tại sao chọn bơm ly tâm, bơm pittong. Ưu nhược điểm, hoạt động của bơm? 21. Trình tự tháo lắp đĩa? 22. Thiết bị gia nhiệt đáy tháp.vao trò tách hỗn hợp cấu tử có hay ko.Có sử dụng bơm để hồi lưu sản phẩm đáy tháp ko? 23. Trong các phương trình cân bằng vật liệu tại sao đưa ra aw, ap, af? 24. Cách tìm Rmin, R max, Ntt, Nlt, Rth? 25. Tại sao càng lên cao càng nhiều cấu tử dễ bay hơi và ngược lại? 26. Số bậc thay đổi nồng độ. Nlt/Ntt phụ thuộc gì? 27. Tại sao trong thiết bị gia nhiệt thừong cho lưu thể đi ngược chiều? 28. Tại sao pải xác định Rmin. Tại sao có N.(R + 1)? 29. Tại sao tính toán lại đưa ra nồng độ phần mol? 30. Quá trình truyền nhiệt qua tường 1 lớp và tường nhiều lớp. Hiện tượng cấp nhiệt nhờ chất lỏng? 31. Cách xác định chiều cao thùng cao vị. Tại sao pải thiết kế ống chảy tràn? 32. Thiết bị tháo nước ngưng. Chức năng và hoạt động của nó? 33. Tại sao chọn thiết bị trao đổi nhiệt loại ống chùm? 34. Chiều cao của bơm phụ thuộc gì? 35. Có thể bỏ qua thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu hoặc thiết bị gia nhiệt đáy đc ko. Tại sao? 36. Chưng luyện là gì. Bản chất của quá trình chưng luyện.Điều kiện để tiến hành chưng luyện? 37. Độ bay hơi tương đối là gì? 38. Chưng luyện liên tục và chưng luyện gián đoạn khác nhau cái gì? 39. Tại sao chọn tháp đĩa. Đặc trưng của nó. Tại sao ko dùng loại khác?( xét ưu nhược điểm để chọn ) 40. Thế nào là hệ 2 cấu tử tan lẫn. Giải thích các đường trên đồ thị đường cân bằng? 1. Trình bày hoạt động của dây truyền sản xuất ? Hỗn hợp đầu từ thùng chứa 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 đầu (được điều chỉnh nhờ van và lưu lượng kế) qua thiết bị đun nóng dung dịch 4. Tại đây, dung dịch được gia nhiệt bằng hơi nước bão hoà đến nhiệt độ sôi. Sau đó, dung dịch được đưa vào tháp chưng luyện qua đĩa tiếp liệu. Tháp chưng luyện gồm hai phần : phần từ đĩa tiếp liệu trở lên trên là đoạn luyện, còn từ đĩa tiếp liệu trở xuống là đoạn chưng. Như vậy, ở trong tháp, pha lỏng đi từ trên xuống tiếp xúc với pha hơi đi từ dưới lên. Hơi bốc từ đĩa dưới lên qua các lỗ đĩa trên và tiếp xúc với pha lỏng của đĩa trên, ngưng tụ một phần, vì thế nồng độ cấu tử dễ bay hơi trong pha lỏng tăng dần theo chiều cao tháp. Vì nồng độ cấu tử dễ bay hơi trong lỏng tăng nên nồng độ của nó trong hơi do lỏng bốc lên cũng tăng. Cấu tử dễ bay hơi có nhiệt độ sôi thấp hơn cấu tử khó bay hơi nên khi nồng độ của nó tăng thì nhiệt độ sôi của dung dịch giảm. Tóm lại, theo chiều cao tháp nồng độ cấu tử dễ bay hơi (cả pha lỏng và pha hơi) tăng dần, nồng độ cấu tử khó bay hơi (cả pha lỏng và pha hơi) giảm dần, và nhiệt độ giảm dần. Cuối cùng, ở đỉnh tháp ta sẽ thu được hỗn hợp hơi có thành phần hầu hết là cấu tử dễ bay hơi còn ở đáy tháp ta sẽ thu được hỗn hợp lỏng có thành phần cấu tử khó bay hơi chiếm tỷ lệ lớn. Để duy trì pha lỏng trong các đĩa trong đoạn luyện, ta bổ xung bằng dòng hồi lưu được ngưng tụ từ hơi đỉnh tháp. Hơi đỉnh tháp được ngưng tụ nhờ thiết bị ngưng tụ hoàn toàn 6, dung dịch lỏng thu được sau khi ngưng tụ một phần được dẫn hồi lưu trở lại đĩa luyện trên cùng để duy trì pha lỏng trong các đĩa đoạn luyện, phần còn lại được đưa qua thiết bị làm lạnh 7 để đi vào bể chứa sản phẩm đỉnh 8. Chất lỏng ở đáy tháp được tháo ra ở đáy tháp, sau đó một phần được đun sôi bằng thiết bị gia nhiệt đáy tháp 9 và hồi lưu về đĩa đáy tháp, phần chất lỏng còn lại đưa vào bể chứa sản phẩm đáy 10. Nước ngưng của các thiết bị gia nhiệt được tháo qua thiết bị tháo nước ngưng 11. Như vậy, thiết bị làm việc liên tục (hỗn hợp đầu đưa vào liên tục và sản phẩm cũng được lấy ra liên tục). 1- Thùng chứa hỗn hợp đầu 2- Bơm 3- Thùng cao vị 4- Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu 5- Tháp chưng luyện 6- Thiết bị ngưng tụ hồi lưu 7- Thiết bị làm lạnh sản phẩm đỉnh 8- Thùng chứa sản phẩm đỉnh 9- Thiết bị gia nhiệt đáy tháp 10- Thùng chứa sản phẩm đáy 11- Thiết bị tháo nước ngưng 2. Vai trò thùng cao vị ? Có thể thay thùng cao vị bằng bơm đc ko ? H¬i ®èt N íc ng ng 1 2 3 4 5 10 6 7 8 9 H¬i ®èt N íc l¹nh¹ N íc N íc ng ng 11 11 N íc l¹nh N íc Thùng cao vị có vai trò tạo ra sự ổn định lưu lượng và áp suất của hỗn hợp đầu trước khi vào thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu, nhờ đó thiết bị sẽ làm việc ổn định theo như tính toán và thiết kế. Ta có thể thay thùng cao vị bằng bơm nhưng phải đảm bảo sự ổn định của dòng hỗn hợp đầu và phải có phương án thay thế để đảm bảo dây chuyền có thể hoạt động liên tục khi bơm có sự cố hỏng hóc hay cần bảo dưỡng định kì. 3. Vai trò của thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu ? Có cần thiết phải dùng ko? Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu có vai trò gia nhiệt cho hỗn hợp đầu đến nhiệt độ sôi. Thiết bị này có thể ko cần thiết nếu ta chọn hỗn hợp đầu vào ko cần gia nhiệt mà vào tháp ở nhiệt độ thường, chứ ko phải ở nhiệt độ sôi như đã giả thiết. Nhưng như vậy trạng thái nhiệt động của hỗn hợp đầu sẽ thay đổi, dẫn đến làm thay đổi lượng hơi và luợng lỏng đi trong tháp, có nghĩa là vị trí đĩa tiếp liệu sẽ thay đổi theo. 5. Nguyên tắc chưng luyện ? Tại sao lại tách riêng các cấu tử khỏi hỗn hợp bằng chưng luyện ? tại sao gọi là đoạn chưng , đoạn luyện? Chưng luyện là quá trình chưng nhiều lần có hồi lưu, quá trình này được tiến hành trong tháp cao, có nhiều tầng, gọi là tháp chưng luyện. Nguyên lý làm việc của tháp như sau: Hơi đi từ dưới lên, lỏng đi từ trên xuống. Hơi tiếp xúc với lỏng bị ngưng tụ một phần làn cho càng lên các đĩa trên nồng độ cấu tử dễ bay hơi trong pha lỏng và pha hơi ngày càng tăng và nồng độ cấu tử khó bay hơi thì càng giảm. Cuối cùng ta thu được ở trên đỉnh tháp sản phẩm đỉnh có nồng độ cấu tử dễ bay hơi cao và ở đáy tháp ta thu được sản phẩm đáy có nồng độ cấu tử khó bay hơi cao. Từ đĩa tiếp liệu trở lên là đoạn luyện còn từ đĩa tiếp liệu trở xuống là đoạn chưng. 6. So sánh phương pháp chưng luyện với các phương pháp khác. Ưu nhược điểm của các phương pháp? 7. Thành lập phương trình đường làm việc chưng luyện? Vị trí của các đường làm việc thay đổi trong phạm vi nào? Giải thích? a/ Phương trình đường nồng độ làm việc ở đoạn luyện Cân bằng vật liệu ở vị trí bất kì ở đoạn luyện: D 0 = L 0 + P (1) D 0 .y = L 0 .x + P.x p (2) Từ (1) và (2) ta rút ra: y = Gọi là chỉ số hồi lưu, ta có: y= Đây là phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn luyện. b/ Phương trình đường nồng độ làm việc ở đoạn chưng Cân bằng vật liệu ở vị trí bất kì ở đoạn chưng: D u = L u - W (3) D u .y ’ = L u .x ’ - W.x W (4) Từ (3) và (4) ta rút ra: y ’ = (5) Mà L u =L 0 +F W=F-P Thay vào pt (5) ta có: y ’ = (5) Đặt thay vào pt ta có: y ’ = Đây là phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn chưng 8. Ảnh hưởng của trạng thái hỗn hợp đầu tới vị trí đĩa tiếp liệu ntn? Trạng thái nhiệt động của hỗn hợp đầu thay đổi sẽ dẫn đến làm thay đổi lượng hơi và lượng lỏng đi trong tháp. Có nghĩa là vị trí của đĩa tiếp liệu sẽ thay đổi theo. a/ Phương trình cân bằng vật liệu ở đĩa tiếp liệu: F+L L +D C =L C +D L (1) Cho cấu tử dễ bay hơi: F.x F +L L .x Ll +D C .y Dc =L C .x Lc +D L .y Dl (2) Phương trình cân bằng nhiệt lượng: F.i F +L L .i Ll +D C .i Dc =L C .i Lc +D L .i Dl (3) ( Trong đó i là hàm nhiệt) Trong phạm vi chính xác cho phép, chấp nhận: i Ll = i Lc =i L và x Ll = x Lc =x L (4) i Dc = i Dl =i D và y Dc = y Dl =y Thay (4) và (1) vào (2) và (3) ta có: F.(y-x F )=(L C -L L ).(y-x) và F.(i D -i F )=(L C -L L ).(i D -i L ) Chuyển đổi thành dạng: =q (*) Quan hệ (*) đặc trưng cho trạng thái nhiệt động của hỗn hợp đầu F và được đặt là q thể hiện theo sự biến đổi lượng lỏng khi đi từ đoạn luyện đến đoạn chưng tính theo 1 đơn vị hỗn hợp đầu. Từ (*) rút ra: L C =L L +q.F y= Đây là phương trình chỉ ra quan hệ giữa nồng độ hơi tại đĩa tiếp liệu y với q và x F. 9. Vai trò các ống? Kích thước nào là có thể thay đổi, kích thước nào ko? Các ống có vai trò dẫn lỏng và hơi vào và ra tháp. Kích thước phần nhô ra khỏi tháp của ống có thể thay đổi được, còn đường kính và độ dày ống thì ko thể thay đổi và phải chọn theo tính toán. 11. Xác định Rmin và Rth như thế nào? Ý nghĩa của việc xác định đó ? Rmin Động lực của quá trình chưng luyện được xác định qua hiệu số nồng độ giữa đường cân bằng và đường làm việc (ở c ả pha hơi và pha lỏng). Theo phương trình đường nồng độ làm việc thì độ dốc của đường nồng độ làm việc phụ thuộc vào chỉ số hồi lưu (R). Do đó đường làm việc càng gần với đường cân bằng thì R càng nhỏ. Vậy giá trị của chỉ số hồi lưu cần đảm bảo cho đĩa dưới cùng của đoạn luyện (đĩa tiếp liệu) tồn tại động lực, tức là y * -y dương. Tại trường hợp giới hạn ta có chỉ số hồi lưu tối thiểu, tức tại x F thì y * -y =0. Theo hình bên ta có: Ta lại có: Rút ra: Rth Chỉ số hồi lưu càng lớn thì lượng nhiệt tiêu thụ ở đáy tháp càng nhiều, vì phải làm bay hơi lượng hồi lưu này. Mặt khác, chỉ số hồi lưu tăng lại làm giảm số đĩa lý thuyết. Do đó, chỉ số hồi lưu không thể cao quá, cũng không thể thấp quá, mà phải tính toán để lựa chọn giá trị thích hợp (R th ). Tại R th ta sẽ có kích thước tháp bé nhất nhưng vẫn đảm bảo chế độ làm việc tốt nhất. Thể tích làm việc của tháp: V=f.H. Trong đó f là tiết diện tháp (m 2 ), h là chiều cao tháp (m). Mà tiết diện tỷ lệ thuận với lượng hơi đi trong tháp D=(R+1).P, cũng có nghĩa là tỷ lệ với chỉ số hồi lưu R. Do đó trong điều kiện làm việc nhất định thì f tỷ lệ thuận với D và tỷ lệ thuận với R. Mà H tỷ lệ thuận với N. Nên V tỷ lệ thuận với N.R. Dựa vào đồ thị ta xác định được diierm tối thiểu trên trục N.R ứng với R th . 12. Nlt và Ntt phụ thuộc gì? Công thức Ntt = Nlt/η phụ thuộc gì? Tại sao kém chính xác? N phụ thuộc vào trạng thái hỗn hợp đầu, nồng độ sp đáy, nồng độ sp đỉnh, chỉ số hồi lưu và đương làm việc của đoạn chưng và đoạn luyện. 14. Đường cong động học là gì? Phản ánh đến đại lượng nào? Đường cong động học phản ánh số đơn vị truyền chất (đơn vị chuyển khối) m yD . Một đơn vị truyền chất tương ứng với một đoạn thiết bị mà trong đó thay đổi nồng độ làm việc bằng động lực trung bình trong đoạn đó. Cách xác định đường cong động học: Số đơn vị chuyển khối của 1 đĩa: (1) Động lực trung bình trên đĩa đó: (2) Thay (2) vào (1) ta có: hay Với y * n : nồng độ cân bằng của hơi ứng với x n trong lỏng ở trên đĩa. y n : nồng độ của hơi đi ra khỏi đĩa. y n+1 : nồng độ của hơi đi vào đĩa đó. Từ đồ thị ta có: = Tập hợp các điểm B khi x thay đổi tạo thành đường cong động học. Trên đồ thị ta vẽ các tam giác giữa đường cong động học và đường làm việc, số tam giác thu được là số đĩa thực tế của tháp. . chưng luyện qua đĩa tiếp liệu. Tháp chưng luyện gồm hai phần : phần từ đĩa tiếp liệu trở lên trên là đoạn luyện, còn từ đĩa tiếp liệu trở xuống là đoạn. cấu tử khó bay hơi cao. Từ đĩa tiếp liệu trở lên là đoạn luyện còn từ đĩa tiếp liệu trở xuống là đoạn chưng. 6. So sánh phương pháp chưng luyện với các