Đang tải... (xem toàn văn)
Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc của khoa học và công nghệ, các ngành công nghiệp trên thế giới nói chung cũng như ở Việt Nam nói riêng rất cần những hóa chất có tiêu chuẩn về chất lượng và độ tinh khiết cao. Các phương pháp phổ biến được áp dụng rộng rải hiện nay để nâng cao độ tinh khiết như: chưng cất, trích ly, cô đặc, hấp thụ….tùy theo đặc tính yêu cầu của sản phẩm mà có sự lựa chọn phương pháp phù hợp. Đồ án môn học Quá trình và Thiết bị là một môn học mang tính tổng hợp trong quá trình học tập của các kỹ sư hóa học tương lai. Môn học giúp sinh viên giải quyết nhiệm vụ tính toán cụ thể về : yêu cầu công nghệ, kết cấu, giá thành của một thiết bị trong sản xuất hóa chất thực phẩm. Đây là bước đầu tiên để sinh viên vận dụng những kiến thức đã học về nhiều môn để giải quyết những vấn đề thực tế về kỹ thuật trong công nghiệp một cách tổng hợp. Nhiệm vụ của đồ án môn học là thiết kế tháp chóp chưng cất liên tục hệ hai cấu tử nước – acid acetic ở áp suất khí quyển, năng suất hỗn hợp đầu 40.000 tấnnăm. Đối với hệ nước – acid acetic là hệ hai cấu tử hòa lẫn vào nhau hoàn toàn, có nhiệt độ sôi cách xa nhau nên ta dung phương pháp chưng cất để thu được sản phẩm có độ tinh khiết cao. Hoàn thành đồ án môn học, chúng em chân thành gửi lời cảm ơn đến ban giám hiệu nhà trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu cùng khoa hóa hoc và công nghệ thực phẩm đã tạo điều kiện cho chúng em thực hiện đồ án. Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Quốc Hải đã giúp đỡ chúng em trong quá trình tính toán để hoàn thành đồ án này. Sau cùng chúng em xin kính chúc quý thầy cô luôn dồi dào sức khỏe và tận tâm trong công việc.
Đồ án quá trình và thiết bị 2014 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc của khoa học và công nghệ, các ngành công nghiệp trên thế giới nói chung cũng như ở Việt Nam nói riêng rất cần những hóa chất có tiêu chuẩn về chất lượng và độ tinh khiết cao. Các phương pháp phổ biến được áp dụng rộng rải hiện nay để nâng cao độ tinh khiết như: chưng cất, trích ly, cô đặc, hấp thụ….tùy theo đặc tính yêu cầu của sản phẩm mà có sự lựa chọn phương pháp phù hợp. Đồ án môn học Quá trình và Thiết bị là một môn học mang tính tổng hợp trong quá trình học tập của các kỹ sư hóa học tương lai. Môn học giúp sinh viên giải quyết nhiệm vụ tính toán cụ thể về : yêu cầu công nghệ, kết cấu, giá thành của một thiết bị trong sản xuất hóa chất thực phẩm. Đây là bước đầu tiên để sinh viên vận dụng những kiến thức đã học về nhiều môn để giải quyết những vấn đề thực tế về kỹ thuật trong công nghiệp một cách tổng hợp. Nhiệm vụ của đồ án môn học là thiết kế tháp chóp chưng cất liên tục hệ hai cấu tử nước – acid acetic ở áp suất khí quyển, năng suất hỗn hợp đầu 40.000 tấn/năm. Đối với hệ nước – acid acetic là hệ hai cấu tử hòa lẫn vào nhau hoàn toàn, có nhiệt độ sôi cách xa nhau nên ta dung phương pháp chưng cất để thu được sản phẩm có độ tinh khiết cao. Hoàn thành đồ án môn học, chúng em chân thành gửi lời cảm ơn đến ban giám hiệu nhà trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu cùng khoa hóa hoc và công nghệ thực phẩm đã tạo điều kiện cho chúng em thực hiện đồ án. Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Quốc Hải đã giúp đỡ chúng em trong quá trình tính toán để hoàn thành đồ án này. Sau cùng chúng em xin kính chúc quý thầy cô luôn dồi dào sức khỏe và tận tâm trong công việc. Nhóm sinh viên thực hiện Võ Tá Duyễn Bùi Kim Đạt Nguyễn Vũ Linh 1 Đồ án quá trình và thiết bị 2014 CHƯƠNG I : TỔNG QUAN I. LÝ THUYẾT VỀ CHƯNG CẤT 1. Phương pháp chưng cất: Chưng cất là quá trình phân tách hỗn hợp lỏng (hoặc khí lỏng) thành các cấu tử riêng biệt dựa vào sự khác nhau về độ bay hơi của chúng (hay nhiệt độ sôi khác nhau ở cùng áp suất), bằng cách lặp đi lặp lại nhiều lần quá trình bay hơi – ngưng tụ, trong đó vật chất đi từ pha lỏng vào pha hơi hoặc ngược lại. Khác với cô đặc, chưng cất làquá trình trong đó cả dung môi và chất tan đều bay hơi, còn cô đặc là quá trình trong đó chỉ có dung môi 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 hệ cấu tử thì ta thu được 2 sản phẩm: sản phẩm đỉnh chủ yếu gồm gồm cấu tử có độ bay hơi lớn (nhiệt độ sôi nhỏ ), sản phẩm đáy chủ yếu gồm cấu tử có độ bay hơi bé(nhiệt độ sôi lớn).Đối với hệ nước – acid acetic sản phẩm đỉnh là nước, sản phẩm đáy chủ yếu gồm acid acetic và một ít nước. Các phương pháp chưng cất: được phân loại theo ∗ Áp suất làm việc : chưng cất áp suất thấp, áp suất thường và áp suất cao. Nguyên tắc của phương pháp này là dựa vào nhiệt độ sôi của các cấu tử, nếu nhiệt độ sôi của các cấu tử quá cao thì ta giảm áp suất làm việc để giảm nhiệt độ sôi của các cấu tử. ∗ Nguyên lý làm việc: liên tục, gián đoạn(chưng đơn giản) và liên tục. ∗ Chưng cất đơn giản(gián đoạn): phương pháp này đuợc sử dụng trong các trường hợp sau: + Khi nhiệt độ sôi của các cấu tử khác xa nhau. + Không đòi hỏi sản phẩm có độ tinh khiết cao. + Tách hỗn hợp lỏng ra khỏi tạp chất không bay hơi. + Tách sơ bộ hỗn hợp nhiều cấu tử. ∗ Chưng cất hỗn hợp hai cấu tử (dùng thiết bị hoạt động liên tục) là quá trình được thực hiện liên tục, nghịch dòng, nhều đoạn. ∗ Phương pháp cất nhiệt ở đáy tháp: cấp nhiệt trực tiếp bằng hơi nước: thường được áp dụng trường hợp chất được tách không tan trong nước . 2 Đồ án quá trình và thiết bị 2014 Vậy: đối với hệ nước – acid acetic, ta chọn phương pháp chưng cất liên tục cấp nhiệt gián tiếp bằng nồi đun ở áp suất thường. 2. Thiết bị chưng cất Trong sản xuất thường sử dụng rất nhiều loại tháp nhưng chúng đều có một yêu cầu cơ bản là diện tích bề mặt tiếp xúc pha phải lớn, điều này phụ thuộc vào độ phân tán của lưu chất này vào lưu chất kia. Tháp chưng cất rất phong phú về kích cỡ và ứng dụng ,các tháp lớn nhất thường được ứng dụng trong công nghiệp lọc hoá dầu. Kích thước của tháp : đường kính tháp và chiều cao tháp tuỳ thuộc suất lượng pha lỏng, pha khí của tháp và độ tinh khiết của sản phẩm. Ta khảo sát 2 loại tháp chưng cất 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 để chia thân tháp thành những đoạn bằng nhau, trên mâm pha lỏng và pha hơi đựơc cho tiếp xúc với nhau. Tùy theo cấu tạo của đĩa, ta có: ∗ Tháp mâm chóp : trên mâm bố trí có chép dạng:tròn ,xú bắp ,chữ s… ∗ Tháp mâm xuyên lỗ: trên mâm bố trí các lỗ có đường kính (3-12) mm. • Tháp chêm (tháp đệm): tháp hình trụ, gồm nhiều đoạn nối với nhau bằng mặt bích hay hàn. Vật chêm được cho vào tháp theo một trong hai phương pháp: xếp ngẫu nhiên hay xếp thứ tự. ∗ So sánh ưu nhược điểm của các loại tháp Tháp chêm Tháp mâm xuyên lỗ Tháp chóp Ưu điểm − Đơn giản − Trở lực thấp − Hiệu suất tương đối cao − Hoạt động khá ổn định − Làm việc với chất lỏng bẩn − Hiệu suất cao − Hoạt động ổn định Nhược điểm − Thiết bị nặng − Hiệu suất thấp − Độ ổn định kém − Trở lực khá cao − Yêu cầu lắp đặt khắt khe, đĩa lắp thật phẳng − Không làm việc với chất lỏng bẩn − Cấu tạo phức tạp 3 Đồ án quá trình và thiết bị 2014 − Trở lực lớn Nhận xét: ta thấy tháp chop cho hiệu suất cao và làm việc ổn định hơn Vậy: Chưng cất hệ nước – acid acetic ta dùng tháp chóp hoạt động liên tục ở áp suất thường, cấp nhiệt gián tiếp ở đáy tháp, nhập liệu sau khi trao đổi nhiệt với thiết bị gia nhiệt nhập liệu, sản phẩm đáy được làm nguội để thu sản phẩm chính, sản phẩm đỉnh được dẫn vào nồi đun để tạo hơi nước quá nhiệt cấp nhiệt cho nhập liệu và nồi đun đáy tháp. II. GIỚI THIỆU SƠ BỘ VỀ NGUYÊN LIỆU 1. Nước Nước: là chất lỏng không màu, không mùi,là dung môi hòa tan tốt các hợp chất phân cực,năng hơn dung môi hữu cơ, không hòa tan dung môi hữu cơ,…nước sôi ở 100 0 C và đông đặc ở 0 0 C. 2. Acid acetic Acid acetic là một loại acid quan trọng trong các loại acid hữu cơ, nó rẻ hơn nên được sử dụng rộng rải và là hoá chất cơ bản để điều chế nhiều hợp chất quan trọng. Acid acetic được ứng dụng trong các nghành: + Làm dấm ăn. + Đánh đông mủ cao su + Làm chất dẻo tơ lụa xeluloza acetat . + Làm phim ảnh không nhạy lửa. + Làm chất kết dính polyvinyl acetat . + Làm phẩm màu, dược phẩm, nước hoa tổng hợp. 4 Đồ án quá trình và thiết bị 2014 3. Hỗn hợp Nước – Acid acetic Ta có bảng thành phần lỏng (x) – hơi (y) và nhiệt độ sôi của hỗn hợp Nước –Acid acetic ở áp suất 760 mmHg x(% mol) 0 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 y(% mol) 0 9.2 16,7 30,3 42,5 53 62,6 71,6 79,5 86,4 93 100 t( 0 C) 118,1 115,4 113,8 110,1 107,5 105,8 104,4 103,3 102,1 101,3 100,6 100 Đồ thị 1: đồ thị t- x, y cho hệ Nước – Acid acetic 5 Đồ án quá trình và thiết bị 2014 III. CÔNG NGHỆ CHƯNG CẤT NƯỚC – ACID ACETIC 1. Sơ đồ quy trình công nghệ chưng cất hệ hai cấu tử Nước – Acid acetic Chú thích : 1. Bơm 2. Bồn cao vị 3. Thiết bị gia nhiệt 4. Lưu lượng kế 5. Tháp chưng cất 6. Thiết bị ngưng tụ sản phẩm đỉnh 7. Bộ phận chỉnh dòng 8. Bồn chứa sản phẩm đỉnh . 9. Nồi đun . 10.Thiết bị tách nước ngưng 11.Bồn chứa nguyên liệu 12.Bẩy hơi 13.Van xả khí không ngưng 14.Bồn chứa sản phẩm đáy 15.Thiết bị làm lạnh. 6 Đồ án quá trình và thiết bị 2014 2. Thuyết minh quy trình công nghệ Hỗn hợp nước-acid acetic có nồng độ nước 35% ( Kgnuoc/KgHH) , nhiệt độ khoảng 25 0 C tại bồn chứa nguyên liệu (11) được bơm (1) bơm lên bồn cao vị (2). Từ đó được đưa đến thiết bị gia nhiệt (3) ( trao đổi nhiệt với sản phẩm đáy). Ở đây, hỗn hợp được gia nhiệt đến nhiệt độ 103 0 C . Sau đó, hỗn hợp được đưa vào tháp chưng cất (5) ở đĩa nhập liệu. Trên đĩa nhập liệu, chất lỏng được trộn với phần lỏng từ đoạn cất của tháp chảy xuống. Trong tháp hơi, đi từ dưới lên gặp chất lỏng từ trên xuống . Ở đây, có sự tiếp xúc và trao đổi giữa hai pha với nhau. Pha lỏng chuyển động trong phần chưng càng xuống dưới càng giảm nồng độ các cấu tử dễ bay hơi vì đã bị pha hơi tạo nên từ nồi đun (9) lôi cuốn cấu tử dễ bay hơi . Nhiệt độ càng lên trên càng thấp, nên khi hơi đi qua các đĩa từ dưới lên thì cấu tử có nhiệt độ sôi cao là nước sẽ ngưng tụ lại, cuối cùng trên đỉnh tháp ta thu được hỗn hợp có cấu tử nước chiếm nhiều nhất ( có nồng độ 95% theo khối lượng ). Hơi này đi vào thiết bị điều chỉnh dòng (7)sau đó một phần ngưng tụ được đưa qua thiết bị làm lạnh (15) và đưa đến bồn chứa sản phẩm đỉnh (8). Phần còn lại của chất lỏng ngưng được hồi lưu về tháp ở đĩa trên cùng với tỷ số hoàn lưu tối ưu. Một phần cấu tử có nhiệt độ sôi thấp được bốc hơi, còn lại cấu tử có nhiệt độ sôi cao trong chất lỏng ngày càng tăng. Cuối cùng, ở đáy tháp ta thu được hỗn hợp lỏng gồm hầu hết là cấu tử khó bay hơi ( acid acetic). Hỗn hợp lỏng ở đáy có nồng độ nước là 4% theo khối lượng, còn lại là acid acetic. Dung dịch lỏng ở đáy đi ra khỏi tháp, một phần được đun, bốc hơi ở nồi đun (9) cung cấp lại cho tháp để tiếp tục làm việc, phần còn lại được đưa qua thiết bị làm lạnh (15) trao đổi nhiệt với nước, nhiệt độ của sản phẩm đáy sau khi trao đổi nhiệt là 40 0 C, sau đó đưa đến bồn chứa sản phẩm đáy. Hệ thống làm việc liên tục cho ra sản phẩm đỉnh là nước, sản phẩm đáy là acid acetic sau khi trao đổi nhiệt với nước làm mát được đưa vào bồn chứa. 7 Đồ án quá trình và thiết bị 2014 CHƯƠNG II : CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG I. CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU • Nguyên liệu đầu vào (nhập liệu) là hỗn hợp Nước - Acid axetic. • Năng xuất nhập liệu là: F =0,35 • Nồng độ sản phẩm đỉnh là: D = 0,95(Kmol nuoc/Kmol hh) • Nồng độ sản phẩm đáy là: w = 0,04(Kmol nuoc/Kmol hh) • Năng xuất nhập liệu: 40,000 (tấn/năm) Đổi 40000 tấn/năm = 4563,18 Kg/h • Tháp hoạt động liên tục,chưng cất ở áp suất thường. • Khối lượng phân tử của Nước và Acid acetic : M N =18 (Kg/Kmol), M A =60(Kg/Kmol). • Chọn: + Nhiệt độ nhập liệu: t F =101,55 0 C + Nhiệt độ sản phẩm đỉnh: t D =101,02 0 C + Nhiệt độ sản phẩm đáy sau khi trao đổi nhiệt: t w =111,87 0 C + Trạng thái nhập liệu: lỏng, sôi. II. XÁC ĐỊNH XUẤT LƯỢNG SẢN PHẨM ĐỊNH VÀ SẢN PHẨM ĐÁY ∗Ký hiệu: G F , G D , G W - Lần lượt là năng suất nhập liệu, năng suất sản phẩm đỉnh, năng suất sản phẩm đáy (kg/h). F, D, W - Suất lượng mol nhập liệu, suất lượng sản phẩm đỉnh, suất lượng sản phẩm đáy (kmol/h). - Nồng độ % khối lượng Aceton trong nhập liệu, sản phẩm đỉnh,sản phẩm đáy. , - Nồng độ mol Aceton trong nhập liệu,sản phẩm đỉnh,sản phẩm đáy. • Ta có, phương trình cân bằng vật liệu: F = D + W (1). Đối với cấu tử dễ bay hơi: 8 Đồ án quá trình và thiết bị 2014 F. = D. + W . (2). Từ (1) và (2), Suy ra hệ phương trình: { . . . F D W F D W F x D x W x = + = + (*) - Chuyển đổi phần khối lượng sang phần mol: = axit F nuoc F nuoc F M x M x M x − + 1 = 60 35,01 18 35,0 18 35,0 − + = 0,642 = acid D nuoc D nuoc D M x M x M x − + 1 = 60 95,01 18 95,0 18 95,0 − + =0,984 = acid W nuoc W nuoc F M x M x M x − + 1 = 0,04 18 0,122 0,04 1 0,04 18 60 = − + Phân tử lượng trung bình của các dòng : M tb F = .M nước + (1-x F ).M acid = 0,642 .18 + (1-0,642).60 = 33,036 M tbD = M nước + (1-x D ).M acid =0,984.18 + (1- 0,984).60 = 18,672 M tbW = .M nước + (1-x W ).M acid = 0,122.18 + (1-0,122).60 = 54,876 Suất lượng mol của dòng nhập liệu: F = F tbF G M = 036,33 18,4563 = 138,127 (kmol/h) Thế vào hệphương (*) WDF xWxDxF WDF += += { { 138,127 138,127.0,642 .0,984 .0,122 D W D W = + = + { 83,32( / ) 54,80( / ) D kmol h W kmol h = = Suất lượng dòng sản phẩm đỉnh và đáy (kg/h): 9 Đồ án quá trình và thiết bị 2014 G D = D.M tbD = 83,32.18,672 = 1555,75(kg/h) G W = W.M tbW = 54,802.54,876 = 3007,315(kg/h) Xuất lượng mol tương đối của dòng nhập liệu: 0,9845 0,122 1,6587 0,642 0,122 P W F W x x f x x − − = = = − − Vậy: Năng suất sản phẩm đỉnh G D = 1555,75 (kg/h) Năng suất sản phẩm đáy G W = 3007,315 (kg/h) Suất lượng mol nhập liệu F= 138,127 (kmol/h) Suất lượng sản phẩm đỉnh D= 83,325 (kmol/h) Suất lượng sản phẩm đáy W= 54,082 (kmol/h) III. XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ HỒI LƯU LÀM VIỆC 1. Tỉ số hồi lưu tối thiểu Tỉ số hồi lưu tối thiểu là chế độ làm việc mà tại đó ứng với số mâm lí thuyết là vô cực. Do đó, chi phí cố định là vô cực nhưng chi phí điều hành (nhiên liệu, nước, bơm…) là tối thiểu. Do nhập liệu ở trạng thái bão hòa, nên R min được xác định như sau: R min = FF FD xy yx − − * * , Trong đó: x D : phần mol cấu tử dể bay hơi ở sản phẩm đỉnh x F : phần mol cấu tử dể bay hơi trong hỗn hợp đầu y F * : nồng độ cấu tử dễ bay hơi trong pha hơi cân băng với x F ta có : x F =0,642 (%mol) → * F y = 0,75 R min = FF FD xy yx − − * * = 642,075,0 75,0984,0 − − = 2,167 2. Tỉ số hồi lưu thích hợp Phương trình nồng độ làm việc của đoạn cất. 1 1 D R x y x R R = + + + →y= 1 + R R . + 1 1 + R . = 10 [...]... m2 ) Hệ số dãn khi kéo ở nhiệt độ 20100oC : 16,6.10-6(1/oC) 3 3 Khối lượng riêng: ρ = 7,9.10 ( Kg / m ) Hệ số an toàn bền kéo: nk =2,6 Hệ số an toàn bền chảy: nch =1,5 Nhiệt độ nóng chảy: t= 1400 oC Mô đun đàn hồi: E=2,1.105 N/mm2 Hệ số poatxông: µ = 0,33 - Điều kiện làm việc của tháp chưng cất: + Áp suất bên trong tháp (tính tại đáy tháp) với môi trường làm việc lỏngkhí: P = PL + ∆P + Ph + Áp suất thủy... trình và thiết bị 2014 g + g 1 7293,13 + 9668, 62 = = 8480,88(kg / h ) Vậy: g 'tb = n ' ' 2 2 Đường kính đoạn chưng: DCH = 0,0188 8480,88 1,08.1,285 = 1,47(m) Kết luận :Đường kính của đoạn chưng và cất có chênh lệch, để thuận tiện trong thiết kế ta chọn đường kính tháp là: III D= 1,5(m ) TRỞ LỰC CỦA THÁP 1 Tính toán chóp - Chọn đường kính ống hơi: d h = 75(mm) = 0,075(m) - Số chóp phân bố trên đĩa:... G1 : lượng lỏng ở đĩa thứ nhất của đoạn cất r1 : ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp đi vào đĩa thứ nhất của đoạn cất rp : ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi ra ở đỉnh tháp r1 = ra y1 + (1 − y1 )rb Ta có: (IX.96, trang182, [2]) rD = ra y D + (1 − y D ).rb tF = 101,55( oC ) , tra bảng 1251, trang 314 tập [1] Ẩn nhiệt hóa hơi của nước: rFN = 406 17,05(kJ / kmol ) Ẩn nhiệt hóa hơi của acid: rFA = 24855,65(kJ... d4=53(mm) 3,14.0,4 - Ống dẫn từ nồi đun qua tháp: d= 4Q π v 31 Đồ án quá trình và thiết bị Q= 2014 GW 3007,315 = = 0,491(m3 / s) 3600.ρ H 3600.1,7 Chọn v=35(m/s) d5 = 4.0,491 = 0,13(m) = 130(mm) Chọn d5=130(mm) 3,14.35 32 Đồ án quá trình và thiết bị 2014 CHƯƠNG IV:TÍNH TOÁN CƠ KHÍ I TÍNH BỀ DÀY THÂN TRỤ CỦA THÁP Thân tháp được chế tạo bằng phương pháp hàn hồ quang Thân tháp được ghép từ nhiều đoạn bằng mối... [1] Nhiệt dung riêng của nước ở 101,55 (oC) : 4,2201 (kJ/kg.K) Nhiệt dung riêng của nước ở 100,10 (oC) : 4,2220 (kJ/kg.K) Nhiệt dung riêng của nước ở 111,87 (oC) : 4,2365 (kJ/kg.K) Tra bảng 1154, trang 172, [1] Nhiệt dung riêng của acid axetic ở 101,55 (oC) : 2,4300 (kJ/kg.K) Nhiệt dung riêng của acid axetic ở 100,10 (oC) : 2,4384 (kJ/kg.K) Nhiệt dung riêng của acid axetic ở 111,87 (oC) : 2,4935 (kJ/kg.K)... 80(mm) - Chiều cao chóp: hch = hh + h2 = 80 +18,75 = 98,75(mm) - Bước tối thiểu của chóp trên mâm: 5,32 = 12 π 0,752 4 I 2 : khoảng cách nhỏ nhất giữa các chóp 24 Đồ án quá trình và thiết bị 2014 I 2 = 12,5 + 0, 25.d ch = 12,5 + 0,25.109 = 39,75(mm) Chọn I 2 = 40( mm) tmin = 109 + 2.2 + 40 = 153(mm) - Tiết diện tháp: F= π D 2 = 3,14.1,52 =1,766(m) 4 4 - Lượng hơi trung bình đi trong tháp: QH = VY = ' gtb... va đập vào thành: ⇒ vậy chất lỏng chảy vào tháp đều và không va đập vào thành ống chảy chuyền - Độ giảm áp tổng cộng của pha hơi giữa tháp: Ht=Ntt.ht=42.92,3.10-3=3,85(m) H t = N tt ht = 36.92,3.10−3 = 3,3 (m chất lỏng) Vậy tổng trở lực toàn tháp: 3.3 Chi tiết ống dẫn - Đường kính ống dẫn hơi vào thiết bị ngưng tụ d= 4Qy π v Qy: lượng hơi đi ra khỏi đỉnh tháp (m3/s) Qy = Gy 3842,106 = = 1,026(m3 /... bình của tháp : ηtb = ηF +ηW +ηP 3 = 59 + 55 + 60 3 = 58% = 0,58 Xác định số mâm thực tế Số mâm thực tế tính theo hiệu suất trung bình: Ntt = N lt ηtb = Vậy Ntt=42 mâm , trong đó: Số mâm cất: Nttchung mâm Số mâm chưng: Nttcất= V mâm CÂN BẰNG NHIỆT CHO TOÀN THÁP - Chọn hơi đốt là nước ở 2.5at - Tra bảng 1251 trang 314 , tập 1 + Nhiệt hóa hơi: r = rn = 2189500( J / kg ) HO 2 15 Đồ án quá trình và thiết bị... đó : gtb : lượng hơi trung bình đi trong tháp( kg/h) ( ρ y ω y )tb : tốc độ hơi trung bình đi trong tháp( m/s) Lượng hơi trung bình đi trong đoạn chưng và đoạn cất là khác nhau Do đó, đường kính đoạn chưng và đoạn cất cũng khác nhau 1 Đường kính đoạn cất: a Khối lượng riêng trung bình của pha lỏng trong phần cất Nồng độ phần mol trung bình của pha lỏng trong phần cất xC = xD + xF = 0,813(mol ) 2 Từ đồ... Chọn thiết bị làm việc trong 15 năm Hệ số bổ sung ăn mòn: Ca = 15.0,1 = 1,5(mm) 34 Đồ án quá trình và thiết bị 2014 + Hệ số bổ sung do bào mòn cơ học của môi trường: Cb=0 + Hệ số quy tròn: Co = 1,15(mm) Do đó : C = 1,5+0+1,15 = 2,65(mm) Khi đó : S = 1,88+2,65 = 4,53(mm) - Kiểm tra bề dày của thân tháp: + Kiểm tra điều kiện: (Thỏa) + Do đó áp suất dư cho phép tính theo công thức: Như vậy [P] > P ⇒ hợp . tổng hợp. Nhiệm vụ của đồ án môn học là thiết kế tháp chóp chưng cất liên tục hệ hai cấu tử nước – acid acetic ở áp suất khí quyển, năng suất hỗn hợp đầu 40. 000 tấn/ năm. Đối với hệ nước – acid acetic. t- x, y cho hệ Nước – Acid acetic 5 Đồ án quá trình và thiết bị 2014 III. CÔNG NGHỆ CHƯNG CẤT NƯỚC – ACID ACETIC 1. Sơ đồ quy trình công nghệ chưng cất hệ hai cấu tử Nước – Acid acetic Chú thích. sơ bộ hỗn hợp nhiều cấu tử. ∗ Chưng cất hỗn hợp hai cấu tử (dùng thiết bị hoạt động liên tục) là quá trình được thực hiện liên tục, nghịch dòng, nhều đoạn. ∗ Phương pháp cất nhiệt ở đáy tháp: cấp