BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯƠNG ĐẠI HOC CÔNG NGḤI P
̣ THANH PHÔ HÔ CHI
̣INH
KHOA CÔNG NGH ̣ HOA HOC
BÀI TẬP LỚN
MÔN: QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
Đề Tài :
THIẾT KẾ THIẾT BỊ NỒI ĐUN KETTLE CỦA HỆ
THỐNG THIẾT BỊ THÁP MÂM XUYÊN LỖ
CHƯNG CẤT HỖN HỢP BENZEN - TOLUEN
GVHD: NGUYỄN MINH TIẾN
SVTH: TRƯƠNG KIM LAN
MSSV: 16026541
LỚP: DHHO12C
1
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐHCN TP.HỒ CHÍ MINH
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
__________________
NHIỆM VỤ BÀI TẬP LỚN
KHOA: CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC
BỘ MÔN: MÁY & THIẾT BỊ
HỌ VÀ TÊN: TRƯƠNG KIM LAN
MSSV: 16026541
LỚP HP:
1. Tên bài tập lớn:
Tính toán thiết kế thiết bị nồi đun kettle của hệ thống thiết bị tháp mâm xuyên lỗ chưng cất hỗn
hợp Benzene – Toluene với năng suất nhập liệu 3000kg/h.
2. Nhiệm vụ bài tập lớn (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu)
a. Số liệu ban đầu:
- Nồng độ đầu 35% phần mol benzene.
- Nồng sản phẩm đỉnh 80% phần mol benzene.
- Nồng sản phẩm đáy 9% phần mol benzene.
- Các thống số khác tự chọn.
b. Yêu cầu:
- Tổng quan và quy trình công nghệ.
- Cân bằng vật chất và cân bằng năng lượng.
- Tính toán thiết bị chính.
- Tính toán thiết bị phụ.
………………………………………………………………………………
c. Bản vẽ:
- Bản vẽ qui trình công nghệ (1 bản A1).
- Bản vẽ chi tiết thiết bị chính (1 bản A1).
3. Ngày giao nhiệm vụ bài tập lớn:
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 25/11/2019
5. Họ và tên người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Minh Tiến
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 08 năm 2019.
TỔ TRƯỞNG BỘ MÔN
(Ký và ghi rõ họ tên)
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)
2
Trần Hoài Đức
Nguyễn Minh Tiến
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
Phần đánh giá
Nội Dung thực hiện:...............................................................................................
Hình thức trình bày:...............................................................................................
Tổng hợp kết quả:..................................................................................................
Điểm bằng số: ...........................Điểm bằng chữ:...................................................
Tp.HCM, ngày……tháng……năm……
3
TỔ TRƯỞNG BỘ MÔN
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)
(Ký và ghi rõ họ tên)
4
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
Phần đánh giá
Nội Dung thực hiện:...............................................................................................
Hình thức trình bày:...............................................................................................
Tổng hợp kết quả:..................................................................................................
Điểm bằng số: ...........................Điểm bằng chữ:...................................................
Tp.HCM, ngày……tháng……năm……
TỔ TRƯỞNG BỘ MÔN
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)
(Ký và ghi rõ họ tên)
5
6
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU....................................................................................................................... 6
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH CHƯNG CẤT..........................................7
1.1. Lý thuyết về chnng cất..........................................................................................................................7
1.1.1.
Khái niệm...................................................................................................................................7
1.1.2.
Phnơng pháp chnng cất.............................................................................................................8
1.2. Thiết bị chnng cất..................................................................................................................................8
1.3. Giơi thi芐ụ về nguy芐n li芐u.......................................................................................................................9
̣
1.3.1.
Benzen & Toluen........................................................................................................................9
1.3.2.
Các phnơng thức điều chế.......................................................................................................10
1.3.3.
Hỗn hợp Benzen – Toluen.......................................................................................................11
CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CHƯNG CẤT BENZENE – TOLUENE............................12
2.1. Quy trình công nghệ tổng quát...........................................................................................................12
2.2. Thuyết minh quy trình........................................................................................................................13
CHƯƠNG 3: CÂN BẰNG VẬT CHẤT............................................................................14
3.1. Các thông zô ban đầu..........................................................................................................................14
3.2. Xác định zuất lnợng zản phẩm đỉnh va zản phẩm đáy......................................................................14
3.3. Xác định chỉ zô hoàn lnu thích hợp....................................................................................................16
3.3.1.
Chỉ zô hoàn lnu tôi thiểu......................................................................................................16
3.3.2.
Chỉ zô hoàn lnu làm việc......................................................................................................16
3.3.3.
Phần cất...............................................................................................................................19
3.3.4.
Phần chnng..........................................................................................................................20
CHƯƠNG 4: CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG......................................................................22
4.1. Thiết bị gia nhiệt nhập liệu.................................................................................................................22
7
4.2. Thiết bị ngnng tụ.................................................................................................................................23
4.3. Thiết bị làm nguội zản phẩm đỉnh.....................................................................................................24
4.4. Thiết bị làm nguội zản phẩm đáy.......................................................................................................25
4.5. Cân bằng năng lnợng cho toàn tháp..................................................................................................26
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ NỒI ĐUN...........................................................28
5.1. Tính toán kích thnơc chính của thiết bị.............................................................................................28
5.1.1.
Lựa chọn thiết bị..................................................................................................................28
5.1.2.
Suất lnợng hơi nnơc cần dùng.............................................................................................28
5.1.3.
Xác định bề mặt truyền nhiệt..............................................................................................28
5.1.4.
Xác định ∆ t log ...................................................................................................................28
5.1.5.
Xác định hệ zô truyền nhiệt K.............................................................................................29
5.1.6.
Sô ông truyền nhiệt:.............................................................................................................34
5.1.7.
Chiều dài và đnờng kính trong của nồi...............................................................................35
5.2. Tính toán cơ khí...................................................................................................................................35
5.2.1.
Bề dày thân nồi....................................................................................................................36
5.2.2.
Bề dày đáy và nắp thiết bị....................................................................................................36
5.2.3.
Chọn mặt bích thiết bị nồi đun............................................................................................37
5.2.4.
Đnờng kính ông dẫn............................................................................................................38
5.2.5.
Tính toán chân đỡ thiết bị...................................................................................................40
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................................43
8
LỢI NỌI ĐẦU
Công nghệ hóa học cũng như các sản phẩm khác của nó có ảnh hưởng rất lớn đến
nhiều ngành sản xuất khác. Trong đó benzen và toluene là những sản phẩm khá
được quan tâm. Trong công nghiệp, hai chất này thường được sản xuất để có được
nồng độ cao, nhằm thỏa mãn nhu cầu sử dụng và tiết kiệm chi phí vận chuyển, lưu
trữ.
Ngày nay, các phương pháp được dùng để nâng cao độ tin khiết: trích ly, chưng
cất, cô đặc, hấp phụ… Tùy theo đặc tính yêu cầu của sản phẩm mà ta có sự lựa
chọn phương pháp thích hợp. Đối với hệ benzene - toluen là gồm hai cấu tử hòa
tan lẫn hoàn toàn, nên ta chọn phương pháp chưng cất để nâng cao độ tinh khiết
cho sản phẩm.
Nhiệm vụ của đề tài này là tính toán thiết kế thiết bị nồi đun kettle của hệ thống
thiết bị tháp mâm xuyên lỗ chưng cất hỗn hợp benzene - toluen với năng suất
nhập liệu là 3000kg/h, nồng độ dòng nhập liệu là 35% phần mol benzene, nồng
độ sản phẩm đỉnh là 80% phần mol benzen và nồng độ sản phẩm đáy là 9% phần
mol benzen
Đồ án môn học này được thầy Nguyễn Minh Tiến trực tiếp hướng dẫn thực hiện,
em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn và giúp đỡ của thầy trong suốt quá trình
em nghiên cứu và thực hiện đồ án.
9
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH
CHƯNG CẤT
1.1.
Lý thuyết về chnng cất
1.1.1. 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
tử trong hỗn hợp (nghĩa là khi ở cùng nhiệt độ, áp suất hơi bão hoà của các cấu tử
khác 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 được
tạo 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 trong
quá 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 sản
phẩm:
Sản phẩm đỉnh chủ yếu gồm cấu tử có độ bay hơi lớn (nhiệt độ sôi nhỏ)
Sản phẩm đáy 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.
10
1.1.2. Phnơng pháp chnng cất
Các phương pháp chưng cất được phân loại theo :
Áp suất làm việc
Áp suất thấp
Áp suất thường
Áp suất cao
Nguyên tắc làm việc: 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 lí làm việc:
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.
1.2.
Thiết bị chnng 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. Nếu pha 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.
11
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 đượ 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.
Ưu điểm
Tháp đệm
Tháp mâm chóp
Tháp mâm xuy芐n lỗ
-
Khá ổn
định.
Hiệu suất
cao.
Trở lục tương đối
thấp.
Hiệu suất cao.
lớn.
-
Cấu tạo đơn
giản
-
Trở lực thấp.
Làm việc được
với chất lỏng bẩn.
Nhnợc
điểm
Do có hiệu ứng
thành nên hiệu suất
truyền khối thấp.
-
Độ ổn định
Trở lực
Không làm việc
được với chất lỏng bẩn.
Kết cấu
phức tạp.
-
Kết cấu phức tạp.
không cao, khó vận
hành.
-
1.3.
Thiết bị nặng nề.
Bảng 1. Ưu nhược điểm của các loại tháp chưng cất
Giơi thi芐ụ về nguy芐n li芐ụ
1.3.1. Benzen & Toluen
12
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.
Các tính chất vật lí của benzen:
Khối lượng phân tử: 78,11
Tỉ trọng (20oC): 0,879
Nhiệt độ sôi: 80°C
Nhiệt độ nóng chảy: 5,5°C
Toluen là một hợp chất mạch vòng, ở dạng lỏng và có tính thơm, 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 chất dung 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.
Các tính chất vật lí của toluen:
Khối lượng phân tử : 92,13
Tỉ trọng (20oC) : 0,866
Nhiệt độ sôi : 111oC
Nhiệt độ nóng chảy : -95oC
1.3.2. Các phnơng thức điều chế
Đi từ nguồn thiên nhiên: Thông thường các hydrocacbon 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 dehydro hóa ankan: Các ankan có thể tham gia đóng vòng và dehydro hóa
tạo thành hydro cacbon thơm ở nhiệt độ cao và có mặt xúc tác như Cr2O3, hay các loại
chuyển tiếp như Pd, Pt
13
CH3(CH2)4CH3
C6H6
Dehydro hóa các cycloankan: Các cycloankan có thể bị dehydro hóa ở nhiệt độ cao với
sự có mặt của các xúc tác kim loại chuyển tiếp tạo thành benzen hay các dẫn xuất của
benzen
C6H12
C6H6
Đi từ acetylene: Đun acetane trong sự có mặt cảu của xúc tác là than hoạt tính hay phức
của niken như Ni(CO)[(C6H5)P] sẽ thu được benzen
3C2H2
C6H6
Từ benzen ta có thể điều chế được các dẫn xuất của benzen như toluen bằng phản ứng
Friedel - Crafts (phản ứng ankyl hóa benzen bằng các dẫn xuất ankyl halide với sự có mặt
cảu xúc tác AlCl3 khan)
C6H6 + CH3- Cl
C6H5-CH3
1.3.3. Hỗn hợp Benzen – Toluen
Ta có bảng thành phần lỏng (x) – hơi (y) và nhiệt độ sôi của hỗn hợp Benzen – Toluen ở
760 mmHg như sau:
x
0
5
10
20
30
40
50
60
y
0
11,8
21,4
38
51,1 61,9 71,2 79
t
110,6 108,3 106,1 102,2
70
80
90
100
85,4
91
95,9
100
84,4
82,3
80,2
98,6 95,2 92,1 89,4 86,8
Bảng 2. Bảng thành phần lỏng (x) – hơi (y) và nhiệt độ sôi của hỗn hợp Benzene Tolunen
14
CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CHƯNG CẤT
BENZENE – TOLUENE
2.1. Quy trình công nghệ tổng quát
1. Bồn chứa nguyên liệu.
2. Bơm.
3. Thiết bị đun sôi dòng nhập liệu.
4. Tháp chưng cất.
5. Thiết bị ngưng tụ sản phẩm đỉnh.
6. Thiết bị trao đổi dòng
7. Thiết bị làm lạnh sản phẩm đỉnh.
8. Bồn chứa sản phẩm đỉnh.
9. Thiết bị đun sôi đáy tháp ( Nồi đun Kettle).
10. Thiết bị làm nguội sản phẩm đáy.
11. Bồn chứa sản phẩm đáy.
15
2.2.
Thuyết minh quy trình
Hỗn hợp Benzene – Toluene có nồng độ benzene là 35% (phần mol), nhiệt độ
nguyên liệu lúc đầu là 250C tại bồn chứa nguyên liệu (1), được bơm (2) bơm lên
thiết bị đun sôi dòng nhập liệu (3) được gia nhiệt tới nhiệt độ sôi trong thiết bị
truyền nhiệt. Sau đó hỗn hợp được đưa vào tháp chưng cất (4) ở đĩa nhập liệu và
bắt đầu quá trình chưng cất. Lưu lượng dòng nhập liệu được kiểm soát qua lưu
lượng kế.
Trên đĩa nhập liệu, chất lỏng được trộn với phần lỏng từ đoạn cất của tháp chảy
xuống. Trong tháp, hơi đi dưới lên gặp lỏng đi từ trên xuống. Ở đây có sự tiếp xúc
và trao đổi giữa hai pha với nhau. Dòng lỏng chuyển động trong phần chưng càng
xuống phía dưới càng giảm nồng độ các cấu tử dễ bay hơi vì đã bị pha hơi tạo nên
từ nồi đun 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 benzene sẽ ngưng tụ
lại, cuối cùng trên đỉnh tháp ta thu được hỗn hợp có cấu tử benzene chiếm nhiều
nhất (nồng độ 80% phần mol). Hơi này đi vào thiết bị ngưng tụ (5) được ngưng tụ
hoàn toàn. Sản phẩm đi qua thiết bị trao đổi dòng (6) một phần chất lỏng ngưng tụ
đi qua thiết bị làm nguội sản phẩm đỉnh (7), rồi được đưa qua bồn chứa sản phẩm
đỉnh (8). 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. Cuối cùng
ở đáy tháp ta thu được hỗn hợp lỏng hầu hết là cấu tử khó bay hơi (nước). Hỗn
hợp lỏng ở đáy có nồng độ benzene là 9% phần mol, còn lại là nước. dung dịch
lỏng ở đáy đi ra khỏi tháp vào nồi đun (9). Trong nồi đun dung dịch lỏng một phần
sẽ bốc hơi cung cấp lại cho tháp để tiếp tục làm việc, phần còn lại ra khỏi nồi đun
được cho qua thiết bị làm nguội sản phẩm đáy (10) rồi sau đó vào bồn chứa sản
phẩm đáy (11).
Hệ thống làm việc liên tục cho ra sản phẩm đỉnh là aceton, sản phẩm đáy sau khi
trao đổi nhiệt với nhập liệu được thải bỏ.
16
CHƯƠNG 3: CÂN BẰNG VẬT CHẤT
3.1.
Các thông zô ban đầu
-
Năng suất theo nhập liệu :
3000 kg/giờ
-
Nồng độ cấu tử dễ bay hơi trong nhập liệu :
35% mol benzen
-
Nồng độ cấu tử dễ bay hơi trong sản phẩm đỉnh : 80% mol benzen
-
Nồng độ cấu tử dễ bay hơi trong sản phẩm đáy : 9% mol benzen
-
Nguyên liệu vào hệ thống ở nhiệt độ sôi
-
Quá trình làm việc trong thiết bị ở áp suất thường.
-
Loại thiết bị sử dụng tháp mâm xuyên lỗ.
-
Khối lượng phân tử của benzen và toluene : MB = 78, MT = 92
Chọn:
-
nhiệt độ nhập liệu: tF= 25°C
-
nhiệt độ sản phẩm đỉnh: tD= 30°C
-
Nhiệt độ sản phẩm đáy: tW= 30 °C
Các kí hiệu:
-
F, D, W: Lượng nguyên liê ̣u đầu, sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy.
-
aF, aD, aW: Phần khối lượng của Benzen ở hỗn hợp đầu, đỉnh và đáy.
-
xF, xD, xW: Phần mol của Benzen trong pha lỏng ở hỗn hợp đầu, đỉnh
và đáy.
-
yF, yD, yW: Phần mol của Benzen trong pha hơi ở hỗn hợp đầu, đỉnh
và đáy.
3.2.
Xác định zuất lnợng zản phẩm đỉnh va zản phẩm đáy
F=
¿
Gđ
M B . x F +¿ ¿
3000
kmol
=34,44(
)
h
78.0,35+ ( 1−0,35 ) .92
Phương trình cân bằng vật chất trong toàn bộ tháp.
17
F=D+W
Phương trình cân bằng vật chất đối với cấu tử dễ bay hơi.
F . x F =D . x D +W . xW
Cân bằng vật chất ta có tổng dòng nguyên liệu vào bằng tổng dòng sản phẩm
ra.
{
F=D+W
F . x F =D. x D + W . x W
34,44=D+W
{34,44 . 0,35=D
. 0,8+W .0,09
kmol
)
h
=>
kmol
W =21,83(
)
h
{
D=12,61(
Vì đề bài cho theo % mol nên phải đổi sang % khối lượng để tính lượng sản
phẩm đỉnh và sản phẩm đáy.
Ta có: a¿
xF . M B
0,35.78
¿
=¿0,313
x F . M B +(1−x F ) M T 0,35.78+ ( 1−0,35 ) .92
aF = =
aD =
aW =
x . MB
x . M B +(1−x) M T
xD.M B
0,8 .78
=
= 0,772
x D . M B +(1−x D ) M T 0,8 .78+ ( 1−0,8 ) .92
xW . M B
0,09 .78
=
= 0,077
xW . M B +(1−x W ) M T 0,09.78+ ( 1−0,09 ) .92
F=D+W
{F . x =D.
x +W .x
F
D
W
3000=D+ W
{3000 .0,313=D
.0,772+W .0,077
=>
kg /h
{WD=1018,7
=1981,3 kg /h
18
Y
100
100
90
90
80
80
70
70
60
60
50
50
40
40
30
30
20
20
10
10
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0
100
Hình 1. Đồ thị cân bằng Benzen – Toluen
3.3.
Xác định chỉ zô hoàn lnu thích hợp
3.3.1. Chỉ zô hoàn lnu tôi thiểu
Dựa vào đồ thị ta có x F =0.35 => y∗¿F =0.567 ¿
Trong đó là y∗¿F ¿ là nồng độ cân bằng ứng với x F .
Chỉ số hoàn lưu cực tiểu được xác định theo phương pháp đại số qua biểu thức sau:
x D − y ¿F 0.8−0.567
Rmin = ¿
=
=1.073
y F −x F 0.567−0.35
3.3.2. Chỉ zô hoàn lnu làm việc
Được xác định qua tỷ số hoàn lưu tối thiểu.
R = b.Rmin
Trong đó: hệ số dư b=1,2 ÷ 2
Với các giá trị Ri > Rmin ta được các giá trị tung độ bi tương ứng
bi =
xP
R i+ 1
Vẽ các đường làm việc của đoạn luyện ứng với các giá trị bi đó. Từ đó qua đồ thị ta
tìm được các gía trị Ni tương ứng. từ các gía trị Ni tìm được ta thành lập các giá trị
tương ứng Nlt (Ri +1).
19
b
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
R
1.073
1.287
1.502
1.716
1.931
2.145
Số mâm
Nlt.(R +1)
∞
∞
10
22.87
9
22.52
8
21.73
7
20.52
7
22.02
Nlt.(R +1)
Bảng 3. Bảng số liệu tổng hợp
23.5
23
22.5
22
21.5
21
20.5
20
19.5
19
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2
2.1
R= 1,8
Hình 2. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa Ri và Nlt (Ri +1)
Sau quá trình khảo sát đồ thị ta tìm được tỉ số hồi lưu thích hợp Rlt
Hình 3. Đồ thị xác định số mâm lí thuyết hệ benzene – toluene
Từ đồ thị ta xác định được: Rlt =1,8 ; blt = 1,7 ; Nlt = 7,5 mâm
20
- Xem thêm -