Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Biện luận quá trình mô phỏng

Biện luận quá trình mô phỏng

Tải bản đầy đủ - 0trang

MƠ PHỎNG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT BENZYL CLORIDE34



Nhiệt độ sơi của các cấu tử trong dòng nguyên liệu vào tháp chưng:

Nhiệt độ sôi (oC)

179.4

110.6

100

-85.05



Cấu tử

Benzyl clorid

Toluen

H2O

HCl



Thiết bị phản ứng CRV-100 là nơi xảy ra phản ứng chính:

C6H5CH3 + Cl2 C6H5CH2Cl + HCl

Phản ứng có độ chuyển hóa 50% tính theo Toluen, với sản phẩm là Benzyl

Clorid và HCl, do phản ứng được thực hiện ở nhiệt độ 110 oC nên hỗn hợp dòng

phản ứng cần phải được gia nhiệt bằng thiết bị gia nhiệt E-100. Kết quả phản ứng

như hình dưới:



Các cấu tử có thành phần như sau:



MƠ PHỎNG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT BENZYL CLORIDE35



Cấu tử

Benzyl Cloride

Cl2

Toluen

H2O

HCl

NaCl

NaOH

Benzyl Cloride

Cl2

Toluen

H2O

HCl

NaCl

NaOH



Thành phần mole

Dòng Vap reac (đỉnh TB phản ứng)

0.084

0.00

0.333

0.583

0

0

0

Dòng Liq reac (đáy TB phản ứng)

0.661

0

0.334

0.005

0

0

0



Sản phẩm chính là BenzylCloride chủ yếu nằm dưới dòng đáy thiết bị phản

ứng do nhiệt độ sơi của Benzyl Cloride là 178.4 oC, cao hơn nhiệt độ trong thiết bị

phản ứng là 110 oC. và có thể thấy rằng lượng Toluen tồn tại ở cả dòng đỉnh và

dòng đáy của thiết bị phản ứng CRV-100 do nhiệt độ phản ứng là 110 oC gần với

nhiệt độ sôi của Toluen là 111 oC, vì vậy lượng Toluen cần được tách và có thể hồi

lưu lại thiết bị phản ứng.

Tuy nhiên lượng sản phẩm trên dòng đỉnh là 546.53 kg/h, để tránh mất mát

sản phẩm, dòng sản phẩm đỉnh được tách ở thiết bị tách V-100.



MÔ PHỎNG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT BENZYL CLORIDE36



Dòng hỗn hợp sản phẩm sau phản ứng trước khi được tinh chế cần được

trung hòa bằng NaOH do trong phản ứng tạo ra HCl có khả năng ăn mòn thiết bị

rất cao. Đây là một axit mạnh, vì thế cần được trung hòa bằng NaOH tại thiết bị

Neutralizer. Vì việc cần phải loại HCl nên ở đây sử dụng dư NaOH nhằm phản ứng

hoàn toàn HCl. Phản ứng xảy ra đạt 100% theo HCl vì thế lượng HCl trong dòng

sản phẩm sau thiết bị bằng 0.

Đối với dòng đỉnh tháp tách pha V-100 (Vap Sep), còn chứa một lượng lớn

Toluen (141.1 kg/h), cần được tách để hồi lưu bằng thiết bị tách cấu tử X-100.

Tại thiết bị tách cấu tử ở đây cần tách 100% HCl để trách cho dòng hồi lưu

chứa cấu tử dễ gây ăn mòn thiết bị. Và vì thế nhiệt độ trong thiết bị có chênh lệch

cao do nhiệt độ sơi của HCl và Toluen chênh lệch lớn (nhiệt độ dòng HCl là 35 oC

trong khi nhiệt độ dòng đáy là 114 oC).



MƠ PHỎNG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT BENZYL CLORIDE37



Trước khi đưa vào tháp tách, dòng hỗn hợp sản phẩm cần có hệ số pha nhỏ

hơn 1, vì vậy cần làm lạnh dòng hơi từ thiết bị trung hòa axit xuống 130 oC.

Trước khi mơ phỏng tháp chưng tách với mục đích tinh chế Benzyl Cloride,

cần tính tốn các thơng số cho tháp chưng bằng công cụ Shortcut Distillation. Tuy

nhiên với tháp chưng tách, cần yêu cầu tách nước. Vì thế để tháp tách hội tụ và có

thể tính tốn chưng tách, cần có 3 thơng số để số bậc tự do bằng 0. Để ý thấy rằng

lượng Toluen tách ra có lưu lượng 28 kgmole/h, vậy nên có thể thêm một Spec cho

dòng Toluen tách ra trên đỉnh, tại spec – Distillate Rate ta cho phép dòng toluene

lấy ra là 25 kgmole/h (khơng được q lượng Toluen có trong tháp).

Dòng đáy tháp chưng chỉ gồm chủ yếu Benzyl Cloride với độ tinh khiết

>99%, được làm mát về nhiệt đơ phòng bằng thiết bị E-103 nhằm tránh cho sản

phẩm bay hơi.

Dòng đỉnh gồm thành phầm chủ yếu là toluene (sau khi tách nước), sẽ được

hồi lưu về thiết bị phản ứng, tuy nhiên, nhiệt đơ của dòng hồi lưu cao hơn cảu dòng

ngun liệu, vậy nên cần làm mát về nhiệt độ của dòng nguyên liệu, áp suất của

dòng được tăng áp bởi bơm P-100 do dòng toluene tồn tại dạng lỏng ở nhiệt độ

30oC.



MÔ PHỎNG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT BENZYL CLORIDE38



3. Xác định các thông số của tháp chưng

Để xác định các thơng số của tháp chưng, cần sử dụng tính tốn với Shortcut

Distillation với các thông số đầu vào:

Thông số

Áp suất đỉnh

Áp suất đáy

Cấu tử nhẹ dưới đáy (toluene)

Cấu tử nặng trên đỉnh (benzyl Cloride)

Tỉ số hồi lưu



Giá trị

1 atm

2 atm

0.001

0.001

1



Các thơng số dòng ngun liệu đầu vào:



MƠ PHỎNG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT BENZYL CLORIDE39



Thành phần dòng đầu vào:



Có thể thấy rằng dòng ngun liệu chỉ có 3 cấu tử là Benzyl Cloride, Toluen

và H2O. Ở trong trường hợp này, cần chọn cấu tử nhẹ trên đỉnh là toluene do khi sử

dụng toluene là cấu tử nhẹ thì các cấu tử còn lại như H2O cũng sẽ bay hơi theo.



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Biện luận quá trình mô phỏng

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×