Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Tra bảng I.2, trang 9, [1]

Tra bảng I.2, trang 9, [1]

Tải bản đầy đủ - 0trang

Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TPHCM



Khoa Công nghệ Hóa học



Hình 1: Giản đồ T – x,y của hệ Axit axetic – Nước



-



Khối lượng riêng trung bình của pha hơi trong phần luyện



Nồng độ trung bình của pha hơi trong phần luyện

yL = 0,701xL + 0,295 = 0,7010,935 + 0,295 = 0,95044

Dựa vào hình 1

⇒ Nhiệt độ trung bình của pha hơi trong phần luyện: THL = 100,599 (oC)

-



Khối lượng mol trung bình của pha hơi trong phần luyện

MHL = yL. MN + (1 – yL). MA

= 0,9504418 + (1 – 0,95044)60 = 20,0815 (kg/kmol)



-



Khối lượng riêng trung bình của pha hơi trong phần luyện



-



Tính vận tốc pha hơi đi trong phần luyện



GVHD: Th.S Võ P. Phương Trang



23



Trường Đại học Cơng nghiệp Thực phẩm TPHCM



Khoa Cơng nghệ Hóa học



Tra bảng IX.4a, trang 169, [2]

Với đường kính tháp trong khoảng 1,4 ÷ 1,6 (m) thì khoảng cách mâm là: ∆h = 400 (mm)

= 0,4 (m)

Tra đồ thị 6.2, trang 256, [3] ⇒ C = 0,057

-



Vận tốc pha hơi đi trong phần luyện



Tính đường kính phần luyện

Suất lượng mol của pha hơi trong phần luyện: nHL = nHD = (kmol/h)

Suất lượng thể tích của pha hơi trong phần luyện

Đường kính phần luyện





Phần luyện

Tính tốn tương tự như phần luyện ⇒ ta có bảng kết quả sau:



0,302



0,153



0,347



109



107,4



45,41

5



952,92

4



944,68

0



0,001



945,92

8



1,449



1,456



1,933



1,4



Vì φL ≈ φC ⇒ ta có thể lấy đường kính của tồn tháp là đường kính của phần

chưng

Chọn theo chuẩn ⇒ φ = 1,4 (m)

GVHD: Th.S Võ P. Phương Trang



24



Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TPHCM



Khoa Cơng nghệ Hóa học



Kết luận: đường kính tháp là φ = 1,4 (m)

Vận tốc pha hơi trong phần chưng và phần luyện theo thực tế:



GVHD: Th.S Võ P. Phương Trang



25



Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TPHCM



Khoa Công nghệ Hóa học



Hình 2: Đồ thị số mâm lý thuyết phần chưng



GVHD: Th.S Võ P. Phương Trang



26



Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TPHCM



Khoa Cơng nghệ Hóa học



Hình 3: Đồ thị số mâm lý thuyết phần cất



5.2. Chiều cao tháp

• Phần cất

Dựa vào hình 3 ⇒ Số mâm lý thuyết phần luyện: nltL = 19

Tính hiệu suất mâm:

Tại nhiệt độ trung bình của pha hơi trong phần luyện THL = 101,6 (oC)

Tra bảng I.250, trang 312, [1]

⇒ Áp suất hơi bão hòa của nước PNL = 1,09668 at = 806,060 (mmHg)

Tra hình XXIII, trang 466, [3]

⇒ Áp suất hơi bão hòa của axit axetic PAL = 150 (mmHg)



GVHD: Th.S Võ P. Phương Trang



27



Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TPHCM



αL =

N:



Khoa Cơng nghệ Hóa học



PNL 806,060

=

PAL

150

= 5,374



Tại nhiệt độ trung bình của pha lỏng trong phần luyện TLL = 101,4 (oC)

Tra bảng I.104, trang 96, [1] ⇒ Độ nhớt của nước µNL = 0,2808 (cP)

Dùng tốn đồ I.18, trang 90, [1] ⇒ Độ nhớt của axit axetic µAL = 0,42 (cP)

⇒ Độ nhớt của hỗn hợp lỏng:

Áp dụng trong công thức (I.12), trang 84, [1]

lgµhh = x1lgµ1 + x2lgµ2

Nên: lgµL = - 0,541

⇒ µL = 0,306 (cP)

⇒ αLµL = 1,644

Tra hình 6.4, trang 257, [3] ⇒ EL = 0,42

Vì tháp có đường kính φ = 1,4m > 0,9m nên phải hiệu chỉnh lại giá trị EL.

Tra hình 6.5, trang 258, [3] ⇒ ∆ = 0,14

Nên: ECL = EL(1 + ∆) = 0,479

Tính số mâm thực tế phần luyện:

Số mâm thực:

• Phần chưng:

Tính tốn tương tự như phần luyện ⇒ ta có bảng kết quả sau:



7



1066,63

2



190



GVHD: Th.S Võ P. Phương Trang



5,614



0,2632



0,39



-0,461



0,346



28



Trường Đại học Cơng nghiệp Thực phẩm TPHCM



1,944



0,4



0,456



Khoa Cơng nghệ Hóa học



30,702



13



• Chiều cao tháp

- Số mâm lý thuyết của tồn tháp: nlt = nltL + nltC = 19 + 7 = 25

- Số mâm thực tế của toàn tháp: ntt = nttL + nttC = 40 + 13 = 53

- Chiều cao thân tháp: Hthân = (ntt –1)∆h + 1 = 29 (m)



-



ht

φ



Chọn đáy (nắp) ellip tiêu chuẩn có

= 0,25 ⇒ ht = 0,35 (m)

Chọn chiều cao gờ: hg = 50mm = 0,05 (m)

Chiều cao đáy (nắp): Hđn = ht+ hg = 0,4 (m)



Kết luận

Chiều cao toàn tháp: H = Hthân + 2Hđn = 29 + 2.0,4 = 29,8 (m)

5.3. Trở lực tháp

• Cấu tạo mâm lỗ

Chọn tháp mâm xuyên lỗ có ống chảy chuyền với

-



Tiết diện tự do bằng 8% diện tích mâm.

Đường kính lỗ: dlỗ = 3mm = 0,003 (m).

Chiều cao gờ chảy tràn: hgờ = 50mm = 0,05 (m).

Diện tích của 2 bán nguyệt bằng 20% diện tích mâm.

Lỗ bố trí theo hình lục giác đều.

Khoảng cách giữa 2 tâm lỗ bằng 7mm.

Mâm được làm bằng thép khơng gỉ X18H10T.

Số lỗ trên 1 mâm

2



N=



 φ 

8%Smâm

1,4 

 = 0,08

= 0,08



Slỗ

 0,03

 dlỗ



2



= 17422,222



Gọi a là số hình lục giác.

Áp dụng công thức (V.139), trang 48, [2]

N = 3a(a+1) +1

Giải phương trình bậc 2 ⇒ a = 75,706 ≈ 76 ⇒ N = 17557 (lỗ)

Số lỗ trên đường chéo: b = 2a + 1 = 153 (lỗ)

• Trở lực của đĩa khô

GVHD: Th.S Võ P. Phương Trang



29



Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TPHCM



Áp dụng công thức (IX.140), trang 194, [2]:



Khoa Cơng nghệ Hóa học



ω'2 .ρ H

∆Pk = ξ

2



Đối với đĩa có tiết diện tự do bằng 8% diện tích mâm thì ξ = 1,82

-



Phần chưng



Vận tốc hơi qua lỗ: ω’L =



Nên: ∆PkL =

-



ω L 1,284

=

8% 0,08

= 16,05 (m/s).



15,3922.0,815

1,82

2



= 175,724 (N/m2).



Phần cất



ωC 1,256

=

8% 0,08

Vận tốc hơi qua lỗ: ω’C =

= 15,696 (m/s).



Nên: ∆PkC =



15,6962.1,449

1,82

2



= 324,829 (N/m2).



• Trở lực do sức căng bề mặt

Vì đĩa có đường kính lỗ > 1 (mm)

∆Pσ =

Áp dụng công thức (IX.142), trang 194, [2]:

-





1,3dlỗ+ 0,08d2lỗ



Phần cất



Tại nhiệt độ trung bình của pha lỏng trong phần luyện TLL = 100,08 (oC)

Tra bảng I.249, trang 310, [1]

⇒ Sức căng bề mặt của nước σNL = 0,585756 (N/m)

Tra bảng I.242, trang 300, [1]

⇒ Sức căng bề mặt của axit σAL = 0,019674 (N/m)



GVHD: Th.S Võ P. Phương Trang



30



Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TPHCM



Khoa Công nghệ Hóa học



Áp dụng cơng thức (I.76), trang 299, [1]:



0,585756

× 0,019674

0,585756+ 0,019674



σ LL =

Nên:



∆PσL =

Cho ta:

-



σσ

1 1

1

=

+

⇒σ= 1 2

σ σ1 σ 2

σ1 + σ 2



= 0,019 (N/m)



4× 0,019

1,3× 0,003+ 0,08× 0,0032



= 19,519 (N/m2)



Phần chưng



Tính tốn tương tự như phần luyện ⇒ ta có bảng kết quả sau:

σNC



σAC



σLC



∆pσC



0,573996



0,01913

4



0,019



18,988



• Trở lực thủy tĩnh do chất lỏng trên đĩa tạo ra

Áp dụng công thức trang 285, [3]:∆Pb = 1,3hbKρLg

Với: hb = hgờ + ∆hl



 QL





∆hl = 

 1,85L K 

gờ 





2/ 3



Trong đó:

-



Lgờ : chiều dài của gờ chảy tràn, m

K = ρb/ρL : tỷ số giữa khối lượng riêng chất lỏng bọt và khối lượng riêng của



-



chất lỏng, lấy gần bằng 0,5.

nL .M L

ρL

QL =

: suất lượng thể tích của pha lỏng, m3/s.



GVHD: Th.S Võ P. Phương Trang



31



Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TPHCM



Khoa Cơng nghệ Hóa học



• Tính chiều dài gờ chảy tràn



Ta có: Squạt - S∆ = Sbán nguyệt







R2

1

α

α 20% 2

α

− 2. R sin R cos =

πR

2

2

2

2

2



⇔ α - sinα = 0,2π

Dùng phép lặp ⇒ α = 1,626753345 (Rad)

α

2



Nên: Lgờ = φsin = 1,4. sin

-



1,626753345

2



= 1,017 (m)



Phần cất



Khối lượng mol trung bình của pha lỏng trong phần luyện



MLL =



M LD + M F 18,585+ 35,294

=

2

2



= 26,940 (kg/kmol)



Suất lượng mol của pha lỏng trong phần luyện: nLL = L = 171,885 (kmol/h)

Suất lượng thể tích của pha lỏng trong phần luyện



GVHD: Th.S Võ P. Phương Trang



32



Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TPHCM



QLL =



Nên:



Khoa Cơng nghệ Hóa học



nLL .M LL 171,885× 26,940

=

ρ LL

956,661



= 0,00134 (m3/s)



0,00134 



∆hlL = 



 1,85× 1,017× 0,5



2/ 3



= 0,01269 (m)



Cho ta: ∆PbL = 1,3(hgờ + ∆hlL)KρLLg

= 1,3.(0,05 + 0,01269). 0,5. 956,661. 9,81 = 382,396 (N/m2)

-



Phần chưng



Tính tốn tương tự như phần luyện ⇒ ta có bảng kết quả sau:



MLC



QLC



∆hlC



∆pbC



47,301



0,00357



0,02432



448,26

1



• Tổng trở lực thuỷ lực của tháp

Tổng trở lực của 1 mâm trong phần luyện của tháp là

∆PL = ∆PkL + ∆PσL + ∆PbL = 175,724 + 19,519 + 382,396 = 577,638 (N/m2)

Tổng trở lực của 1 mâm trong phần chưng của tháp là

∆PC = ∆PkC + ∆PσC + ∆PbC = 324,829 + 18,988 + 448,261 = 792,078 (N/m2)

Kiểm tra hoạt động của mâm

Kiểm tra lại khoảng cách mâm ∆h = 0,4m đảm bảo cho điều kiện hoạt động bình



1,8

thường của tháp: ∆h >



∆P

ρL g



GVHD: Th.S Võ P. Phương Trang



33



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tra bảng I.2, trang 9, [1]

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×