yenphuong4486
New Member
Download miễn phí Đồ án hóa công- Chưng luyện
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU 3
Chương I: GIỚI THIỆU CHUNG 5
1.1: LÝ THUYẾT VỀ CHƯNG LUYỆN: 5
1.1.1: Phương pháp chưng luyện: 5
1.1.2. Thiết bị chưng luyện: 6
1.2.GIỚI THIỆU VỀ HỖN HỢP CHƯNG LUYỆN: 6
1.2.1.Axit propinic 6
1.2.2. Nước (H2O) 8
1.3. DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT 11
Chương 2: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH 13
2.1. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT LIỆU TOÀN THIẾT BỊ: 13
2.1.1.Cân bằng vật liệu 14
2.1.2.Tính chỉ số hồi lưu tối thiểu 15
2.1.3.Tính chỉ số hồi lưu thích hợp 17
2.1.4.Số đĩa lý thuyết. 27
2.1.5.Phương trình đường nồng độ làm việc: 27
2.2. TÍNH ĐƯỜNG KÍNH THÁP 28
2.2.1.Lượng hơi trung bình các dòng pha đi trong tháp. 28
2.2.2.Khối lượng riêng trung bình 33
2.2.3. Vận tốc hơi đi trong tháp 36
2.2.4. Tính đường kính tháp 36
2.3. TÍNH CHIỀU CAO THÁP 37
2.3.1. Hệ số khuếch tán 37
2.3.2. Hệ số cấp khối 39
2.3.3. Hệ số chuyển khối, đường cong động học, số đĩa thực tế: 42
2.3.4. Hiệu suất tháp, chiều cao tháp 47
2.4. TÍNH TRỞ LỰC THÁP 49
2.4.1. Trở lực của đĩa khô 49
2.4.2. Trở lực của đĩa do sức căng bề mặt. 50
2.4.3. Trở lực của lớp chất lỏng trên đĩa 51
2.4.4. Trở lực của tháp 51
2.5. TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG 52
2.5.1. Tính cân bằng nhiệt trong thiết bị gia nhệt hỗn hợp đầu: 52
2.5.2. Tính cân bằng nhiệt lượng toàn tháp chưng luyện 54
2.5.3. Tính cân bằng nhiệt lượng trong thiết bị ngưng tụ: 57
2.5.4. Tính cân bằng nhiệt lượng trong thiết bị làm lạnh 58
Chương 3. TÍNH TOÁN CƠ KHÍ 60
3.1. TÍNH TOÁN THÂN THÁP: 60
3.1.1. Áp suất trong thiết bị. 60
3.1.2. Ứng suất cho phép 61
3.1.3 Tính hệ số bền của thành hình trụ theo phương dọc: 61
3.1.4. Đại lượng bổ sung. 62
3.1.5. Chiều dày thân tháp. 62
3.2. TÍNH ĐƯỜNG KÍNH CÁC ỐNG DẪN 63
3.2.1. Đường kính ống chảy chuyền 64
3.2.2. Đường kính ống dẫn hỗn hợp đầu vào tháp 64
3.2.3. Đường kính ống dẫn hơi đỉnh tháp. 65
3.2.4. Đường kính ống dẫn sản phẩm đáy. 65
3.2.5.Đường kính ống dẫn hơi ngưng tụ hồi lưu 66
3.2.6. Đường kính ống dẫn hơi sản phẩm đáy hồi lưu. 67
3.3. TÍNH ĐÁY VÀ NẮP THIẾT BỊ 67
3.4 CHỌN MẶT BÍCH 70
3.4.1. Chọn mặt bích để nối thân tháp và nắp, đáy 70
3.4.2. Chọn mặt bích để nối ống dẫn thiết bị: 70
3.5. TÍNH VÀ CHỌN GIÁ ĐỠ, TAI TREO 71
3.5.1. Tính khối lượng toàn bộ tháp 71
3.5.2. Tính tai treo 74
Chương 4. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ 77
4.1 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ GIA NHIỆT HỖN HỢP ĐẦU 77
4.1.1. Tính hiệu số nhiệt độ trung bình 77
4.1.2. Tính lượng nhiệt trao đổi 78
4.1.3. Tính hệ số cấp nhiệt. 78
4.2. TÍNH BƠM VÀ THÙNG CAO VỊ 85
4.2.1. Tính các trở lực 86
4.2.2. Tính chiều cao thùng cao vị so với đĩa tiếp liệu 94
4.2.3. Tính và chọn bơm 95
KẾT LUẬN 99
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
số cấp khốia. Độ nhớt của hỗn hợp hơi:
μ = M.
Trong đó:
y : Nồng độ nước trong pha hơi
Đoạn luyện có y = y = 0,861 ; Đoạn chưng: y = y = 0,5437
M : Trọng lượng phân tử của hỗn hợp khí:
Đoạn luyện :
M = = y.M + (1 - y).M
= 0,861.18 + (1- 0,861).74 = 25,784 (kg/kmol)
Đoạn chưng
M = = y.M + (1 - y).M
= 0,5473.18 + (1 - 0,5437)74 = 43,553 (kg/kmol)
μ, μ : Độ nhớt của nước và axit propionic:
Đoạn luyện : t = t = 99,33 theo toán đồ I.35 - T1
μ = 0,0127.10 (Ns/m) và μ = 0,0102.10 (Ns/m)
Đoạn chưng: t = t = 100,187C theo toán đồ hình I.35 - T1
μ = 0,0129.10 (Ns/m) và μ = 0,0105.10 (Ns/m)
=> Độ nhớt của hỗn hợp hơi đoạn luyện là:
μ = 25,784. = 1,157.10 (Ns/m)
=> Độ nhớt hỗn hợp hơi của đoạn chưng là:
μ = 43,553. = 1,096.10 (Ns/m)
b. Độ nhớt của hỗn hợp lỏng.
lg μ = x.lg μ + (1 - x).lg μ
Trong đó:
x : Nồng độ phần mol của axit propionic trong hỗn hợp:
Đoạn luyện có: x = x = 0,779; Đoạn chưng có x = x = 0,567
μ, μ : Độ nhớt động lực của nước và axit propionic
Đoạn luyện: t = t = 99,1583C nội suy theo bảng I.101 - T1:
μ = 0,286 (cP), μ = 0,463 (cP)
Đoạn chưng có: t = t = 100,097C nội suy theo bảng I.101 đối với nước và toán đồ đối với axit ( Sổ tay QT&TBCNHC - T1) ta được:
μ = 0,283(cP) và μ = 0,43 (cP)
=> Độ nhớt hỗn hợp lỏng đoạn luyện:
Lgμ = 0,779.lg(0,286) + (1 - 0,779)lg(0,463) = -0,5
μ = 0,317 (cP) = 0,317.10 (Ns/m)
Độ nhớt hỗn hợp lỏng đoạn chưng:
Lg (μ) = 0,567 . lg(0,283) + (1 - 0,567).lg(0,43) = - 0,44
μ = 0,34 (cP) = 0,34 .10 (Ns/m)
c. Chuẩn số Reynolt đối với pha hơi
Re =
Trong đó:
ω : Tốc độ hơi tính cho mặt cắt tự do của tháp (m/s)
h : Kích thước dài, chấp nhận h = 1 m
ρ : Khối lượng riêng trung bình của hơi (kg/m)
μ : Độ nhớt trung bình của hơi (Ns/m)
Chuẩn số Reynolt đối với pha hơi đoạn luyện là:
Re = = 0,994.10
Chuẩn số Reynolt đối với pha hơi đoạn chưng là:
Re = = 1,44.10
d. Chuẩn số Prand đối với pha lỏng:
Pr =
Trong đó:
ρ : Khối lượng riêng trung bình của lỏng (kg/m)
D : Hệ số khuếch tán trung bình trong pha lỏng (m/s)
μ : Độ nhớt trung bình của lỏng (Ns/m)
=> Chuẩn số Prand đối với pha lỏng đoạn luyện là:
Pr = = 26,84
=> Chuẩn số Prand đối với pha lỏng đoạn chưng là:
Pr = = 28,59
e. Hệ số cấp khối trong pha hơi
Theo công thức tính cho đĩa lỗ có ống chảy chuyền (II-164):
β = (0,79.Re + 11000)
Trong đó:
D : Hệ số khuếch tán trong pha hơi (m/s)
Re : Chuẩn số Reynolt đối với pha hơi.
=> Hệ số cấp khối pha hơi đoạn luyện là:
β = .(0,79.0,994.10 + 11000) = 0,063
=> Hệ số cấp khối pha hơi đoạn chưng là:
β = .(0,79.1,44.10 + 11000) = 0,089
f. Hệ số cấp khối trong pha lỏng:
Theo công thức tính cho đĩa lỗ có ống chảy chuyền (II-165):
β = .Pr
Trong đó:
D : Hệ số khuếch tán trung bình trong pha lỏng (m/s)
M : Khối lượng mol trung bình của pha lỏng (kg/kmol)
Đoạn luyện: x = x = 0,779
=> M = 0,779.18 + (1 - 0,779).74 = 30,376 (kg/kmol)
Đoạn chưng: x = x = 0,567
=> M = 0,567.18 + (1 - 0,567).74 = 42,23 (kg/kmol)
H: Kích thước dài, chấp nhận bằng 1 m
Pr : Chuẩn số prand đối với pha lỏng
=> Hệ số cấp khối trong pha lỏng đoạn luyện là:
β = .26,84 = 0,114
=> Hệ số cấp khối trong pha lỏng đoạn chưng là:
β = .28,09 = 0,085
2.3.3. Hệ số chuyển khối, đường cong động học, số đĩa thực tế:
a. Hệ số chuyển khối
k = ( sbt II - trang 130)
m : Hệ số phân bố vật chất phụ thuộc vào t, áp suất, nồng độ của các pha
m = tg α =
β: Hệ số cấp khối
=> Hệ số chuyển khối trong đoạn luyện:
K =
=> Hệ số chuyển khối trong đoạn chưng:
K =
b. Tính đường kính ống chảy chuyền:
d = (m) (sbt II - trang 122)
G : Lưu lượng lỏng đi trong tháp
Đoạn luyện G = 6744,68 (kg/h)
Đoạn chưng: G =26161 (kg/h)
ρ: Khối lượng riêng trung bình pha lỏng
z : Số ống chảy chuyền phụ thuộc vào đường kính tháp, chọn z = 1
ω : Tốc độ chất lỏng trong ống chảy truyền, chọn ω = 0,15 (m/s)
=> Đường kính ống chảy chuyền trong đoạn luyện:
d = = 0,0407 (m)
Quy chuẩn: d = 0,04 (m)
Tính ngược lại ta được ω = 0.155 (m/s)
Từ d ta tính được f = = 1,26.10 (m)
=> Đường kính ống chảy truyền trong đoạn chưng:
d = = 0,254 (m)
Quy chuẩn d = 0,25 (m)
Tính ngược lại ta được ω = 0,155 (m)
Từ d ta tính được f = = 0,049 (m)
Diện tích làm việc của đĩa: f = F - f.m
F : Diện tích mặt cắt ngang của tháp (m): F = (m)
Đoạn luyện : f = - 1.1,26.10 = 2,83 (m)
Đoạn chưng : f = - 1.0,049 = 2,79 (m)
Tính số đơn vị chuyển khối
m =
g : Lượng hơi trung bình (kg/h)
Đoạn luyện g = 11744,67 (kg/h) = = 0,126 (kmol/s)
Đoạn chưng g = 16161,68 (kg/h) = = 0,103 (kmol/s)
k : Hệ số chuyển khối (kmol/ms)
f : Diện tích làm việc của đĩa: f = F - f.m
F : Diện tích mặt cắt ngang của tháp
f : Diện tích mặt cắt ngang của ống chảy chuyền
m: Số ống chảy chuyền trên mỗi đĩa : chọn m = 1
=> Số đơn vị chuyển khối đoạn luyện: m = = 22,46.k
=> Số đơn vị chuyển khối đoạn chưng: m = = 27,087.k
Đường cong động học.
Xác định số đĩa thực tế bằng đường cong động học theo các bước sau:
Vẽ đường cong cân bằng y = f(x) và vẽ đường làm việc của đoạn chưng, đoạn luyện với R
Dựng các đường thẳng vuông góc với Ox, các đường này cắt đường
làm việc tại : A; A; A;…; A và cắt đường cân bằng y = f(x) tại C; C ;…; C.
Tại mỗi giá trị của x tìm tg góc nghiêng của đường cân bằng:
m = tgα =
- Tính hệ số chuyển khối ứng với mỗi giá trị của x:
Hệ số chuyển khối trong đoạn luyện:
K =
Hệ số chuyển khối trong đoạn chưng:
K =
Tính đơn vị chuyển khối:
Có: m = = 22,46.k và m = = 27,087.k
Xác định C theo công thức: C = e
Với mỗi giá trị của x tương ứng ta có A là điểm thuộc đường làm việc, C là điểm thuộc đường cân bằng và B là điểm thuộc đường cong động học cần xác định: Tìm đoạn theo công thức: =
Vẽ đường cong phụ đi qua các điểm B ( i = 1 ÷ 9)
Vẽ số bậc nằm giữa đường cong phụ và đường làm việc, số bậc là số đĩa thực tế của tháp.
Bảng tổng hợp kết quả:
x
xcb
y
ycb
m
ky
myT
Cy
AiCi
BiCi
Đoạn
chưng
0,1
0,0227
0,1071
0,37
3,4
0,022
0,494
1,63
0,263
0,16
0,2
0,0551
0,2387
0,545
2,11
0,029
0,65
1,915
0,306
0,159
0,3
0,1
0,3703
0,66
1,45
0,035
0,786
2,19
0,289
0,13
0,4
0,1699
0,5019
0,749
1,07
0,0396
0,889
2,43
0,247
0,1
0,5
0,2749
0,6335
0,805
0,76
0,044
0,988
2,686
0,172
0,064
0,6
0,7651
0,7651
0,844
0,45
0,05
1,123
3,07
0,079
0,013
Đoạn luyện
0,7
0,8259
0,8259
0,875
0,33
0,066
1,787
5,97
0,049
0,0082
0,8
0,6967
0,874
0,903
0,28
0,068
1,84
6,297
0,029
0,0046
0,9
0,874
0,9221
0,932
0,38
0,064
1,73
5,64
0,0099
0,0018
Hình 2.10 : Xác định số đĩa thực tế
Từ đường nồng độ làm việc và đường cong động học ta vừa vẽ được, ta tìm được số đĩa thực tế của tháp là N = 14. Trong đó:
Số đĩa đoạn chưng : 7
Số đĩa đoạn luyện: 7
2.3.4. Hiệu suất tháp, chiều cao tháp
a. Hiệu suất tháp
ŋ = = .100% = 64,43 %
b. Chiều cao tháp tính theo công thức:
H = N .(H + δ) + (0,8 ÷ 1)
Trong đó:
N : Số đĩa thực tế
H : Khoảng cách giữa các đĩa (m). Nội suy theo bảng IX.4a (Sổ tay QT&TBCNHC - T2)
D = D = 1,9m chọn H = H = 550 mm
(0,8 ÷ 1): khoảng cách cho phép ở đỉnh và đáy thiết bị
δ: Chiều dày đĩa (m) chọn δ = 3 mm
Suy ra
Đoạn luyện: H = 7.(0,550 + 0,003) + 1,0 = 5,06 (m)
Đoạn chưng: H = 7.(0,550 + 0,003) + 1,0 = 5,06 (m)
=> Chiều cao tháp là H = H + H = 10,12 (m)
Quy chuẩn chi