Đề tài nghiên cứu khoa học: Đồ án hóa công

ĐH Công nghiệp Hà Nội – Khoa CN Hóa<br /> <br /> http://www.ebook.edu.vn<br /> <br /> MỤC LỤC<br /> LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................ 4<br /> Chương I: GIỚI THIỆU CHUNG .............................................................. 5<br /> 1.1: LÝ THUYẾT VỀ CHƯNG LUYỆN: ................................................ 5<br /> 1.1.1: Phương pháp chưng luyện:........................................................... 5<br /> 1.1.2. Thiết bị chưng luyện: ................................................................... 6<br /> 1.2.GIỚI THIỆU VỀ HỖN HỢP CHƯNG LUYỆN: ................................ 6<br /> 1.2.1.Axit propinic ................................................................................. 6<br /> 1.2.2. Nước (H2O) ................................................................................. 8<br /> 1.3. DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT........................................................... 11<br /> Chương 2: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH ........................................... 13<br /> 2.1. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT LIỆU TOÀN THIẾT BỊ: ............. 13<br /> 2.1.1.Cân bằng vật liệu......................................................................... 14<br /> 2.1.2.Tính chỉ số hồi lưu tối thiểu ........................................................ 15<br /> 2.1.3.Tính chỉ số hồi lưu thích hợp ...................................................... 17<br /> 2.1.4.Số đĩa lý thuyết. .......................................................................... 27<br /> 2.1.5.Phương trình đường nồng độ làm việc: ....................................... 27<br /> 2.2. TÍNH ĐƯỜNG KÍNH THÁP .......................................................... 28<br /> 2.2.1.Lượng hơi trung bình các dòng pha đi trong tháp. ...................... 28<br /> 2.2.2.Khối lượng riêng trung bình ........................................................ 33<br /> 2.2.3. Vận tốc hơi đi trong tháp............................................................ 36<br /> 2.2.4. Tính đường kính tháp ................................................................. 36<br /> 2.3. TÍNH CHIỀU CAO THÁP .............................................................. 37<br /> 2.3.1. Hệ số khuếch tán ........................................................................ 37<br /> 2.3.2. Hệ số cấp khối ............................................................................ 39<br /> 2.3.3. Hệ số chuyển khối, đường cong động học, số đĩa thực tế: ......... 42<br /> 2.3.4. Hiệu suất tháp, chiều cao tháp .................................................... 47<br /> 2.4. TÍNH TRỞ LỰC THÁP ................................................................... 49<br /> Lê Thị Hiền – Lớp Đại học công nghệ Hóa 1-k3. Đồ án hóa công<br /> 1<br /> <br /> ĐH Công nghiệp Hà Nội – Khoa CN Hóa<br /> <br /> http://www.ebook.edu.vn<br /> <br /> 2.4.1. Trở lực của đĩa khô .................................................................... 49<br /> 2.4.2. Trở lực của đĩa do sức căng bề mặt. ........................................... 50<br /> 2.4.3. Trở lực của lớp chất lỏng trên đĩa .............................................. 51<br /> 2.4.4. Trở lực của tháp ......................................................................... 51<br /> 2.5. TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG............................................... 52<br /> 2.5.1. Tính cân bằng nhiệt trong thiết bị gia nhệt hỗn hợp đầu: ........... 52<br /> 2.5.2. Tính cân bằng nhiệt lượng toàn tháp chưng luyện ..................... 54<br /> 2.5.3. Tính cân bằng nhiệt lượng trong thiết bị ngưng tụ: .................... 57<br /> 2.5.4. Tính cân bằng nhiệt lượng trong thiết bị làm lạnh ..................... 58<br /> Chương 3. TÍNH TOÁN CƠ KHÍ ............................................................ 60<br /> 3.1. TÍNH TOÁN THÂN THÁP:............................................................ 60<br /> 3.1.1. Áp suất trong thiết bị. ................................................................. 60<br /> 3.1.2. Ứng suất cho phép...................................................................... 61<br /> 3.1.3 Tính hệ số bền của thành hình trụ theo phương dọc:................... 61<br /> 3.1.4. Đại lượng bổ sung. ..................................................................... 62<br /> 3.1.5. Chiều dày thân tháp. ................................................................... 62<br /> 3.2. TÍNH ĐƯỜNG KÍNH CÁC ỐNG DẪN ......................................... 63<br /> 3.2.1. Đường kính ống chảy chuyền .................................................... 64<br /> 3.2.2. Đường kính ống dẫn hỗn hợp đầu vào tháp................................ 64<br /> 3.2.3. Đường kính ống dẫn hơi đỉnh tháp. ............................................ 65<br /> 3.2.4. Đường kính ống dẫn sản phẩm đáy. ........................................... 65<br /> 3.2.5.Đường kính ống dẫn hơi ngưng tụ hồi lưu .................................. 66<br /> 3.2.6. Đường kính ống dẫn hơi sản phẩm đáy hồi lưu.......................... 67<br /> 3.3. TÍNH ĐÁY VÀ NẮP THIẾT BỊ ..................................................... 67<br /> 3.4 CHỌN MẶT BÍCH ........................................................................... 70<br /> 3.4.1. Chọn mặt bích để nối thân tháp và nắp, đáy............................... 70<br /> 3.4.2. Chọn mặt bích để nối ống dẫn thiết bị: ...................................... 70<br /> 3.5. TÍNH VÀ CHỌN GIÁ ĐỠ, TAI TREO .......................................... 71<br /> Lê Thị Hiền – Lớp Đại học công nghệ Hóa 1-k3. Đồ án hóa công<br /> <br /> 2<br /> <br /> ĐH Công nghiệp Hà Nội – Khoa CN Hóa<br /> <br /> http://www.ebook.edu.vn<br /> <br /> 3.5.1. Tính khối lượng toàn bộ tháp ..................................................... 71<br /> 3.5.2. Tính tai treo ................................................................................ 74<br /> Chương 4. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ ................................................ 77<br /> 4.1 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ GIA NHIỆT HỖN HỢP ĐẦU ................... 77<br /> 4.1.1. Tính hiệu số nhiệt độ trung bình ................................................ 77<br /> 4.1.2. Tính lượng nhiệt trao đổi............................................................ 78<br /> 4.1.3. Tính hệ số cấp nhiệt. .................................................................. 78<br /> 4.2. TÍNH BƠM VÀ THÙNG CAO VỊ .................................................. 85<br /> 4.2.1. Tính các trở lực .......................................................................... 86<br /> 4.2.2. Tính chiều cao thùng cao vị so với đĩa tiếp liệu ......................... 94<br /> 4.2.3. Tính và chọn bơm ...................................................................... 95<br /> KẾT LUẬN .............................................................................................. 99<br /> <br /> Lê Thị Hiền – Lớp Đại học công nghệ Hóa 1-k3. Đồ án hóa công<br /> <br /> 3<br /> <br /> ĐH Công nghiệp Hà Nội – Khoa CN Hóa<br /> <br /> http://www.ebook.edu.vn<br /> <br /> LỜI MỞ ĐẦU<br /> Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nền công<br /> nghiệp đã mang lại cho con người những lợi ích vô cùng to lớn về vật chất<br /> và tinh thần. Để nâng cao đời sống nhân dân, để hòa nhập chung với sự phát<br /> triển chung của các nước trong khu vực cũng như trên thế giới Đảng và Nhà<br /> nước ta đã đề ra mục tiêu công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước.<br /> Trong tiến trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước những ngành<br /> mũi nhọn như công nghệ thông tin, công nghệ sinh học, công nghệ điện tử<br /> tự động hóa…công nghệ hóa giữ vai trò quan trọng trong việc sản xuất các<br /> sản phẩm phục vụ cho nền kinh tế quốc dân, tạo tiền đề cho nhiều ngành<br /> khác phát triển.<br /> Khi kinh tế phát triển thì nhu cầu của con người ngày càng tăng. Do<br /> vậy các sản phẩm cũng đòi hỏi cao hơn, đa dạng hơn, phong phú hơn, theo<br /> đó công nghệ sản xuất cũng phải nâng cao. Trong công nghệ hóa học nói<br /> chung việc sử dụng hóa chất có độ tinh khiết cao là yếu tố căn bản tạo ra<br /> sản phẩm có chất lượng cao. Có nhiều phương pháp khác nhau để làm tăng<br /> nồng độ, độ tinh khiết như: chưng cất, cô đặc, trích ly. Tùy vào tính chất<br /> của hệ mà ta lựa chọn phương pháp thích hợp.<br /> <br /> Lê Thị Hiền – Lớp Đại học công nghệ Hóa 1-k3. Đồ án hóa công<br /> <br /> 4<br /> <br /> ĐH Công nghiệp Hà Nội – Khoa CN Hóa<br /> <br /> http://www.ebook.edu.vn<br /> <br /> Chương I: GIỚI THIỆU CHUNG<br /> 1.1: LÝ THUYẾT VỀ CHƯNG LUYỆN:<br /> 1.1.1: Phương pháp chưng luyện:<br /> Chưng luyện là một phương pháp nhằm để phân tách một hỗn hợp khí<br /> đã hóa lỏng dựa trên độ bay hơi tương đối khác nhau giữa các cấu tử thành<br /> phần ở cùng một áp suất.<br /> Phương pháp chưng luyện này là một quá trình trong đó hỗn hợp được<br /> bốc hơi và ngưng tụ nhiều lần. Kết quả cuối cùng ở đỉnh tháp ta thu được<br /> một hỗn hợp gồm hầu hết các cấu tử dễ bay hơi và nồng độ đạt yêu cầu.<br /> Phương pháp chưng luyện cho hiệu suất phân tách cao, vì vậy nó được sử<br /> dụng nhiều trong thực tế.<br /> Dựa trên các phương pháp chưng luyện liên tục, người ta đưa ra nhiều<br /> thiết bị phân tách đa dạng như tháp chóp, tháp đĩa lỗ không có ống chảy<br /> truyền, tháp đĩa lỗ có ống chảy truyền, tháp đệm… Cùng với các thiết bị ta<br /> có các phương pháp chưng cất là:<br /> a.<br /> <br /> Áp suất làm việc:<br /> - Chưng cất ở áp suất thấp.<br /> - Chưng cất ở áp suất thường.<br /> - Chưng cất ở áp suất cao.<br /> <br /> Nguyên tắc của phương pháp này là dựa trên nhiệt độ sôi của các cấu<br /> tử: nếu nhiệt độ sôi của các cấu tử quá cao thì giảm áp suất làm việc để<br /> giảm nhệt độ sôi của các cấu tử.<br /> b.<br /> <br /> Nguyên lý làm việc: có thể làm việc theo nguyên lý liên tục hoặc<br /> gián đoạn:<br /> •<br /> <br /> Chưng gián đoạn: phương pháp này được sử dụng khi:<br /> Nhiệt độ sôi của các cấu tử khác xa nhau.<br /> Không cần đòi hỏi sản phẩm có độ tinh khiết cao<br /> Tách hỗn hợp lỏng ra khỏi tạp chất không bay hơi.<br /> Tách sơ bộ hỗn hợp nhiều cấu tử.<br /> <br /> •<br /> <br /> Chưng liên tục: là quá trình được thực hiện liên tục nghịch<br /> dòng và nhiều đoạn.<br /> <br /> Lê Thị Hiền – Lớp Đại học công nghệ Hóa 1-k3. Đồ án hóa công<br /> <br /> 5<br /> <br />