Đồ án Chưng Cất Đa Cấu Tử - Thiết kế tháp chưng hệ Toluene - Xylene - Ethylbenzene hoạt động liên tục với năng suất nhập liệu khoảng 20 tấn trên giờ | Cộng đồng Kỹ thuật cơ điện Việt Nam EBOOKBKMT

Cùng với sự phát triển của xã hội thì nhu cầu chất lượng cuộc sống của con người ngày càng cao về vật chấn lẫn tinh thần. Để đáp ứng được điều đó các ngành khoa học và công nghệ đã không ngừng phát triễn. Trong đó ngành công nghiệp hóa chất cũng không ngoại lệ, thay đổi để phù hợp với nhu cầu của thị trường. Đây là một ngành công nghiệp mũi nhọn của nước ta. Nó không chỉ đem lại lợi nhuận cao mà còn là nền tảng để phát triễn các ngành công nghiệp khác.

Sản phẩm của công nghiệp hóa chất rất đa dạng về chủng loại. Chúng là kết quả của một loạt quá trình biến đổi hóa lý để đạt được sản phẩm mong muốn. Vì thế nguồn nguyên liệu của ngành không chỉ xuất phát từ tự nhiên mà còn qua các quá trình tổng hợp trung gian. Do đó nhu cầu sử dụng nguyên liệu tinh khiết ngày càng trở nên nghiêm khắc và một trong những nguồn nguyên liệu này là Toluen.

Ngày nay, ta có nhiều phương pháp được sử dụng để nâng cao độ tinh khiết như trích ly, hấp phụ, chưng cất...Tùy theo từng loại sản phẩm mà ta có sự lưạ chọn khác nhau. Đối với hệ Toluene – Xylene – Ethylbenzene thì phương pháp chưng cất được sử dụng phổ biến nhất.

Đồ án môn học Quá Trình và Thiết Bị mang tính tổng hợp kiến thức học tập của kỹ sư. Môn học yêu cầu giải quyết nhiệm vụ tính toán cụ thể về yêu cầu công nghệ, kết cấu, điều kiện vận hành, giá thành của một thiết bị trong sản xuất hóa chất.

Nhiệm vụ của môn học là thiết kế tháp chưng hệ Toluene - Xylene - Ethylbenzene hoạt động liên tục với năng suất nhập liệu khoảng 20 tấn/h có nồng độ 50% mol Toluene, thu được sản phẩm đỉnh có nồng độ trên 98% kl toluen và sản phẩm đáy có nồng độ thấp hơn 1% kl Toluene.

NỘI DUNG:

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ..............................................................................8
1.1 Lý thuyết về chưng cất ...............................................................................8
Khái niệm chưng và chưng cất ............................................................ 8
1.2 Phương pháp chưng cất ..............................................................................8
Chưng cất đa cấu tử- mô hình tổng quát của tháp chưng luyện .......... 9
1.3 Thiết bị chưng cất .....................................................................................11
1.4 Giới thiệu sơ bộ về nguyên liệu................................................................12
Toluene .............................................................................................. 12
Xylene ............................................................................................... 13
Ethybenzene ...................................................................................... 15
CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ......................................16
2.1 Thuyết minh quy trình công nghệ ............................................................16
CHƯƠNG 3: CÂN BẰNG VẬT CHẤT .........................................................17
3.1 Cân bằng vật chất .....................................................................................17
Các số liệu ban đầu............................................................................ 17
Các ký hiệu ........................................................................................ 17
Xác định thành phần cấu tử và cân bằng vật chất ............................. 18
3.2 Chuẩn bị dữ kiện và các giả thuyết ..........................................................18
Tính độ bay hơi tương đối ................................................................. 18
3.3 Xác định Nmin theo công thức Fenske .......................................................20
3.4 Xác định nmin và nmin cho tháp chưng...................................................21
3.5 Xác định tỷ số hồi lưu tối thiểu Rmin ......................................................22
3.6 Xác định số bậc lý thuyết tương ứng với R hợp lý: .................................25
3.7 Xác định số đĩa thực tế .............................................................................25
Hiệu suất đĩa ...................................................................................... 25
Số đĩa thực tế ..................................................................................... 26
CHƯƠNG 4: CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG ..................................................27
4.1 Cân bằng năng lượng................................................................................27
Cân bằng nhiệt lượng của thiết bị đun nóng hỗn hợp đầu ................ 27
Cân bằng nhiệt lượng của thiết bị ngưng tụ ...................................... 28
Nhiệt lượng trao đổi tại thiết bị làm nguội sản phẩm đỉnh ............... 28
Nhiệt lượng cung cấp cho nồi đun của đáy tháp ............................... 28
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ THIẾT BỊ CHÍNH ............30
5.1 Tính sơ bộ đường kính đĩa .......................................................................32
Diện tích đĩa ...................................................................................... 32
Tính đường kính tháp ........................................................................ 34
Sắp đặt sơ bộ mặt đĩa ........................................................................ 35
Chiều dài ngưỡng chảy tràn và chiều rộng kênh chảy truyền ........... 36
5.2 Vòng tính lặp thứ nhất ..............................................................................37
Kiểm tra sặc đĩa ................................................................................. 37
Kiểm tra khả năng tắc nghẽn kênh chảy truyền lỏng ........................ 39
5.3 Vòng tính lặp thứ hai ................................................................................40
Sắp xếp mặt đĩa ................................................................................. 40
Kiểm tra sặc đĩa ................................................................................. 41
Kiểm tra tắc nghẽn kênh chảy truyền ................................................ 42
5.4 Vòng tính lặp thứ ba .................................................................................42
Kiểm tra sặc đĩa ................................................................................. 43
5.5 Kiểm tra thủy lực ......................................................................................44
Chế độ làm việc trên đĩa .................................................................... 44
Xác định lượng lỏng cuốn theo hơi ................................................... 45
Thời gian lưu của lỏng trong kênh chảy truyền ................................ 46
5.6 Trở lực của đĩa ..........................................................................................46
5.7 Kiểm tra chiều cao mực chất lỏng trong kênh chảy truyền ......................48
5.8 Kiểm tra mức độ kín của kênh chảy truyền lỏng (van thủy lực) ..............49
5.9 Kiểm tra điểm rò rỉ lỏng qua lỗ ................................................................50
5.10 Chiều cao tháp ........................................................................................51
CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN CƠ KHÍ CHO THÁP .......................................52
6.1 Bề dày thân tháp .......................................................................................52
6.2 Bề dày đáy và nắp thiết bị ........................................................................53
6.3 Bề dày lớp cách nhiệt ...............................................................................54
6.4 Bích ghép thân, đáy và nắp ......................................................................56
6.5 Đường kính các ống dẫn – bích ghép các ống dẫn ...................................57
Ống dẫn dòng nhập liệu .................................................................... 57
Ống hơi ở đỉnh tháp ........................................................................... 58
Ống dẫn lỏng hoàn lưu ...................................................................... 59
Ống dẫn chất lỏng vào nồi đun.......................................................... 60
Ống dẫn hơi vào đáy tháp.................................................................. 60
Ống dẫn chất lỏng từ nồi đun ............................................................ 61
6.6 Trụ đỡ tháp ..............................................................................................62
CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ .................................................67
7.1 Các thiết bị truyền nhiệt: ..........................................................................67
Thiết bị ngưng tụ sản phẩm đỉnh ....................................................... 67
Thiết bị đun sôi đáy tháp ................................................................... 72
Thiết bị làm nguội sản phẩm đỉnh ..................................................... 76
Thiết bị gia nhiệt dòng nhập liệu ....................................................... 81
7.2 Bơm ..........................................................................................................86
Năng suất ........................................................................................... 86
Cột áp ................................................................................................ 86
Công suất ........................................................................................... 89
LỜI KẾT ...........................................................................................................90

TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................................91
PHỤ LỤC ..........................................................................................................92
Bản vẽ sơ đồ quy trình công nghệ ..................................................................92

LINK DOWNLOAD