Đồ án chưng luyện cồn etylic nước bằng tháp chưng luyện dạng đĩa chóp (FULL)

Ngày nay cùng với sự phát triển khoa học kĩ thuật, nền công nghiệp đã mang lại cho con người những lợi ích vô cùng to lớn về vật chất và tinh thần. Để nâng cao đời sống của nhân dân, để hòa nhập với sự phát triển chung của các nước trong khu vực cũng như trên thế giới, Đảng và nhà nước ta đã đề ra mục tiêu công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước.

Trong tiến trình công nghiệp hóa- hiện đại hóa đất nước, những ngành mũi nhọn như Công Nghệ Thông Tin, Công nghệ Sinh học, Công nghệ điện tử tự động hóa,….Công nghệ Thực Phẩm giữ vai trò quan trọng trong việc sản suất các thực phẩm phục vụ cho nền kinh tế quốc dân, tạo tiền đề cho nhiều ngành khác phát triển.

Khi nền kinh tế phát triển thì nhu cầu con người ngày càng tăng. Do vậy các phẩm cũng đòi hỏi cao hơn, đa dạng hơn, phong phú hơn, theo đó công nghệ sản xuất cũng nâng cao. Có nhiều phương pháp khác nhau để làm tăng nồng độ, độ tinh khiết như: Chưng cất, cô đặc, trích ly. Tùy vào tính chất của hệ mà ta lựa chọn phương pháp thích hợp. Do nhu cầu sử dụng sản phẩm có độ tinh khiết lớn như vậy quá trình chưng cất là một quá trình không thể thiếu.

Chưng khác cô đặc khác nhau như thế nào ?. Thực ra chưng và cô đặc đều là quá trình bay hơi nhưng trong quá trình chưng, các cấu tử đều bay hơi, còn trong cô đặc chỉ có dung môi bay hơi mà chất tan không bay hơi.

Quá trình chưng bắt đầu với việc sản xuất rượu từ thế kỉ XI. Ngày nay được ứng dụng rộng rãi để tách các hỗn hợp như:

+Dầu mỏ, tài nguyên được khai thác ở dạng lỏng

+Không khí hóa lỏng được chưng cất ở nhiệt độ -190℃ để sản xuất õi và Nitơ.

+Quá trình tổng hợp hữu cơ. VD:metanol, etylen, butadiene, propylen.

+Công nghệ sinh học và thực phẩm cho sản phẩm là hỗn hợp chất lỏng như: etylic- nước từ quá trình lên men

Chưng cất là một phương pháp dùng để tách các hỗn hợp chất lỏng cũng như các hỗn hợp chất khí lỏng thành các cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay hơi khác nhau của các cấu tử thành phần ở cùng nhiệt độ. Hay cũng chính là dựa trên nhiệt độ sôi khác nhau của các cấu tử ở cùng một áp suất. Có rất nhiều phương pháp chưng, trong đó chưng luyện là phương pháp phổ biến và hiệu quả trong việc tách hoàn toàn các cấu tử dễ bay hơi có tính chất hoàn tan một phần hoặc hòa tan hoàn toàn vào nhau, vì vậy nó được sử dụng nhiều trong thực tế.

Phương pháp chưng luyện này là một quá trình trong đó hỗn hợp được bốc hơi và ngưng tụ nhiều lần. Kết quả cuối cùng là ở đỉnh tháp ta thu được hỗn hợp gồm hầu hết các cấu tử dễ bay hơi (cấu tử có nhiệt độ sôi thấp hơn) và nồng độ đạt yêu cầu. Còn ở đáy thu được một hỗn hợp được gồm hầu hết các cấu tử khó bay hơi (cấu tử có nhiệt độ sôi cao hơn).

Đồ án này có đề bài là: Tính toán, thiết kế tháp đĩa chưng luyện cồn năng suất 1500kg/h,nồng độ sản phẩm đỉnhlà 91%, nồng độ xả đáy là 0,05%, nồng độ nguyên liệu 35% khối lượng. Đồ án này đi sâu vào các nội dung chính, đưa ra các bước thực hiện , giải quyết việc tính toán kĩ thuật và thiết kế tháp chưng luyện. Còn việc tính toán thiết bị phụ chưa đi sâu vào được .

Vấn đề chính cho nội dung đồ án em xây dựng gồm 3 phần:

+ Phần mở đầu

+ Phần nội dung

-Tổng quan về công nghệ sản xuất cồn

-Công nghệ sản xuất cồn

-Tính toán thiết bị

-Tính toán cơ khí và lựa chọn

-Tính cân bằng nhiệt

+Phần Kết luận.

NỘI DUNG:

PHẦN II. NÔI DUNG………………………………………………………….6

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỒN………………………….…..……………………………………………..6

1.1 Giới thiệu về cồn……………………………………………………..6

1.2 Các phương pháp chưng luyện……………...………….…………….7

1.3 Các thiết bị chưng luyện………………………………… …..............7

CHƯƠNG 2:CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỒN…..……………….……….…..9

2.1 Nguyên liệu………….……………………………….…………………..9

2.1 Các phương pháp lên men cồn………………….………………………..9

2.3 Sơ đồ quy trình sản xuất…………………..…………………………….11

2.3.1 Thuyết minh quy trình………….…………………………………...12

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ…………………………..…………….14

3.1 Kí hiệu và thông số ban đầu…………………….……………………….14

3.2 Tính toán và cân bằng vật liệu…………………….…………………….17

3.2.1 Tính cân bằng vật liệu………………………….………….……….

3.2.2 Xác định chỉ số hồi lưu thích hợp Rmin- Số đĩa lý thuyết…………

3.3 Xác định số đĩa thực tế……………………..……………………………27

3.3.1 Xác định hiệu suất trung bình của tháp ………………………27

3.3.2 Xác định số đĩa thực tế……………….…………………………31

3.4 Đường kính tháp…………………………………………………………31

3.4.1 Đường kính đoạn luyện………………………………………………..

3.4.2 Đường kính đoạn chưng……………………………………………..

3.5 Vận tốc thực tế của hơi trong tháp…………………………………………42

3.6 Chiều cao tháp……………………………….…………………………..42

3.7 Nắp và đáy tháp…...……………………………………………………..43

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CƠ KHÍ VÀ LỰA CHỌN……………………….44

4.1 Tính chóp và kích thước cơ bản của chóp…………………………………44

4.1.1 Số chóp phân bố trên đĩa………………………………………………..

4.1.2 Kích thước của chóp……………………………………………….41

4.2 Chọn mặt bích……………………………………………………………49

4.3 Tính đường kính các ống dẫn…………………………………………….50

4.3.1 Ống chảy chuyền………………………………………………………..

4.3.2 Ống dẫn hỗn hợp đầu vào tháp………………………………………….

4.3.3 Ống dẫn hơi đỉnh tháp…………………………………………………

4.3.4 Ống sản phẩm đáy……………………………………………………..

4.3.5 Ống dẫn hơi ngưng tụ hồi lưu…………………………………………

4.3.6 Ống dẫn hơi sản phẩm đáy hồi lưu…………………………………….

4.3.7 Diện tích làm việc của đĩa…………………………………………..…..

CHƯƠNG 5 TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT……………………………………57

5.1 Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu………………….………………………..57

5.1.1 Nhiệt lượng do hơi đốt mang vào……………………………………

5.1.2 Nhiệt lượng do hỗn hợp đầu mang vào………………………………..

5.1.3 Nhiệt lượng do hỗn hợp đầu mang ra………………………………..

5.1.4 Lượng hơi đốt cần thiết………………………………………………..

5.1.5 Nhiệt lượng do nước ngưng mang ra…………………………………

5.1.6 Nhiệt lượng mất ra môi trường xung quanh…………………………

5.2 Tháp chưng luyện………………………………………………………..59

5.2.1 Nhiệt lượng do hơi đốt mang vào……………………………………

5.2.2 Nhiệt lượng do lượng lỏng hồi lưu mang vào………………………..

5.2.3 Nhiệt lượng do hơi mang ra ở đỉnh tháp…………………………….

5.2.4 Nhiệt lượng do sản phẩm đáy mang ra………………………………

5.2.5 Lượng hơi đốt cần thiết………………………………………………..

5.2.6 Nhiệt lượng mất ra môi trường xung quanh…………………………

5.2.7 Nhiệt lượng do nước ngưng mang ra…………………………………

5.3 Thiết bị ngưng tụ………………………………………………………….63

5.4 Thiết bị làm lạnh…………………………………………………………..64

Tài liệu tham khảo……………………………………………………………..66

LỜI KẾT..

LINK DOWNLOAD (PDF)

LINK DOWNLOAD (WORD)