Đồ Án Chưng luyện liên tục hỗn hợp Benzen Axeton

TÊN ĐỀ TÀI: Đồ Án Chưng luyện liên tục hỗn hợp Benzen Axeton



MỤC LỤC
Trang
CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM VÀ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 2
I- TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM 2
II- GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP CHƯNG VÀ THÁP ĐỆM 3
III-THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 4
CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ THIẾT BỊ CHÍNH 6
A - CÂN BẰNG VẬT LIỆU VÀ NHIỆT LƯỢNG: 6
I - CÂN BẰNG VẬT LIỆU 6
II - XÁC ĐỊNH SỐ BẬC THAY ĐỔI NỒNG ĐỘ 8
III - CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG 10
B - THÔNG SỐ CHÍNH CỦA THÁP: 15
I - ĐƯỜNG KÍNH THÁP 15
II - CHIỀU CAO THÁP 21
III - TÍNH TRỞ LỰC CỦA THÁP 24
CHƯƠNG III : TÍNH CƠ KHÍ THIẾT BỊ CHÍNH 26
I - CHỌN VẬT LIỆU 26
II - CHIỀU DÀY THÂN THÁP 25
III - TÍNH ĐÁY VÀ NẮP THIẾT BỊ 27
IV - BỀ DÀY LỚP CÁCH NHIỆT 28
V - TÍNH ĐƯỜNG KÍNH ỐNG DẪN 29
VI - MẶT BÍCH 30
VII - KÍCH THƯỚC ĐĨA PHÂN PHỐI VÀ LƯỚI ĐỠ ĐỆM 32
VIII- CỬA NỐI THIẾT BỊ VỚI ỐNG DẪN 32
IX - TAI TREO VÀ CHÂN ĐỠ 33
CHƯƠNG IV : TÍNH THIẾT BỊ PHỤ 35
I- TÍNH THIẾT BỊ ĐUN SÔI HỖN HỢP ĐẦU 35
II - TÍNH VÀ CHỌN BƠM 39
TÀI LIỆU THAM KHẢO 44

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM
VÀ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
I. TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM BENZEN VÀ AXÊTÔN
1. Axêtôn :
Axeton (CH3¬COCH3) là tên gọi thông thường của propanon .Đây là loại hợp chất
Cacboxyl,vì vậy là hợp chất phân cực.Nó là chất lỏng sôi ở ts0=56,10 C,nhiệt độ này cao hơn chất không phân cực có cùng trọng lượng nhưng lại thấp hơn ancol và axit tương ứng Axeton tan vô hạn trong nước ,là dung môi cho nhiều chất hữu cơ.
Về mặt hóa học tương tự như andehit ,axeton tham gia phản ứng cộng hidro (H2) và natrihidro_sunphit (NaHSO3) nhưng khác ở chỗ không bị OXH bởi dung dịch AgNO3 (không tráng gương) và Cu(OH)2,nhưng có thể bị OXH và cắt sát nhóm “-CO” để chuyển thành hai axit khi tác dụng với chất OXH mạnh.
Về ứng dụng: Axêtôn là dung môi hoà tan nhiều hợp chất hữu cơ như: tơ axêtat, nitro xenlulô, nhựa focmandehit, chất béo, dung môi pha sơn, mực in ống đồng .Nó là nguyên liệu để sản xuất thuỷ tinh hữu cơ và có thể tổng hợp xêten sunfonat.
2. Benzen:
Benzen là hợp chất vòng thơm, đó là một chất lỏng không màu, có mùi thơm đặc trưng, nhẹ hơn nước, tan nhiều trong các dung môi hữu cơ đồng thời là một dung môi tốt cho nhiều chất như Iôt (I2), lưu huỳnh (S), chất béo .,t0s= 80,10C ở 1 at, đông đặc ở t0đ=5,50C, tỷ khối d204 = 0,879.
Về mặt hóa học, Benzen là một hợp chất vòng bền vững, tương đối dễ tham gia phản ứng thế, khó tham gia các phản ứng cộng, OXH. Đặc tính hóa học này gọi là tính thơm.
Về ứng dụng : dùng điều chế nitro benzen, anilin, tổng hợp phẩm nhuộm, dược phẩm ., Clobenzen là dung môi tổng hợp DDT, hexacloaran (thuốc trừ sâu) Stiren (monome để tổng hợp chất dẻo) và nhiều sản phẩm quan trọng khác . Benzen còn được dùng làm dung môi .
Nguồn cung cấp Benzen cho công nghiệp là nhựa chưng cất, than đá, hexan và toluen của dầu mỏ. Khi nung than béo ở nhiệt độ cao để luyện than cốc được nhựa than đá. Trong nhựa than đá có chứa rất nhiều các chất hữu cơ khác nhau khi chưng cất phân đoạn thu được Benzen.
Cả Axêtôn và Benzen đều đóng vai trò quan trọng trong công nghiệp hóa học.



II. GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP CHƯNG, CHƯNG LIÊN TỤC & VIỆC LỰA CHỌN THÁP ĐỆM
Chưng luyện liên tục bởi tháp đệm làm việc ở áp xuất thường.
Trong công nghệ hóa học có nhiều phương pháp để phân riêng hỗn hợp hai hay nhiều cấu tử tan một phần hay hoàn toàn vào nhau như : hấp thụ, hấp phụ, li tâm, trích li, chưng .Mỗi phương pháp đều có những đặc thù riêng và những ưu nhược điểm nhất định. Việc lựa chọn phương pháp và thiết bị cho phù hợp tuỳ thuộc vào hỗn hợp ban đầu, yêu cầu sản phẩm và điều kiện kinh tế.
Đối với hỗn hợp Benzen và Axêtôn là hỗn hợp hai cấu tử tan hoàn toàn vào nhau theo bất kỳ tỷ lệ nào có nhiệt độ sôi khác biệt nhau thì phương án tối ưu để tách hỗn hợp trên là chưng cất.
Chưng cất là phương pháp tách cấu tử ra khỏi hỗn hợp dựa vào độ bay hơi khác nhau giữa các cấu tử (nghĩa là ở cùng một nhiệt độ áp suất hơi của các cấu tử sẽ khác nhau) bằng cách thực hiện quá trình chuyển pha và trao đổi nhiệt giữa hai pha lỏng, khí. Sản đỉnh thu được gồm cấu tử có độ bay hơi lớn, một phần cấu tử có độ bay hơi thấp hơn. Còn sản phẩm đáy thu được chủ yếu là cấu tử khó bay hơi và một phần cấu tử dễ bay hơi.Ở đây dung môi và chất tan đều bay hơi.
Trong sản xuất chúng ta thường gặp những phương pháp chưng cất sau đây :
- Chưng đơn giản : dùng để tách sơ bộ và làm sạch các cấu tử khỏi tạp chất (yêu cầu các cấu tử có độ bay hơi khác xa nhau).
- Chưng bằng hơi nước trực tiếp : tách các hỗn hợp gồm các chất khó bay hơi và tạp chất không bay hơi (Chất được tách không tan trong nước).
- Chưng chân không : trong trường hợp cần hạ thấp nhiệt độ sôi của cấu tử.
- Chưng luyện : là phương pháp phổ biến nhất dùng để tách hoàn toàn hỗn hợp các cấu tử dễ bay hơi có tính chất hòa tan một phần hay hòa tan hoàn toàn vào nhau. Về thực chất đây là quá trình chưng nhiều lần để thu được sản phẩm tinh khiết.
Người ta đơn giản hệ thống bằng cách thay cả hệ thống sơ đồ thiết bị phải chế tạo phức tạp và cồng kềnh bởi một tháp gọi là tháp chưng luyện. Trong đó các dòng pha chuyển động ngược chiều nhau.
Chưng luyện ở áp suất thấp dùng cho hỗn hợp dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao và các hỗn hợp có nhiệt độ sôi quá cao.
Chưng luyện ở áp suất cao dùng cho các hỗn hợp không hóa lỏng ở áp suất thường.
Quá trình chưng luyện được thực hiện trong thiết bị loại tháp làm việc liên tục hay gián đoạn. Có hai loại thiết bị tháp là tháp đệm và tháp đĩa. Trong đó :
Tháp đệm
Tháp đệm là một tháp hình trụ gồm nhiều đoạn nối với nhau bằng mặt bích hay hàn. Trong tháp người ta đổ đầy đệm, tháp đệm được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ hóa học để hấp thụ, chưng luyện, làm lạnh. Ở đây sử dụng tháp đệm để chưng cất hỗn hợp Benzen ,Axêtôn.
Tháp đệm có thể làm việc ở áp suất thường, áp suất chân không, làm việc liên tục hoặc gián đoạn. Cấu tạo kích thước đệm tuỳ thuộc chế độ làm việc và yêu cầu độ tinh khiết của sản phẩm.
Nhưng nó cũng có hạn chế là khó làm ướt đều đệm. Nếu tháp quá cao thì phân phối chất lỏng không đồng đều. Để khắc phục, chia đệm thành nhiều tầng có đặt thêm đĩa phân phối chất lỏng đối với mỗi tầng.


II - TÍNH VÀ CHỌN BƠM :
Để vận chuyển hỗn hợp đầu từ bể chứa lên thùng cao vị, ta phải sử dụng bơm thủy lực. Trong điều kiện năng suất và yêu cầu về kinh tế, kỹ thuật để vận chuyển hỗn hợp Benzen - Axêtôn ở nhiệt độ môi trường ta chọn bơm ly tâm. Loại bơm này có những ưu điểm sau:
- Vận chuyển chất lỏng liên tục và đều đặn .
- Có số vòng quay lớn, có thể truyền động trực tiếp từ động cơ điện
- Có thể bơm được những chất lỏng bẩn và nhiều chất lỏng khác nhau
- Không có suppape nên ít bị tắc và hư hỏng

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Cơ sở các quá trình và thiết bị trong công nghệ hoá học, tập 1
(Nhà xuất bản đại học và trung học chuyên nghiệp 1978)
II. Cơ sở các quá trình và thiết bị trong công nghệ hoá học, tập 2
(Nhà xuất bản đại học và trung học chuyên nghiệp 1978)
III. Sổ tay các quá trình và thiết bị trong công nghệ hoá học, tập 1
(Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội 1978)
IV. Sổ tay các quá trình và thiết bị trong công nghệ hoá học, tập 2
(Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội 1978)