Đồ Án Thiết kế chưng cất hệ aceton - metanol

Đề tài: Thiết kế chưng cất hệ aceton - metanol

Giới thiệu chung

: TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM , DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
I-MỞ ĐẦU:
Trong công nghệ hóa học , để phân riêng hổn hợp 2 hay nhiều cấu tử hòa tan một phần hay hoàn toàn vào nhau , ta có thể sử dụng nhiều phương pháp khác nhau như : hấp thụ , hấp phụ , trích ly, chưng cất Mỗi phương pháp điều có những đặc thù riêng và có những ưu nhược điểm nhất định . Việc lựa chọn phương pháp và thiết bị cho phù hợp tùy thuộc vào hổn hợp ban đầu , yêu cầu sản phẩm và điều kiện kinh tế.
Đối với hỗn hợp Axeton - Metanol là hoên hợp 2 cấu tử tan hoàn toàn vào nhau theo bất kỳ tỷ lệ nào (hỗn hơp đẳng phí) và có nhiệt độ sôi khác biệt nhau ở cùng điệu kiện áp suất . Do đó phương pháp tối ưu để tách hỗn hợp trên là chưng cất . Phương pháp này dựa vào độ bay hơi khác nhau giữa các cấu tử bằng cách thực hiện quá trình chuyển pha và trao đổi nhiệt giữa 2 pha lỏng- khí . Sản phẩm đỉnh thu được gồm cấu tử có độ bay hơi lớn và một phần cấu tử có độ bay hơi thấp hơn . Còn sản phẩm đáy thu được chủ yếu là cấu khó bay hơi và một phần cấu tử dễ bay hơi .
Quá trình chưng cất cũng có nhiều phương pháp khác nhau như : chưng đơn giản : dùng để tách các cấu tử có độ bay hơi khác biệt nhau . Nó dùng để tách sơ bộ và làm sạch cấu tử khỏi tạp chất ; chưng chân không : dùng trong trường hợp cần hạ thấp nhiệt độ sôi của cấu tử do cấu tử dễ phá hủy nhiệt hay có nhiệt độ sôi quá cao ; chưng bằng hơi nước trực tiếp : dùng để tách các hổn hợp gồm các chất khó bay hơi và tạp chất khong bay hơi ; chưng luyện :là phương pháp phổ biến nhất để tách hoàn toàn hổn hợp các cấu tử dẽ bay hơi có tính chất hòa tan một phần hay hoàn toàn vào nhau theo bất kỳ tỉ lệ nào bằng các thiết bị khác nhau như : tháp đĩa , tháp đệm, tháp chóp .Đối với hổn hợp trên , ta nên dùng thiết bị chưng tháp đệm .
Hiện nay tháp đệm được sử dụng rộng rãi bới có nhiều ưu điểm : hiệu suất cao vì bề mặt tiếp xúc lớn, giới hạn làm việc tương đối rộng, thiết bị đơn giản gọn nhẹ dễ tháo rời dễ sửa chữa ,trở lực không cao nhưng làm việc ổn định và chưng được sản phẩm đòi hỏi có độ tinh khiết cao . Tháp đệm có thể làm việc ở áp suất thường và áp suất chân không , làm việc liên tục hoặc gián đoạn . Cấu tạo , kích thước và loại đệm tùy thuộc vào chế độ làm việc ,yêu cầu độ tinh khiết sản phẩm .
Tuy nhiên tháp đệm cũng có những mặt hạn chế sau : khó làm ướt đều đệm . Nếu tháp quá cao thì phân phối chất lỏng không đều .
Để khắc phục nhược điểm trên , người ta chia đệm ra nhiều tầng và có đặt thêm đĩa phân phối chất lỏng đối với mỗi một tầng đệm nếu tháp quá cao .
II-TÍNH CHẤT HÓA LÝ CỦA AXETON - METANOL
1-METANOL:
Metanol hay co tªn gôi kh¸c la r*îu metylic
C«ng thức cấu tạo : CH3OH
Khối lượng ph©n tử : M = 32
Nhiệt độ s«i : Ts = 64,7 oC
Nhiệt độ nêng chảy : Tnc = -97,8oC
Lă một chất lỏng kh«ng mău ,linh động,cê mïi đặc trưng .Dễ hót Ỉm.Tạo hỗn hợp đ¼ng phÝ với Axeton .Tan v« hạn trong nước. Hoă tan được nhiều hợp chất hữu cơ vă 1 số hợp chất v« cơ.
Lă một chất rất độc,chỉ một lượng nhỏ metanol x©m nhập văo cơ thể cũng cê thể g©y mï loµ, lượng lớn hơn cê thÓ g©y tö vong.
Ưng dụng :chủ yếu để sản xuất andehitfomic nguyªn liệu cho c«ng nghiÖp chÍt dÎo.
§iÒu chÕ : Cê 2 ph*¬ng ph¸p chÝnh lµ :hydrat ho¸ c¸c anken ,lªn men va thụ ph©n c¸c hydrat cacbon.
Trong phßng thi nghiÖm r*îu ®*îc tưng hîp b»ng ph*¬ng ph¸p Grinha.
2- AXETON:
Axeton là chất lỏng không màu, nhẹ hơn nước ,có tỷ trọng d20 = 0,792 , tan nhiều trong nước do phân tử phân cực, có nhiệt độ sôi ts =56,1 oC, đông đặc ở nhiệt độ -95,5 oC.
Axeton có công thức phân tử CH3COCH3 , M=58.
Phương pháp quan trọng để điều chế Axeton là: oxy hóa rượu iso propanol
CH3CH(OH)CH3 CH3COCH3 + H2O
Về mặt hóa học : có cấu tạo tương tự anđêhít , axeton tham gia phản ứng cộng H2 và natrihyđro sun fit (NaHSO3) nhưng không tham gia tráng gương với AgNO3 và Cu(OH)2 ,tuy nhiên có thể bị oxy hóa và cắt sát nhóm CO để tạo thành 2 axít khi nó phản ứng vói chất oxay hóa mạnh .
Ưïng dụng : Axeton hòa tan tốt trong axetat, nitro xenlulo, nhựa fenol focmanđehit, chất béo , dung môi pha sơn , mực ống đồng . Nó là nguyên liệu để tổng hợp thủy tinh hữu cơ , từ Axeton có thể điều chế xêten sunphuanat (thuốc ngũ) và các halophom .
Nhìn chung Axeton và axit axetc có nhiều ứng dụng trong công nghiệp cũng như trong đời sống hằng ngày nên cần thiết phải tách riêng được chúng .


Đố án dài 43 trang, chia làm 3 chương
​​