Đồ Án Thiết kế tháp chưng cất hệ benzen - toluen hoạt động liên tục với năng suất nhập liệu là 2500 kg/h

MỤC LỤC

MỤC LỤC i
DANH MỤC BẢNG iii
DANH MỤC HÌNH iv
LỜI MỞ ĐẦU v

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH CHƯNG CẤT 1
1.1 Lý thuyết về chưng cất 1
1.1.1 Khái niệm 1
1.1.2 Phương pháp chưng cất 1
1.1.3 Thiết bị chưng cất 2
1.2 Giới thiệu về nguyên liệu 3
1.2.1 Benzen & Toluen 3
1.2.2 Các phương thức điều chế 4
1.2.3 Hỗn hợp benzen – toluen : 5
1.2.4 Sơ đồ quy trình công nghệ 5
1.2.5 Thuyết minh quy trình: 6

CHƯƠNG 2 CÂN BẰNG VẬT CHẤT 8
2.1 Các thông số ban đầu 8
2.2 Xác định suất lượng sản phẩm đỉnh và sản phẩm đáy 8
2.3 Xác định tỉ số hoàn lưu thích hợp 10
2.3.1 Tỉ số hoàn lưu tối thiểu 10

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ THÁP CHƯNG CẤT 15
3.1 Đường kính tháp (Dt) 15
3.1.1 Đường kính đoạn cất : 15
3.1.2 Đường kính đoạn chưng 17
3.2 Chiều cao tháp chưng cất 20
3.3 Mâm lỗ – trở lực của mâm 20
3.2.1 Cấu tạo mâm lỗ 20
3.2.2 Độ giảm áp của pha khí qua một mâm 21
3.2.3 Độ giảm áp qua mâm khô 21
3.2.4 Độ giảm áp do chiều cao mức chất lỏng trên mâm 22
3.2.5 Độ giảm áp do sức căng bề mặt 23
3.4 Kiểm tra ngập lụt khi tháp hoạt động : 25
3.5 Kích thước ống chảy chuyền: 26
3.6 Tính toán cơ khí của tháp 27
3.4.1 Bề dày thân tháp 27
3.4.2 Đáy và nắp thiết bị 29
3.4.2.1 Bích ghép thân, đáy và nắp 29
3.4.2.2 Đường kính các ống dẫn – Bích ghép các ống dẫn : 30
Tai treo và chân đỡ: 35

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT – THIẾT BỊ PHỤ 38
4.1 Cân bằng năng lượng cho hệ thống 38
4.2 Tính toán thiết bị phụ: 39
4.2.1 Thiết bị ngưng tụ sản phẩm đỉnh: 39
4.2.2 Thiết bị làm nguội sản phẩm đỉnh 44
4.2.3 Nồi đun gia nhiệt sản phẩm đáy 49
4.2.4 Thiết bị đun sôi dòng nhập liệu 53
4.2.5 Bồn cao vị 58
4.2.6 Bơm 62

KẾT LUẬN 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO 68

LỜI MỞ ĐẦU

Một trong những ngành có sự đóng góp to lớn đến nền công nghiệp nước ta nói riêng và thế giới nói chung, đó là ngành Công nghệ Hóa học.
Hiện nay, trong nhiều ngành sản xuất hóa chất cũng như sử dụng sản phẩm hóa học, nhu cầu sử dụng nguyên liệu hoặc sản phẩm có độ tinh khiết cao phải phù hợp với quy trình sản xuất hoặc nhu cầu sử dụng.

Ngày nay, các phương pháp được sử dụng để nâng cao độ tinh khiết như trích ly, chưng cất, cô đặc, hấp thu, . Tùy theo đặc tính yêu cầu của sản phẩm mà ta có sự lựa chọn phương pháp thích hợp. Đối với hệ benzen – toluen là hai cấu tử hòa tan vào nhau và có nhiệt độ sôi khác xa nhau nên ta chọn phương pháp chưng cất tách các cấu tử trong hỗn hợp và thu được benzen có độ tinh khiết cao.

Đồ án môn học Quá trình và Thiết bị là môn học mang tinhd tổng hợp trong quá trình học tập của các kỹ sư hóa trong tương lai. Môn học giúp sinh viên 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 thực phẩm. Đây là bước đầu tiên để sinh viên vận dụng những kiến thức đã học của nhiều môn vào giải quyết nhũng vấn đề kỹ thuật trong thực tế một cách tổng quát.

Nhiệm vụ của môn học này là thiết kế tháp chưng cất hệ benzen - toluen hoạt động liên tục với năng suất nhập liệu là 2500 kg/h có nồng độ 25% mol benzen, thu được sản phẩm đỉnh có nồng độ 95% mol benzen và sản phẩm đáy có nồng độ là 5% mol benzen.