MỞ ĐẦU

Ngày nay cùng với sự phát triển vượt bậc của nền công nghiệp thế giới và nước nhà, các ngành công nghiệp cần rất nhiều hố chất có độ tinh khiết cao .

Chưng cất là một trong các quá trình hay dùng để làm sạch các chất lỏng. Việc thiết kế hệ thống chưng cất, với mục đích là tách aceton ra khỏi hỗn hợp Aceton – Acid Acetic là một trong các nhiệm vụ của kỹ sư ngành công nghệ hóa học .

Vì thế, đề tài  Thiết kế hệ thống chưng cất Aceton –Acid Acetic  của môn  Đồ Aùn Môn Học Quá Trình Thiết Bị  cũng là một bước giúp cho sinh viên tập luyện và chuẩn bị cho việc thiết kế quá trình & thiết bị công nghệ trong lĩnh vực này.

Tập thuyết minh đồ án môn học này gồm 7 phần :

Phần I : Tổng quan

Phần II : Thuyết minh qui trình công nghệ

Phần III : Cân bằng vật chất và năng lượng

Phần IV : Tính tốn các kích thước cơ bản của tháp

Phần V : Tính chóp và trở lực của tháp

Phần V I : Tính tốn cơ khí

Phần VII : Tính thiết bị truyền nhiệt

Phần VIII : Tính chiều cao bồn cao vị

Phần IX : Tính cách nhiệt

Phần X : Tính tốn giá thành cho thiết bị

Tài liệu tham khảo

Để hồn thành đồ án này , thực sự em đã cố gắng rất nhiều . Song , vì đây là bước đầu làm quen với công tác thiết kế nên chắc hẳn không tránh khỏi những sai sót.

Cuối cùng , em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Máy – Thiết Bị , đặc biệt là thầy Trần Tấn Việt , người đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ em rất nhiều trong suốt thời gian thực hiện đồ án thiết kế này .

I-TỔNG QUAN:

Aceton và acid acetic là hai loại hố chất quan trọng trong nghành công nghiệp hóa chất.

Aceton : Phần lớn được dùng làm dung môi nhất là trong công nghiệp sản xuất nhựa, vecni, chất dẻo. Aceton làm dung môi tốt đối với các nitro xeluloza, acetyl xenluloza. Nó ít độc nên được dùng làm dung môi cả trong công nghiệp dược phẩm và thực phẩm. Aceton còn được dùng làm nguyên liệu để tổng hợp một số lớn các hợp chất xeten, izopren, oxit mezytyl, rượu diacetomic…

Acid acetic: là một loại acid quan trọng nhất trong các loại acid hữu cơ. Nó rẻ nên được ứng dụng rộng rãi và là hố chất cơ bản để điều chế nhiều hợp chất quan trọng. Acid acetic được ứng dụng trong các nghành :

+ Làm dấm ăn.

+ Đánh đông mủ cao su

+ Làm chất dẻo tơ lụa xeluloza acetat .

+ Làm phim ảnh không nhạy lửa.

+ Làm chất kết dính polyvinyl acetat .

+ Làm phẩm màu, dược phẩm, nước hoa tổng hợp.

Chưng cất là quá trình dùng nhiệt để tách một hỗn hợp lỏng ra thành các cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay hơi khác nhau của các cấu tử trong hỗn hợp ở cùng một nhiệt độ

Về thiết bị : có thể sử dụng các loại tháp chưng cất sau :

-Tháp chưng cất dùng mâm xuyên lỗ hoặc mâm đĩa lưới

-Tháp chưng cất dùng mâm chóp

-Tháp đệm (tháp chưng cất dùng vật chêm )

Nhận xét về ưu khuyết điểm của từng loại tháp :

-Tháp mâm xuyên lỗ

Ưu điểm : chế tạo đơn giản , vệ sinh dễ dàng , trở lực thấp hơn tháp chóp , ít tốn kim loại hơn tháp chóp

Nhược điểm : yêu cầu lắp đặt cao : mâm lắp phải rất phẳng , đối với những tháp có đường kính quá lớn (>2.4m) ít dùng mâm xuyên lỗ vì khi đó chất lỏng phân phối không đều trên mâm

-Tháp chóp

Ưu điểm : hiệu suất truyền khối cao , ổn định , ít tiêu hao năng lượng hơn nên có số mâm ít hơn

Nhược điểm : chế tạo phức tạp , trở lực lớn

-Tháp đệm :

Ưu điểm :chế tạo đơn giản , trở lực thấp

Nhược điểm :hiệu suất thấp , kém ổn định do sự phân bố các pha theo tiết diện tháp không đều , sử dụng tháp chêm không cho phép ta kiểm sốt quá trình chưng cất theo không gian tháp trong khi đó ở tháp mâm thì quá trình thể hiện qua từng mâm một cách rõ ràng , tháp chêm khó chế tạo được kích thước lớn ở qui mô công nghiệp

Đề tài của đồ án môn học :

Đề tài của đồ án môn học là :Thiết kế tháp chưng cất dùng mâm chóp với những dữ kiện cơ bản sau:

Nguyên liệu đầu vào (nhập liệu ) là hỗn hợp Aceton – Acid acetic

Nồng độ Aceton trong nhập liệu là 30% khối lượng.

Năng suất nhập liệu là 3000 kg /h

Nồng độ Aceton trong sản phẩm đỉnh là 97% khối lượng.

Nồng độ Aceton trong sản phẩm đáy là 0,5 % khối lượng.

Tháp hoạt động liên tục , chưng cất ở áp suất thường