MỤC LỤC

Lời mở đầu 5

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ ACETONE VÀ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ 6

1. Giới thiệu sơ bộ 7

2. Sản xuất Aceton 8

3. Công nghệ chưng cất hỗn hợp Acetone –Nước 9

4. Chọn loại tháp chưng cất và phương pháp chưng cất 9

5. Sơ đồ qui trình công nghệ và thuyết minh qui trình công nghệ 10

CHƯƠNG 2: CÂN BẰNG VẬT CHẤT – CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG 14

1. Cân bằng vật chất 15

1.1 Đồ thị cân bằng Acetone – Nước 16

1.2 Xác định chỉ số hồi lưu thích hợp 17

1.3 Vẽ đường làm việc 19

1.4 Xác định số mâm lý thuyết và số mâm thực tế 19

2. Cân bằng năng lượng 21

2.1 Cân bằng nhiệt lượng của tháp chưng cất 21

2.2 Cân bằng nhiệt lượng của thiết bị ngưng tụ 23

2.3 Cân bằng nhiệt lượng của thiết bị làm lạnh sản phẩm đỉnh 23

2.4 Cân bằng nhiệt lượng của thiết bị làm nguội sản phẩm đáy (trao đổi nhiệt với nhập liệu ban đầu) 24

CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH 25

I. Kích thước tháp 26

1. Đường kính đoạn cất 26

2. Đường kính đoạn luyện 28

3. Chiều cao tháp 30

II. Tính tốn chóp và ống chảy chuyền 31

A. Tính cho phần cất 31

B. Tính cho phần chưng 32

III. Tính chi tiết ống dẫn 37

1. Đường kính ống dẫn hơi vào thiết bị ngưng tụ 37

2. Ống dẫn dòng chảy hồn lưu 38

3. Ống dẫn dòng nhập liệu 38

4. Ống dẫn dòng sản phẩm đáy 38

5. Ống dẫn từ nồi đun qua tháp 39

IV. Tính trở lực tháp 39

A. Tổng trở lực phần cất 39

1. Trở lực đĩa khô Pk 39

2. Trở lực do sức căng bề mặt 40

3. Trở lực của lớp chất lỏng trên đĩa ( Trở lực thủy tĩnh Pt ) 40

B. Tổng trở lực phần chưng 41

1. Trở lực đĩa khô Pk 41

2. Trở lực do sức căng bề mặt 41

3. Trở lực của lớp chất lỏng trên đĩa ( Trở lực thủy tĩnh Pt ) 42

CHƯƠNG 4: TÍNH CƠ KHÍ 44

1. Tính bề dày thân trụ của tháp 45

2. Tính - chọn bề dày đáy và nắp thiết bị 47

3. Chọn bích và vòng đệm 48

4. Tính mâm 49

5. Chân đỡ và tai treo thiết bị 50

6. Tính bảo ôn 53

CHƯƠNG 5: TÍNH THIẾT BỊ PHỤ 58

I. Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu hay thiết bị làm nguội sản phẩm đáy 59

1. Điều kiện nhiệt độ của quá trình 59

2. Nhiệt tải 60

3. Chọn thiết bị 60

II. Thiết bị làm nguội sản phẩm đỉnh 64

1. Điều kiện nhiệt độ của quá trình 64

2. Nhiệt tải 65

3. Chọn thiết bị 65

III. Thiết bị ngưng tụ hồi lưu 69

1. Điều kiện nhiệt độ của quá trình 69

2. Nhiệt tải 70

3. Chọn thiết bị 70

4. Xác định hệ số cấp nhiệt từ dòng sản phẩm đỉnh đến thành ống 70

5. Xác định hệ số cấp nhiệt từ thành ống đến nước 71

6. Nhiệt tải riêng 72

7. Hệ số truyền nhiệt 72

8. Bề mặt truyền nhiệt 72

9. Chiều dài mỗi ống 72

IV. Thiết bị nồi đun 73

1. Điều kiện nhiệt độ của quá trình 73

2. Nhiệt tải 74

3. Chọn thiết bị 74

4. Xác định hệ số cấp nhiệt từ dòng sản phẩm đỉnh đến thành ống 74

5. Tính hệ số cấp nhiệt của sản phẩm đáy nồi 75

6. Hệ số truyền nhiệt 75

7. Bề mặt truyền nhiệt 75

8. Chiều dài mỗi ống 75

V. Tính bồn cao vị- Bơm 76

1. Tính bồn cao vị 76

2. Tính bơm 79

CHƯƠNG 6: TÍNH GIÁ THÀNH THIẾT BỊ 81

TÀI LIỆU THAM KHẢO 83

LỜI MỞ ĐẦU

Một trong những ngành có sự đóng góp to lớn đến ngành công nghiệp nước ta nói riêng và thế giới nói chung đó là ngành công nghệ hố học. Đặc biệt là ngành hóa chất cơ bản.

Trong thực tế, chúng ta sử dụng rất nhiều dạng hố chất khác nhau: hỗn hợp nhiều chất hay đơn chất tinh khiết. Mà nhu cầu về một loại hố chất tinh khiết cũng rất lớn. Quá trình có thể đáp ứng phần nào độ tinh khiết theo yêu cầu là chưng cất: la quá trình tách các cấu tử trong hỗn hợp lỏng – lỏng, hay hỗn hợp lỏng – khí thành các cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay hơi khác nhau của chúng.

Và đối với hệ acetone – nước, do khômg có điểm đẳng phí nên có thể đạt được bất kỳ độ tinh khiết theo yêu cầu nhờ quá trình chưng cất.

Nhiệm vụ thiết kế: tính tốn hệ thống chưng luyện liên tục để tách hỗn hợp hai cấu tử : acetone – nước với các số liệu sau đây:

Năng suất sản phẩm đỉnh : 1500 Kg/h

Nồng độ sản phẩm đỉnh : 98% theo khối lượng

Nồng độ nhập liệu : 30%

Aùp suất làm việc : áp suất thường.