Dđồ án hóa công chưng luyện aceton-nước bằng tháp chóp năm 2024

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 hoá học. Đặc biệt là ngành hóa chất cơ bản. Trong thực tế, chúng ta sử dụng rất nhiều dạng hoá chất khác nhau: hỗn hợp nhiều chất hay đơn chất tinh khiết. Mà nhu cầu về một loại hoá 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 toán 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% Ap suất làm việc : áp suất thường.

NỘI DUNG:

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
6. 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
7. 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 TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH 25
8. Kích thước tháp 26
9. Đường kính đoạn cất 26
10. Đường kính đoạn luyện 28
11. Chiều cao tháp 30 II. Tính toán chóp và ống chảy chuyền 31
12. Tính cho phần cất 31
13. Tính cho phần chưng 32 III. Tính chi tiết ống dẫn 37
14. Đường kính ống dẫn hơi vào thiết bị ngưng tụ 37
15. Ống dẫn dòng chảy hoàn lưu 38
16. Ống dẫn dòng nhập liệu 38
17. Ống dẫn dòng sản phẩm đáy 38
18. Ống dẫn từ nồi đun qua tháp 39 IV. Tính trở lực tháp 39
19. Tổng trở lực phần cất 39
20. Trở lực đĩa khô Pk 39
21. Trở lực do sức căng bề mặt 40
22. Trở lực của lớp chất lỏng trên đĩa ( Trở lực thủy tĩnh Pt ) 40
23. Tổng trở lực phần chưng 41
24. Trở lực đĩa khô Pk 41
25. Trở lực do sức căng bề mặt 41
26. Trở lực của lớp chất lỏng trên đĩa ( Trở lực thủy tĩnh Pt ) 42 CHƯƠNG 4: TÍNH CƠ KHÍ 44
27. Tính bề dày thân trụ của tháp 45
28. Tính - chọn bề dày đáy và nắp thiết bị 47
29. Chọn bích và vòng đệm 48
30. Tính mâm 49
31. Chân đỡ và tai treo thiết bị 50
32. Tính bảo ôn 53

CHƯƠNG 5: TÍNH THIẾT BỊ PHỤ 58

9. Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu hay thiết bị làm nguội sản phẩm đáy 59
10. Điều kiện nhiệt độ của quá trình 59
11. Nhiệt tải 60
12. Chọn thiết bị 60 II. Thiết bị làm nguội sản phẩm đỉnh 64
13. Điều kiện nhiệt độ của quá trình 64
14. Nhiệt tải 65
15. Chọn thiết bị 65 III. Thiết bị ngưng tụ hồi lưu 69
16. Điều kiện nhiệt độ của quá trình 69
17. Nhiệt tải 70
18. Chọn thiết bị 70
19. Xác định hệ số cấp nhiệt từ dòng sản phẩm đỉnh đến thành ống 70
20. Xác định hệ số cấp nhiệt từ thành ống đến nước 71
21. Nhiệt tải riêng 72
22. Hệ số truyền nhiệt 72
23. Bề mặt truyền nhiệt 72
24. Chiều dài mỗi ống 72 IV. Thiết bị nồi đun 73
25. Điều kiện nhiệt độ của quá trình 73
26. Nhiệt tải 74
27. Chọn thiết bị 74
28. Xác định hệ số cấp nhiệt từ dòng sản phẩm đỉnh đến thành ống 74
29. Tính hệ số cấp nhiệt của sản phẩm đáy nồi 75
30. Hệ số truyền nhiệt 75
31. Bề mặt truyền nhiệt 75
32. Chiều dài mỗi ống 75
33. Tính bồn cao vị- Bơm 76
34. Tính bồn cao vị 76
35. Tính bơm 79 CHƯƠNG 6: TÍNH GIÁ THÀNH THIẾT BỊ 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83

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 hoá học. Đặc biệt là ngành hóa chất cơ bản. Trong thực tế, chúng ta sử dụng rất nhiều dạng hoá chất khác nhau: hỗn hợp nhiều chất hay đơn chất tinh khiết. Mà nhu cầu về một loại hoá 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 toán 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% Ap suất làm việc : áp suất thường.

NỘI DUNG:

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
6. 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
7. 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 TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH 25
8. Kích thước tháp 26
9. Đường kính đoạn cất 26
10. Đường kính đoạn luyện 28
11. Chiều cao tháp 30 II. Tính toán chóp và ống chảy chuyền 31
12. Tính cho phần cất 31
13. Tính cho phần chưng 32 III. Tính chi tiết ống dẫn 37
14. Đường kính ống dẫn hơi vào thiết bị ngưng tụ 37
15. Ống dẫn dòng chảy hoàn lưu 38
16. Ống dẫn dòng nhập liệu 38
17. Ống dẫn dòng sản phẩm đáy 38
18. Ống dẫn từ nồi đun qua tháp 39 IV. Tính trở lực tháp 39
19. Tổng trở lực phần cất 39
20. Trở lực đĩa khô Pk 39
21. Trở lực do sức căng bề mặt 40
22. Trở lực của lớp chất lỏng trên đĩa ( Trở lực thủy tĩnh Pt ) 40
23. Tổng trở lực phần chưng 41
24. Trở lực đĩa khô Pk 41
25. Trở lực do sức căng bề mặt 41
26. Trở lực của lớp chất lỏng trên đĩa ( Trở lực thủy tĩnh Pt ) 42 CHƯƠNG 4: TÍNH CƠ KHÍ 44
27. Tính bề dày thân trụ của tháp 45
28. Tính - chọn bề dày đáy và nắp thiết bị 47
29. Chọn bích và vòng đệm 48
30. Tính mâm 49
31. Chân đỡ và tai treo thiết bị 50
32. Tính bảo ôn 53

CHƯƠNG 5: TÍNH THIẾT BỊ PHỤ 58

9. Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu hay thiết bị làm nguội sản phẩm đáy 59
10. Điều kiện nhiệt độ của quá trình 59
11. Nhiệt tải 60
12. Chọn thiết bị 60 II. Thiết bị làm nguội sản phẩm đỉnh 64
13. Điều kiện nhiệt độ của quá trình 64
14. Nhiệt tải 65
15. Chọn thiết bị 65 III. Thiết bị ngưng tụ hồi lưu 69
16. Điều kiện nhiệt độ của quá trình 69
17. Nhiệt tải 70
18. Chọn thiết bị 70
19. Xác định hệ số cấp nhiệt từ dòng sản phẩm đỉnh đến thành ống 70
20. Xác định hệ số cấp nhiệt từ thành ống đến nước 71
21. Nhiệt tải riêng 72
22. Hệ số truyền nhiệt 72
23. Bề mặt truyền nhiệt 72
24. Chiều dài mỗi ống 72 IV. Thiết bị nồi đun 73
25. Điều kiện nhiệt độ của quá trình 73
26. Nhiệt tải 74
27. Chọn thiết bị 74
28. Xác định hệ số cấp nhiệt từ dòng sản phẩm đỉnh đến thành ống 74
29. Tính hệ số cấp nhiệt của sản phẩm đáy nồi 75
30. Hệ số truyền nhiệt 75
31. Bề mặt truyền nhiệt 75
32. Chiều dài mỗi ống 75
33. Tính bồn cao vị- Bơm 76
34. Tính bồn cao vị 76
35. Tính bơm 79 CHƯƠNG 6: TÍNH GIÁ THÀNH THIẾT BỊ 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83