Thiết kế tháp mm chĩp chưng cất hỗn hợp benzen – toluen có năng suất 200

ĐAMH Quá trình & Thiết bị GVHD : Phan Đình Tuấn

BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO COÄNG HOØA XAÕ HOÄI CHUÛ

NGHÓA VIEÄT NAM

TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA Ñoäc laäp – Töï do – Haïnh

phuùc

Thaønh phoá Hoà Chí Minh

Khoa: Coâng ngheä Hoùa & Thöïc phaåm

Boä moân: Quaù trình vaø Thieát bò

ÑOÀ AÙN

MOÂN HOÏC: ÑOÀ AÙN MOÂN HOÏC QT&TB. MAÕ

SOÁ: 605040

Hoï vaø teân sinh vieân: Vũ Tiến Dũng

Lôùp: HC06MB

Ngaønh (neáu coù): Máy & Thiết Bị

1. Ñaàu ñeà ñoà aùn: Thieát keá thaùp mâm chóp chöng caát hoãn

hôïp Benzen – Toluen coù naêng suaát 200 l/h tính theo saûn

phaåm ñænh

2. Nhieäm vuï (noäi dung yeâu caàu vaø soá lieäu ban ñaàu):

- Noàng ñoä nhaäp lieäu: F = 40%phaàn khoái löôïng

- Noàng ñoä saûn phaåm ñænh: D = 98% phaàn khoái

löôïng

- Noàng ñoä saûn phaåm ñaùy: W = 1% phaàn khoái

löôïng

- Nguoàn naêng löôïng vaø caùc thoâng soá khaùc töï

choïn

3. Noäi dung caùc phaàn thuyeát minh vaø tính toaùn:

Xem ôû phaàn muïc luïc

4. Caùc baûn veõ vaø ñoà thò (loaïi vaø kích thöôùc baûn veõ):

Goàm 2 baûn veõ A1: baûn veõ quy trình coâng ngheä vaø

baûn veõ chi tieát thieát bò

5. Ngaøy giao ñoà aùn: 6/10/2009

6. Ngaøy hoaøn thaønh ñoà aùn: 18/01/2010

7. Ngaøy baûo veä hay chaám: 25/01/2010

Ngaøy 6 thaùng 10 naêm

2009

CHUÛ NHIEÄM BOÄ MOÂN NGÖÔØI HÖÔÙNG

DAÃN

(Kyù vaø ghi roõ hoï teân) (Kyù vaø ghi roõ

hoï teân)

Trang 1

ĐAMH Quá trình & Thiết bị GVHD : Phan Đình Tuấn

NHAÄN XEÙT ÑOÀ AÙN

Caùn boä höôùng daãn. Nhaän xeùt:__________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

Ñieåm:_______________ Chöõ kyù:______________

Caùn boä chaám hay Hoäi ñoàng baûo veä. Nhaän xeùt:______________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

Ñieåm:_______________ Chöõ kyù:______________

Ñieåm toång keát:

LỜI MỞ ĐẦU

Trang 2

ĐAMH Quá trình & Thiết bị GVHD : Phan Đình Tuấn

Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển đóng góp to lớn cho nền công

nghiệp nước ta nói riêng và thế giới nói chung. Một trong những ngành có đóng

góp vô cùng to lớn đó là ngành công nghiệp hoá học, đặc biệt là ngành sản xuất

các hoá chất cơ bản.

Hiện nay, các ngành công nghiệp cần sử dụng rất nhiều hoá chất có độ

tinh khiết cao. Nhu cầu này đặt ra cho các nhà sản xuất hoá chất sử dụng nhiều

phương pháp để nâng cao độ tinh khiết của sản phẩm như : trích ly, chưng cất,

cô đặc, hấp thu … Tuỳ theo đặc tính yêu cầu của sản phẩm mà ta có sự lựa chọn

phương pháp cho phù hợp. Đối với hệ benzen – toluen là hệ 2 cấu tử tan lẫn vào

nhau, ta chọn phương pháp chưng cất để nâng cao độ tinh khiết cho benzen.

Đồ án môn học Quá trình & Thiết bị là một môn học mang tính tổng hợp

trong quá trình học tập của các kỹ sư Công nghệ Hoá học tương lai. Môn học

này giúp sinh viên có thể tính toán cụ thể : quy trình công nghệ, kết cấu, giá

thành của một thiết bị trong sản xuất hoá chất - thực phẩm. Đây là lần đầu tiên

sinh viên được vận dụng các kiến thức đã học để giải quyết các vấn đề kỹ thuật

thực tế một cách tổng hợp.

Nhiệm vụ của đồ án là thiết kế tháp mâm chóp để chưng cất hỗn hợp

Benzen – Toluen ở áp suất thưởng với năng suất theo sản phẩm đỉnh(Benzene)

là 200 lít/h có nổng độ 98% phần khối lượng benzen, nồng độ sản phẩm đáy là

99% khối lượng Toluene,Nồng độ nhập liệu là 40% khối lượng Benzene, nhập

liệu ở trạng thái lỏng sôi.

MUÏC LUÏC

Trang 3

ĐAMH Quá trình & Thiết bị GVHD : Phan Đình Tuấn

Lời mở đầu.....................................................................................3

CHÖÔNG 1 : TỔNG QUAN ....................................................................................4

I. Lý thuyết về chưng cất..............................................................................................5

II. Giới thiệu sơ bộ về nguyên liệu................................................................................7

CHÖÔNG 2 : QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ.............................................................9

CHÖÔNG 3 : CAÂN BAÈNG VAÄT CHAÁT...............................10

I. Caùc thoâng soá ban ñaàu ............................................10

II. Xaùc ñònh suaát löôïng saûn phaåm ñænh vaø saûn phaåm

ñaùy thu ñöôïc..............................................................10

III. Xaùc ñònh tæ soá hoaøn löu laøm vieäc..........................11

IV. Xaùc ñònh phöông trình ñöôøng laøm vieäc – Soá maâm lyù

thuyeát........................................................................13

V. Xaùc ñònh soá maâm thöïc teá.......................................14

CHÖÔNG 4 : TÍNH TOAÙN THAÙP CHÖNG CAÁT....................16

I. Đường kính đoạn cất...............................................................................................16

II. Đường kính đoạn chưng.........................................................................................18

III. Trở lực của tháp.......................................................................................................20

CHÖÔNG 5 : CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG........................................................22

I. Cân bằng nhiệt lượng cho thiết bị ngưng tụ sản phẩm đỉnh.................................22

II. Cân bằng nhiệt lượng cho thiết bị gia nhiệt nhập liệu.........................................22

III. Cân bằng nhiệt lượng cho thiết bị làm nguội sản phẩm đáy...............................22

IV. Cân bằng nhiệt lượng cho thiết bị làm nguội sản phẩm đỉnh...............................22

V. Nhiệt lượng cung cấp cho đáy tháp........................................................................23

CH ƯƠNG 6: TÍNH TOÁN CƠ KHÍ..........................................................................24

I. Tính toán thân tháp.................................................................................................24

II. Tính toán chóp.........................................................................................................24

III. Tính toán đáy nắp thiết bị........................................................................................25

IV. Bích ghép thân.........................................................................................................26

V. Đường kính các ống dẫn – Bích ghép ống dẫn......................................................28

VI. Chân đỡ - tai treo.....................................................................................................31

CHÖÔNG 7 : TÍNH TOAÙN THIEÁT BÒ PHU...........................33

I. Thiết bị ngưng tụ sản phẩm đỉnh ..........................................................33

II. Thieát bò ñun soâi ñaùy thaùp.......................................36

III. Thieát bò laøm nguoâïi saûn phaåm ñænh......................39

IV. Thieát bò laøm nguoäi saûn phaåm ñaùy........................43

V. Thiết bị đun sôi nhập liệu......................................................................................47

VI. Bồn cao vị...............................................................................................................50

VII. Bơm..........................................................................................................................52

Keát luaän........................................................................54

Taøi lieäu tham khaûo.......................................................54

Trang 4

ĐAMH Quá trình & Thiết bị GVHD : Phan Đình Tuấn

Chương 1 :

TỔNG QUAN

I. LÝ THUYẾT VỀ CHƯNG CẤT :

Trang 5