Câu hỏi đồ án về chưng luyện ethanol.

MỤC LỤC
1. Chưng luyện là gì? ...............................................................................................3
2. Hệ thống chưng luyện liên tục .............................................................................3
3. Sơ đồ làm việc .....................................................................................................3
4. Các phương pháp khác ........................................................................................4
5. Trình bày hoạt động của dây chuyển sản xuất và Giải thích sơ đồ cơng nghệ đã
thiết kế. Một số lỗi trong sơ đồ công nghệ như đường ống vào, ra khỏi các thiết bị,
các van........................................................................................................................5
6. Vai trị của Thùng cao vị Có thể thay thế thùng cao vị bằng bơm được không?
Đặt thùng ở đâu ? .......................................................................................................5
7. Thiết bị gia nhiệt : Chọn loại thiết bị nào? Vai trị ? Có cần thiết phải dùng thiết
bị này khơng ? Đồ thị biểu diễn q trình làm việc của thiết bị ? Tính tốn thiết bị
gia nhiệt nhằm mục đích gì? Chiều lưu thể đi trong thiết bị .....................................5
8. Thiết bị ngưng tụ : Chọn thiết bị, nguyên tắc làm việc, sơ đổ, cần sử dụng ở
đâu trong sơ đồ công nghệ... ......................................................................................5
9. Van : chọn loại van nào, van thuỷ lực có tác dụng gì, tác dụng của các van
trong sơ đồ công nghệ... .............................................................................................5
10. Bơm: chọn bơm, cách lắp đặt bơm, các đường đặc tuyến làm việc của loại
bơm đã dùng; các đại lượng như chiều cao làm việc, năng suất bơm... Có thể dùng
bơm để hồi lưu sản phẩm đáy tháp ko? .....................................................................5
11.

Nguyên tắc của Chung luyện chung và các vấn đề liên quan: .........................6

12.

Chọn vật liệu làm tháp, nắp và đáy : theo yêu cầu nào ....................................6

13.

Tại treo, chân đỡ : Công dụng, tính tốn ..........................................................6

14.

Ơng nổi : Vai trị, kích thước có thể thay đổi thế nào... ...................................6

15.

Bàn vě: ..............................................................................................................7

16.

Bồn cao vị để làm gì? Bỏ được khơng? Chiều cao bao nhiêu? cách tính? ......7

17.

Bích là gì? .........................................................................................................7

18.

Tại sao khi dùng hơi hơi nước gia nhiệt lại có van tháo nước ngưng" ............7

19.

Nếu tơi đặt làm TB này em có dám nhận làm không. ......................................7

20.

So sánh chưng luyện với các phương pháp khác .............................................7

21.

Bích là gì? .........................................................................................................8


22.

Tại sao khi dùng hơi hơi nước gia nhiệt lại có van thảo nước ngưng? ............8

23.

Trình tự tháo dỡ và lắp ráp các thiết bị tháp đĩa? .............................................8

24.

Vai trò của chỉ số hồi trong quá trình chung luyện ..........................................8

25.

Làm thế nào để tăng chất lượng sản phẩm? .....................................................8

26.

Ảnh hưởng của Rth tới kích thước của tháp? ...................................................8

27.

Ưu nhược điểm của tháp đĩa lỗ có ống chảy chuyền .......................................8

28.

Nêu các hiện tượng xảy ra trên 1 đĩa của tháp? ...............................................8

29. Đồ thị quan hệ tícủa các thiết bị trao đổi nhiệt giải thích tại sao nó Có dạng
như vậy? .....................................................................................................................9
30.

Tại sao lại phải mắc 1 hay 2 bom? ...................................................................9

31.

Thiết bị ngưng tụ, nguyên tắc làm việc? ứng dụng ở đâu và tại sao? ..............9

32.

Van thuỷ lực có tác dụng gì? Khi nào có thể bỏ qua được?...........................10

33.

Tại sao phải đổi phần khối lượng sang phần mol? .........................................10

34.

Tại sao có cùng số địa lí thuyết lại có nhiều Rx? ...........................................10

35.

Tại sao khi xác định Rh phải lập quan hệ R-N(R+1)? ...................................10

36.

Có bao nhiêu loại tháp chưng cất? .................................................................10


1. Chưng luyện là gì?
- Chưng luyện là phương pháp phổ biến nhất dùng để tách hoàn toàn hỗn
hợp các cấu tử dễ bay hơi có tính chất hịa tan một phần hoặc hịa tan
hồn tồn vào nhau.
- Chưng luyện ở áp suất thấp dùng cho các hỗn hợp dễ bị phân hủy ở nhiệt
độ cao và các hỗn hợp có nhiệt độ sơi q cao.
- Chưng luyện ở áp suất cao dùng cho các hỗn hợp khơng hóa lỏng ở áp
suất thường.
2. Hệ thống chưng luyện liên tục
Hệ thống thiết bị chưng luyện liên tục gồm có
- Tháp chưng luyện: gồm có hai phần
1. Đáy tháp: Phần dưới gồm từ đĩa tiếp liệu trở xuống gọi là đoạn
chưng.
2. Đỉnh tháp: Phần trên gồm từ trên đĩa tiếp liệu trở lên đỉnh gọi
là đoạn luyện
- Trong đoạn chung có bộ phận đun bốc hơi. Bộ phận đun bốc hơi có thể
được đặt trong hay ngồi tháp
- Thiết bị đun nóng dùng để đun nóng hỗn hợp đầu;
- Thùng chứa cao vị có tác dụng là điều áp và điều chính dung lượng.
- Thiết bị ngưng tụ hồi lưu ; hơi đi ngoài ống nước lạnh đi trong ống .
- Thiết bị làm lạnh để làm lạnh sản phẩm đỉnh. Trường hợp cần phải ngưng
tụ hơi cịn lại thì gọi là thiết bị ngưng tụ làm lạnh.
- Thùng chứa sản phẩm
- Thùng chứa cặn bã.
- Dụng cụ nhìn kiểm tra
3. Sơ đồ làm việc

Quá trình làm việc của hệ thống:
Hỗn hợp lỏng ban đầu được bơm lên thùng cao vị để ổn định áp lực. Từ
thùng cao vị 3 hỗn hợp lỏng chảy qua thiết bị gia nhiệt 4 bằng hơi nước
nóng rồi chảy vào đĩa cao nhất thuộc phần dưới của tháp (còn gọi là đĩa tiếp
nhận ). Nhiệt độ của hỗn hợp lỏng sau khi gia nhiệt thường đạt đến nhiệt độ
sơi. Cấp nhiệt cho tháp nhờ hơi nước nóng và thiết bị truyền nhiệt đặt ở đáy
tháp. Đối với tháp có năng suất lớn người ta đưa phần cấp nhiệt đáy tháp
riêng, như vậy dễ lắp đặt, vệ sinh và sửa chữa thay thế hơn. Nếu hệ thống
tháp đặt ngoài trời thì thiết bị hồi lưu được đặt dưới thấp và nó trở thành
thiết bị ngưng tụ hồn tồn hơi đi ra từ đỉnh tháp.
Dòng hồi lưu được bơm hồi lưu đưa lên đĩa trên cùng của đỉnh tháp.
Trường hợp này thuận tiện cho việc điều chỉnh nhiệt của thiết bị hồi lưu khi
nó đặt trên cao.
4. Các phương pháp khác
- Chưng gián đoạn
- Chưng luyện nhiều cấu tử
- Chưng luyện trích ly và chưng luyện cấu tử
- Chưng luyện đẳng phí
- Chưng phân tử


5. Trình bày hoạt động của dây chuyển sản xuất và Giải thích sơ đồ cơng
nghệ đã thiết kế. Một số lỗi trong sơ đồ công nghệ như đường ống vào,
ra khỏi các thiết bị, các van...
6. Vai trò của Thùng cao vị Có thể thay thế thùng cao vị bằng bơm được
không? Đặt thùng ở đâu ?

7. Thiết bị gia nhiệt : Chọn loại thiết bị nào? Vai trò ? Có cần thiết phải
dùng thiết bị này khơng ? Đồ thị biểu diễn quá trình làm việc của thiết

bị ? Tính tốn thiết bị gia nhiệt nhằm mục đích gì? Chiều lưu thể đi
trong thiết bị

8. Thiết bị ngưng tụ : Chọn thiết bị, nguyên tắc làm việc, sơ đổ, cần sử
dụng ở đâu trong sơ đồ công nghệ...
- Chọn thiết bị ngưng tụ sp đỉnh: vỏ-ống loại đặt nằm ngang
9. Van : chọn loại van nào, van thuỷ lực có tác dụng gì, tác dụng của các
van trong sơ đồ công nghệ...

10. Bơm: chọn bơm, cách lắp đặt bơm, các đường đặc tuyến làm việc của
loại bơm đã dùng; các đại lượng như chiều cao làm việc, năng suất
bơm... Có thể dùng bơm để hồi lưu sản phẩm đáy tháp ko?


11. Nguyên tắc của Chung luyện chung và các vấn đề liên quan:
- Tính chất hố lý của hỗn hợp cần tách
- Ứng dụng của tháp thiết kế trong công nghiệp : dùng trong các lĩnh
vực nào, ưu và nhược điểm, tại sao chọn loại tháp này…
- Chuyển đổi các đại lượng phân khối lượng và phần mol
- Cách xác định phương trình đường làm việc
- Các quá trình xảy ra trên các đĩa
- Chỉ số hồi lưu tối thiểu, chỉ số hồi lưu thích hợp :ý nghĩa, cách xác
định.
- Tại sao cùng một số địa Lý thuyết lại có nhiều giá trị của R, khi xác
định R thì dùng qua quan hệ với Số đĩa Lý thuyết...
- Bậc thay đổi nồng độ : cách xác định, các đại lượng cần thiết
- Các hệ số chuyển khối, khuếch tán : ý nghĩa, đơn vị, cách tính
- Xác định đường kính thiết bị
- Xác định chiều cao tháp phương pháp nào? Phương pháp nào hợp lý
nhất

- Số đĩa Lý thuyết và số đĩa thực tế ý nghĩa, cách xác định, Trở lực
trong đường ống, trong tháp – có mấy loại, loại trở lực nào là chủ yếu,
so sánh trở lực của các tháp- tháp nào có trở lực lớn nhất, bé nhất
- Ý nghĩa của các chuẩn số đã dùng
- Chế độ làm việc của tháp
12. Chọn vật liệu làm tháp, nắp và đáy: theo yêu cầu nào

13. Tại treo, chân đỡ : Cơng dụng, tính tốn

14. Ơng nổi : Vai trị, kích thước có thể thay đổi thế nào...


15. Bàn vě:
- Cách lắp đĩa, lắp tháp
- Một số bộ phận : giá đỡ đĩa, hộp đĩa
- Bích nối và giá đỡ đĩa : vẽ chính xác
- Cách chọn phân bố lỗ chóp
- Cách nối các ống vào thiết bị
- Các mặt cắt cần thiết
16. Bồn cao vị để làm gì? Bỏ được khơng? Chiều cao bao nhiêu? cách tính?
- Có nhiệm vụ cung cấp dung dịch cho hệ thống ổn định. Hoạt động
dựa vào thế năng để cung cấp động năng cho hệ thống. Do vận tốc
dung dịch cung cấp cho thiết bị được ổn định, thêm vào đó tiết kiệm
ổn dẫn do đó Q cố định (Vì Q=V.S)
- Trên nguyên tắc ta có thể bỏ qua bồn cao vị, nhưng rất khó để hệ
thống thiết bị hoạt động ổn định do đó việc sử dụng BCV là cần thiết.
- Ta tính bổn cao vị dựa vào lưu lượng dòng chảy của thiết bị (nagnw
suất thiết bị) và dựa vào đường kính ống dẫn cho trước, ta tính được V
cần thiết của dịng chảy, từ đó tính ra tổn thất cục bộ của ống dẫn
dung dịch và dựa vào cơng thức sau tà tính được chiều cao cần thiết

của BCV.
17. Bích là gì?
- Là bộ phận quan trọng để nối các phần của thiết bị cũng như nối các
bộ phận khác với thiết bị.
18. Tại sao khi dùng hơi hơi nước gia nhiệt lại có van tháo nước ngưng"
- Vì tránh mất mát nhiệt
19. Nếu tơi đặt làm TB này em có dám nhận làm khơng.
- Trả lời: Có M
20. So sánh chưng luyện với các phương pháp khác
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 CĨ đường kínhq lớn (>2.4m) ít dùng mâm
xun lỗ vì khi đó chất lỏng phân phối khơng đều trên mâm
21. Bích là gì?
- Là bộ phận quan trọng để nổi các phần của thiết bị cũng như nối các
bộ phận khác với thiết bị.
22. Tại sao khi dùng hơi hơi nước gia nhiệt lại có van thảo nước ngưng?
- Vì tránh mất mát nhiệt
23. Trình tự tháo dỡ và lắp ráp các thiết bị tháp đĩa?
- Lắp từ dưới lên và thảo từ trên xuống
24. Vai trò của chỉ số hồi lưu trong quá trình chung luyện

- Làm tăng nồng độ cấu tử cần chưng luyện
- Đảm bảo về mặt kinh tế
25. Làm thế nào để tăng chất lượng sản phẩm?
- Tăng chỉ số hồi lưu
- Nhưng nếu tăng chỉ số hồi lưu q lớn thì lượng sản phẩm đỉnh thu
được sẻ ít đi và khi nó năngsuất của thiết bị sẽ giảm
26. Ảnh hưởng của Rth tới kích thước của tháp?
- Khi Rth tăng thì chiều cao tháp giảm nhưng đồng thời đường kính
tháp sẽ tăng
- Khi Rth giảm thì chiều cao tháp tăng nhưng đồng thời đường kính
tháp sẻ giảm.
27. Ưu nhược điểm của tháp đĩa lỗ có ống chảy chuyền
- Ưu điểm: Sự tiếp xúc giữa hai pha lỏng là khá tốt nên có độ chuyển
hóa tốt
- Nhược điểm: Khơng dùng được đối với tháp có đường kính q lớn vì
khi đó chất lỏng sẽ khơng đều trên mặt đĩa.
- Ta phải điều khiển vận tốc dịng khí sao cho đĩa làm việc ở chế độ tốt
nhất. Có nghĩa là lớp chấtlỏng trên đĩa khơng cịn nữa mà chỉ có bọt
linh động và xoáy.
- Cấu tạo phức tạp.
28. Nêu các hiện tượng xảy ra trên 1 đĩa của tháp?
Hiện tượng này phụ thuộc vào vận tốc của dịng khí:


- Ở vận tốc bé, khí qua lỏng ở dạng từng bong bongd riêng rẻ, nên tháp
làm việc ở chế độ sủibong bóng. Lúc này chất lỏng vừa đi qua các ống
chảy chuyền vừa cùng bọt qua lổ đĩa.
- Nếu tăng vận tốc lên thì khí đi qua lịng thành tia liên tục. Khi đó tháp
làm việc ở chế độ dịng, chất lỏng khơng lọt qua lỗ đĩa được. Ở chế độ
này tháp làm việc liên tục ở chế độ dịng, chất lỏngkhơng lọt qua lỗ

đĩa được. Ở chế độ này tháp làm việc đều đặn
- Tiếp tục tăng vận tốc khi lên nữa, tháp chuyển sang chế độ bọt Lúc
này, lớp chất lỏng ở trên đĩakhơng cịn nửa, mà chỉ có bọt linh động
xốy mạnh. Vì vậy ở chế độ này đĩa làm việc tốt nhất. Nếu tiếp tục
tăng vận tốc lên, trong tháp sẽ có hiện tượng bắn chất lỏng. Đối với
loại tháp đĩa, thường người ta cho tháp làm việc ở chế độ dòng hoặc
bọt.
29. Đồ thị quan hệ tícủa các thiết bị trao đổi nhiệt giải thích tại sao nó Có
dạng như vậy?

30. Tại sao lại phải mắc 1 hay 2 bơm?

31. Thiết bị ngưng tụ, nguyên tắc làm việc? ứng dụng ở đâu và tại sao?
- Thiết bị ngưng tụ là thiết bị dùng để ngưng tụ từ hơi sang lỏng Cấu
tạo của nó dạng ống chùm. Nó có khơng gian trong ống và khơng gian
ngoài ống.
-

Nguyên tắc làm việc: Hoi sẽ được đi trong khơng gian ngồi của ống
vì nó là sản phẩm tương đối sạch.

- Chất làm lạnh (thường là nước) sẽ được đi ở khơng gian trong ống vì
nó là dung dịch bấn hơncho nên cho nước đi không gian trong ống để
sau này dễ dàng cho việc làm vệ sinh thiết bị.
- Khi hơi và lỏng sẽ chuyển động ngược chiều với nhau. Khí sẽ được đi
từ trên xuống cịn lỏng sẽđược di chuyển từ dưới lên. Vì khi đó chất
lỏng sẽ được điền đầy trong không gian trong ống củathiết bị ống


chùm. Khi hai dòng lỏng và hơi chuyển động như vậy thì hơi có nhiệt

độ cao sẽ truyềnnhiệt cho lỏng có nhiệt độ thấp hơn. Và khi hơi đạt
đến nhiệt độ của đêm sương thì hơi sẻ chuyền thành lỏng.
- Ứng dụng của thiết bị làm lạnh: là để ngưng tụ sản phẩm đình để
chuyển từ dạng hoi sang dạng lỏng
32. Van thuỷ lực có tác dụng gì? Khi nào có thể bỏ qua được?

33. Tại sao phải đổi phần khối lượng sang phần mol?
-

Trong tính tốn chung luyện người ta thường dùng các đại lượng mol
VÌ nhiệt hóa hơi của cácchất lỏng tính theo mo khơng khác nhau
mấy.Vì dịng mol pha hơi đi từ dưới lên không đổi trên tồn bộ chiều
cao của tháp. Dịng mol pha lỏngđi từ trên xuống không đổi trong
đoạn luyện và đoạn chung.Để đơn giản cho q trình tính tốn, tránh
sai sót về đơn vị trong q trình và vì các cơng thức, đồthị sử dụng
trong q trình tính tốn | hầu hết là dùng đơn vị phần mol.

34. Tại sao có cùng số địa lí thuyết lại có nhiều Rx?
- M số đĩa lí thuyết là một số thập phân chứ khơng phải là một số
ngun dương, nhưng trong qtrình tính tốn ta thường hay là trịn số
nên nó | xảy ra trường hợp trên
35. Tại sao khi xác định Rh phải lập quan hệ R-N(R+1)?
- Talập quan hệ R và V=N(R+1) nhằm mục đích ta chọn chỉ SỐ hồi lưu
R khi N(R+1) đạt giá trị nhỏnhất. Vì khi đó ta sẽ có tháp chung luyện
có thể | tích nhỏ nhất mà vẫn đáp ứng được yêu cầu của sản phẩm(
TRANG 83TAP4)
36. Có bao nhiêu loại tháp chưng cất?
- 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 )