PHÚC TRÌNH THỰC tập QUÁ TRÌNH và THIẾT bị CÔNG NGHỆ hóa học CHƯNG cất GIÁN đoạn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CƠNG NGHỆ
---------------- OỐA»J------

PHÚC TRÌNH THỰC TẬP Q TRÌNH VÀ THIÉT BỊ
CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

CHƯNG CẤT GIÁN ĐOAN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:

TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN:
Lê Trường Thịnh

B1909729

Lê Ái Như

B1909820

Nguyễn Thị Trăm

B1909847


Tháng 3/2022

Chưng cất gián đoạn

GVHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

Mục lục
I. KẾT QUẢ ĐO ĐƯỢC:.........................'..............................................................1
II. TÍNH TỐN:......................................................................................................2
1. Tính lượng sản phẩm đỉnh và đáy thu được:........................................................2
1.2 Trường hợp R=1............................................................................................3
1.3 Trường hợp R=2............................................................................................5
2. Tỉ số hoàn lưu cục bộ và tỉ số hoàn lưu toàn phần trong 1 giờ.............................7
2.1 Trường hợp R= 1...........................................................................................7
2.2 Trường hợp R= 2...........................................................................................8
3. Vẽ đồ thị x, y; vẽ đường làm việc phần cất; số đĩa lí thuyết; hiệu suất tổng quát:
..........’........................................................................................................
9
3.1 Trường hợp R=1...........................................................................................9
3.2 Trường hợp R=2..........................................................................................10
III. Nhận xét và bàn luận.......................................................................................11
Lê Trường Thịnh - MSSV: B1909729...............................................................11
Lê Ái Như - MSSV: B1909820.........................................................................15
Nguyễn Thị Trăm - MSSV: B1909847..............................................................16

Trang


Chưng cất gián đoạn

GVHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

I. KẾT QUẢ ĐO ĐƯỢC:

Bàng 1: Kct quà thi nghiệm chung cất gián đoạn

Bâng 2: Thiết bị ngưng tụ

Trang 1


Chưng cất gián đoạn

GVHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

Bảng 1-1: Kết quả thí nghệm chưng cất gián đoạn
Nhập liệu
Sản phẩm đáy
Sản phẩm đỉnh
R=1

R=2

Nhiệt
độ

Độ
rượu
Nhiệt
độ
Độ
rượu

35.5oC

Nhiệt độ

48o

Độ rượu

36oC

Nhiệt độ

53.5o

Độ rượu

32o
C
42.5o
28o
C
42o

Nhiệt độ

31oC

Độ rượu

95o

Nhiệt độ

32oC

Độ rượu

95o

Bảng 1-2: Thiết bị ngưng tụ
R=1
Nhiệt độ nước vào (oC)

28.6

Nhiệt độ nước ra (oC)

30.6

Lưu lượng nước (L/h)

60

R=2
29
.3
31
.6
60

II. TÍNH TỐN:
1. Tính lượng sản phẩm đỉnh và đáy thu được:
Ta có phương trình cân bằng vật chất: —-— = w = —-—

XD~XF

Xũ~Xw

Xp-Xw

Trong đó: F: Lượng nhập liệu ban đầu, mol
D: Lượng sản phẩm đỉnh, mol
W: Lượng sản phẩm đáy thu được, mol
XF, XD, XW: lần lượt là phần mol của cấu tử rượu etylic trong nhập liệu, sản
phẩm đỉnh và sản phẩm đáy.
Độ rượu (a) ra phần mol (x) X = p M ợ-a}
1+ N

Trong

đó:

R

a:

Độ

rượu

x: Phần mol
PN: Khối lượng riêng của nước, kg/m3
PR: Khối lượng riêng của rượu, kg/m3

Trang 2


Chưng cất gián đoạn

GVHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

MN: Khối lượng riêng phân tử của nước, đvC
MR: Khối lượng riêng phân tử của rượu, đvC
Khối lượng riêng của hỗn hợp lỏng: — — — + 1—^
Phh
X+

PR

PN

Với, Ãỹ — ——-: phần khối lượng của rượu

X(1-X)

MJ
pN,pR : khối lượng riêng của nước và rượu nguyên chất ở cùng nhiệt độ, kg/m3
1.2 Trường hợp R=1
Dựa vào bảng chuyển đổi độ rượu về 20 oc (Correction Table for an Alcoholometer

Calibrated at 20oC) kết hợp với phương pháp nội suy, ta tìm được bảng kết quả sau:
Bảng 2-1: Chuyển đổi độ rượu về 20 °c với tỉ số hồn lưu R=1 (phần trăm thể tích)
Nhập liệu F Sản phẩm đáy W Sản phẩm đỉnh D
Nhiệt độ (^)
Độ rượu trên phù kế
(°)
Độ rượu ở 15oc (°)
Phần trăm thể tích %

35.5

32

31

48

42.5

95

54

47.65

97.3

54

47.65

97.3

Tra bảng 25 (sách bài tập nhiệt động học kỹ thuật và truyền nhiệt - Hồng Đình
Tín và Bùi Hải - trang413) ta có ở 20°C:
PN = 998.2 kg/m3
Dựa vào bảng 6-6 khối lượng rượu etylic nguyên chất trang 59 giáo trình TT.QTTB kết
hợp với phương pháp nội suy ta có ở 20 C:
PR = 789 kg/m3
1
1
-O9AA
Xr . .PN„MR(1- a„\
~, , 998.2., 46/1-0.54'
- 0.266
1+
pR MN( aF )
789 X 18(
0,54 )

Trang 3


Chưng cất gián đoạn
GVHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh
M
25.46
_
1
mhh 4.83X1000

0.220
1+^x>(i-^ 111,11=—^=- -—-—=189.79
998.2 mol
46/1 - 0.4765\
Phương trình cân bằng
vật
chất
cho
tồn
hệ
thống:
1+
X
PR MN' w •
0.4765 )
F = D + w789
(1) 18 (
Phương trình_cân bằng vật 1chất cho cấu _tử dễ bay hơi: 1
XD
= Ị ■ PN Y MR <1 - a^ =
, 998.2
46 71 - 0 973
X
1D
+ + XWW X(2)
XF
F
=
XD
pR M;V ( Ư )

789 18 ( 0.973 .
Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình:
Phân tử lượng trung bình của hỗn hợp nhập liệu:
,í
DM
+ hh
W=
D 46
= 12.51
moíđvC
=(1189.79
- 0.266)X 18 + 0.266í X
= 25.46
a cÓ :
{
0.918D + 0.22W = 0.266 X 189.79 iw = 177.28 moí
Phần khối lượng:
Tính khối lượng sản phẩm đỉnh D (kg):
0.266
_
0.124
mD = DX(XDXMR + (1 - XD)X MH2O) = 12.51
x(0.918x46+(1-0.918)x18)
= 0.5467 kg
0.266+(1-0.266)
4|
hh

a

D

Khối lượng riêng của hỗn hợp:
PfiPN
hh

789X998.2

X'Rpw+pR(1-XR)

Với Vhh=5 lít = 0.005 m
Khối lượng hỗn hợp:
Số mol của hỗn hợp:

,_,

, ,

————ve 2^7.———— =

3

mhh=phh X v = 966.33X 0.005 = 4.83 kg
hh

Trang 4


Chưng cất gián đoạn
GVHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

Tính khối lượng sản phẩm đáy W (kg):
mw = WX(ẨWXMR + (1 — Xw)xMH2O)
= 177.28 X(0.22X46+(1- 0.22)X18) = 4.283 kg
1.3 Trường hợp R=2
Dựa vào bảng chuyển đổi độ rượu về 20 c (Correction Table for an Alcoholometer
Calibrated at 20oC) kết hợp với phương pháp nội suy, ta tìm được bảng kết quả sau:
Bảng 2-2: Chuyển đổi độ rượu về 20C với tỉ số hồn lưu R=2 (phần trăm thể tích)
Nhập liệu
Sản phẩm đáy Sản phẩm đỉnh
F
W
D
Nhiệt độ oc
36
28
32
Độ rượu trên phù kế(°)

53.5

42

95

Độ rượu ở 15C (°)

59.35

45.4

97.5

Phần trăm thể tích %

59.35

45.4

97.5

Tra bảng 25 (sách bài tập nhiệt động học kỹ thuật và truyền nhiệt - Hồng Đình
Tín và Bùi Hải - trang 413) ta có ở 20C:
PN = 998.2 kg/m3
Dựa vào bảng 6-6 khối lượng rượu etylic nguyên chất trang 59 giáo trình TT.QTTB kết
hợp với phương pháp nội suy ta có ở 20c:
PR = 789 kg/m3
1 -nn-1-1
1
- 0311
998.2
46/1
0.5935\
X
1
+
X
(
789 18
0,5935 )
1 + ^x.^qỉ-SE)

PR Mw
ƯF
1
_
1
■’" . , ft> yM^- a^
, , 998.2., 46/1 - 0.454,
- 0.205
x
1
1+
x
pR
Mw ( ưw )
789
18 ( 0.454 )
F

XD

-

. , ft>
pB

x

1
yM^- a^
M„ ( aD )

_
-

,

1+

1
_nũ„
- 0.923
, 998.2., 46/1-0.975'
x
(
789 18
0.975 )

Phân tử lượng trung bình của hỗn hợp nhập liệu:

Trang 5


Mhh= (1 - 0.311) X 18 + 46 X 0.311 = 26.711 đvC
-------------X*_________=___________0.311_____________= o K

—

R

Phần khối lượng

Khối lượng riêng của hỗn hợp

A/fr» _ _

XR

+ (1-XR)^

, __

, 46

0.311 + (1-0.311)X4|

0.15