Quá trình chưng cất potx

1
1
QUÁ TRÌNH CHƯNG CẤT
SV: Đỗ Hồng Nam
Email:
MSV:111250732143
2
2
I. Khái quát
I. Khái quát
Chưng là phương pháp dùng để tách các hỗn hợp chất lỏng cũng như các hỗn hợp khí
lỏng thành các cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay hơi khác nhau của các cấu tử trong hỗn hợp
Các Phương Pháp Chưng cất
Các Phương Pháp Chưng cất
•
Phân loại theo áp suất làm việc :
Áp suất thấp.
Áp suất thường.
Áp suất cao.
4
4
•
Phân loại theo nguyên lý làm việc :
–
Chưng cất đơn giản.
–
Chưng cất bằng hơi nước
–
Chưng cất
–
Chưng chân không.

–
Các phương pháp chưng khác.
5
5
Chưng bằng hơi nước trực tiếp
Chưng bằng hơi nước trực tiếp
•
Dùng để tách các hỗn hợp gồm các chất khó bay hơi và tạp chất không bay hơi, thường
được ứng dụng trong trường hợp chất được tách không tan vào nước.
6
6
•
Khi chưng bằng hơi nước trực tiếp người ta phun hơi nước qua lớp chất lỏng bàng một
bộ phận phun. Hơi nước có thể là bão hòa hay quá nhiệt. Trong quá trình tiếp xúc giữ hơi
nước và lớp chất lỏng, các cấu tử cần chưng sẽ khuếch tán vào trong hơi. Hỗn hợp hơi nước
và cấu tử bay hơi đó được ngưng tụ và tách thành sản phẩm.
7
7
•
. Quá trình chưng bằng hơi nước trực tiếp hợp lý nhất là chỉ dùng để tách cấu tử không
tan trong nước khỏi tạp chất không bay hơi, trường hợp này sản phẩm ngưng sẽ phân lớp :
cấu tử bay hơi và nước, chúng ta lấy sản phẩm ra một cách dễ dàng. Ưu điểm của quá trình
chưng bằng hơi nước trực tiếp là giảm được nhiều nhiệt độ sôi của hỗn hợp nghĩa là chúng
ta có thể chưng ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ sôi bình thường . Điều này rất có lợi đối với các
chất dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao cũng như đối với các chất có nhiệt độ sôi quá cao mà khi
chưng gián tiếp đòi hỏi dùng hơi áp suất cao
8
8
•
Chưng bằng hơi nước trực tiếp có thể tiến hành gián đoạn hay liên tục hình. Trong cả 2

trường hợp người ta đều phải dùng cách đốt gián tiếp để đun bốc hơi hỗn hợp. Lượng hơi
nước trực tiếp đi vào hỗn hợp chỉ có nhiệm vụ mang cấu tử dễ bay hơi ra mà thôi
9
9
Chưng chân không
Chưng chân không
•
Dùng trong trường hợp cần hạ thấp
nhiệt độ sôi của cấu tử. Ví dụ như trường
hợp các cấu tử trong hỗn hợp dễ bị phân
hủy ở nhiệt độ cao hay trường hợp các cấu
tử có nhiệt độ sôi quá cao.
10
10
11
11


Chưng luyện
Chưng luyện
•
Là phương pháp phổ biến nhất dùng để tách hoàn toàn hỗn hợp các cấu tử dễ bay hơi
có tính chất hòa tan một phần hoặc hòa tan hoàn toàn 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 sôi quá cao.
Chưng luyện ở áp suất cao dùng cho các hỗn hợp không hóa lỏng ở áp suất thường.
12
12
•
. Phương án chưng luyện cho sản phẩm cuối quay trở lại và có hồi lưu một phần sản
phẩm đỉnh I là phương án hiệu quả. Tuy nhiên sơ đồ chưng là một nhóm thiết bị như vậy rất

cồng kềnh . Để đơn giản người ta thay hệ thống đó bằng một tháp chưng luyện
13
13
Hệ thống chưng luyện nhiều tháp quy mô
Hệ thống chưng luyện nhiều tháp quy mô
công nghiệp
công nghiệp


•
Hệ thống chưng luyện sử dụng trong
công nghiệp thực phẩm, dầu khí, dược phẩm
và hóa mĩ phẩm.
•
Năng suất: 420¸1200 kg/h
•
Nồng độ: 95¸99,5%


Hệ thống chưng luyện nhiều tháp quy mô
Hệ thống chưng luyện nhiều tháp quy mô
vừa và nhỏ
vừa và nhỏ


•
Hệ thống chưng luyện sử dụng trong
công nghiệp thực phẩm, dầu khí, dược phẩm
và hóa mĩ phẩm.
•

Năng suất: 120¸300 kg/h
•
Nồng độ: 95%


Hệ thống chưng luyện 1 tháp
Hệ thống chưng luyện 1 tháp


•
Hệ thống chưng luyện sử dụng trong công
nghiệp thực phẩm, dầu khí, dược phẩm và
hóa mĩ phẩm.Năng suất: 45¸100 kg/hNồng
độ: 95%
. Các phương pháp chưng khác
. Các phương pháp chưng khác
•
Chưng luyện nhiều cấu tử :
•
Trong thực tế ta thường gặp hỗn hợp nhiều cấu tử hơn là hỗn hợp hai cấu tử. Tuy
nhiên việc nghiên cứu về chưng nhiều cấu tử còn ít. Nguyên nhân là số bậc tự do của hệ
nhiều cấu tử rất lớn.
17
17
•
Dung dịch lý tưởng là dung dịch mà trong đó lực liên kết giữa các phân tử cùng loại và
lực liên kết giữa các phân tử khác loại bàng nhau, khi đó các cấu tử hòa tan vào nhau theo
bất cứ tỷ lệ nào . Cân bằng giữa lõng và hơi hoàn toàn tuân theo định luật Rauolt
•
Dung dịch thực là dung dịch không hoàn toàn tuân theo định luật Rauolt, sai lệch với

định luật Rauolt.
•
Các cấu tử không hòa tan vào nhau hoặc hòa tan không đáng kể khi lực liên kết giửa
các phân tử khác loại rất bé so với lực liên kết giữa các phân tử cùng loại.
•
Cân bằng pha trong dung dịch thực chỉ xác định bằng thực nghiệm. Đối với các dung
dịch lý tưởng cân bằng phãi xác định bằng định luật Rauolt.
Xét hỗn hợp gồm hai cấu tử A và B. theo định luật Rauolt ta có áp suất riêng phần của
các cấu tử là:
PA = PbhA.xA
PB = PbhB.xB = PbhB.(1 – xA)
Áp suất tổng
P = PA + PB = PbhA.xA + PbhB.(1 – xA)
•
Ta có :
bhBbhA
bhB
A
PP
PP
x
−
−
=
A
bhA
A
x
P
P

y =
•
Sai lệch âm : lực liên kết giửa các
phân tử khác loại lớn hơn lực liên kết giửa
các phân tử cùng loại.
•
Sai lệch dương : lực liên kết giữa các
phân tử khác loại nhỏ hơn lực liên kết giữa
các phân tử cùng loại.
Hình 3.1 Quan hệ giữa
áp suất và thành phần của
dung dòch hai cấu tử
Sai lệch
dương
Sai lệch âm

•
Ví dụ như đối với chưng luyện hai cấu tử khi đã thiết lập áp suất và nồng độ của một
cấu tử trong sản phẩm đỉnh thì chế độ làm việc hoàn toàn được xác định. Đối với hệ n cấu tử
thì có n bậc tự do, bởi vậy khi áp suất và nồng độ một cấu tử được xác định thì chúng ta cũng
không thể xác định được nhiệt độ sôi, thành phần các cấu tử khác vì còn có n-2 bậc tự do.Ta
có thể tự do chọn thành phần của n-2 cấu tử.
23
23
Chưng luyện trích ly và chưng luyện đẳng phí

Đối với những hỗn hợp gồm các cấu tử có nhiệt độ sôi giống nhau hoặc rất gần nhau hay
gồm những cấu tử tạo thành dung dịch đẳng phí ta không thể dùng phương pháp chưng
luyện thông thường như trên để tách chúng ra dạng nguyên chất được dù cho có dùng những
tháp vô cùng cao với lượng hồi lưu rất lớn.

24
24
•
Chưng luyện trích ly :
•
. Chưng luyện đẳng phí : Phương pháp này cũng dựa trên nguyên tắc thêm vào hỗn hợp
một cấu tử phân ly, khác với chưng luyện trích ly là ở đây cấu tử phân ly phải có độ bay hơi
lớn hơn độ bay hơi của các cấu tử trong hỗn hợp.
26
26