THIẾT KẾ THÁP MÂM XUYÊN LỖ CHƯNG CẤT LIÊN TỤC HỖN HỢP HAI CẤU TỬ ACID NƯỚC – AXIT AXETIC

ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ GVHD: DƯƠNG KHẮC HỒNG
KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Trang 1

-










ACID  AXIT AXETIC


 
 : Chính Quy
Ngành : Hóa 
 : DH11H1
 :




ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ GVHD: DƯƠNG KHẮC HỒNG
KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Trang 2


 1

 2
 3
 3
 4
 10
 13
I.  13
 14
 15
1. Tỉ số hoàn lưu tối thiểu 15
2. Suất lượng mol tương đối của dòng nhập liệu 16
3. Tỉ số hoàn lưu làm việc 16
4. Số mâm lý thuyết 26
 26
ng pha 28
1. Tại đỉnh tháp 28
2. Tại mâm nhập liệu 29
3. Tại đáy tháp 30
 31

ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ GVHD: DƯƠNG KHẮC HỒNG
KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Trang 3

 34
 34
1. Đường kính đoạn cất 34
2. Đường kính đoạn chưng 37
-  39
1. Cấu tạo mâm lỗ 39
2. Độ giảm áp của pha khí qua một mâm 40

3. Kiểm tra ngập lụt khi tháp hoạt động 44
 44
1. Bề dày thân tháp 44
2. Đáy và nắp thiết bị 48
3. Bích ghép thân, đáy và nắp 48
4. Đường kính các ống dẫn – Bích ghép các ống dẫn 49
5. Tai treo và chân đỡ 55
 58
 58
1. Suất lượng nước cần dùng để ngưng tụ sản phẩm đỉnh 58
2. Xác định bề mặt truyền nhiệt 58
 62
 65
 71




ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ GVHD: DƯƠNG KHẮC HỒNG
KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Trang 4




Đề tài này được hoàn thành là kết quả của một quá trình làm việc miệt mài
và thực sự nghiêm túc của tất cả các thành viên trong nhóm “Thiết kế tháp
chưng cất”, cùng với sự giúp đỡ tận tình của các giảng viên Khoa Hóa học và
Công nghệ thực phẩm.
Chúng tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu và các thầy cô đã tạo điều
kiện cho sinh viên được mở rộng vốn kiến thức còn hạn hẹp trong sách vở bằng

những kiến thức thức quí báu. Đặc biệt nhóm thực hiên báo cáo xin chân thành
cám ơn sự giúp đỡ tận tình của thầy Dương Khắc Hồng đã dành nhiều thời gian
để động viên, hướng dẫn nhóm trong suốt thời gian làm bài và giúp nhóm hoàn
thành đề tài này.
Khả năng tiếp thu kiến thức và kinh nghiệm bản thân có giới hạn, thời gian
tìm hiểu và nghiên cứu đề tài không nhiều, cho nên bài báo cáo này không tránh
khỏi những thiếu sót ngoài ý muốn. Chúng em rất mong muốn nhận được sự
nhận xét, chỉ bảo chân thành từ các thầy cô nhằm giúp cho bài báo cáo này trở
nên hoàn thiện hơn, bên cạnh đó giúp cho kiến thức của nhóm được củng cố
hơn, tạo điều kiện tốt cho công tác của chúng em sau này.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!

ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ GVHD: DƯƠNG KHẮC HỒNG
KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Trang 5


LI M U
Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển và cùng với nó là nhu cầu ngày
càng cao về độ tinh khiết của các sản phẩm. Vì thế, các phương pháp nâng cao
độ tinh khiết luôn luôn được cải tiến và đổi mới để ngày càng hoàn thiện hơn,
như là: cô đặc, hấp thụ, chưng cất, trích ly,… Tùy theo đặc tính yêu cầu của sản
phẩm mà ta có sự lựa chọn phương pháp phù hợp. Đối với hệ Nước – Axit
axetic là 2 cấu tử tan lẫn hoàn toàn, ta phải dùng phương pháp chưng cất để
nâng cao độ tinh khiết.
Đồ án môn học Quá trình và Thiết bị là một môn học mang tính tổng hợp
trong quá trình học tập của các kỹ sư Công nghệ Hóa học tương lai. Môn học
giúp sinh viên giải quyết nhiệm vụ tính toán cụ thể về: quy trình công nghệ, kết
cấu, giá thành của một thiết bị trong sản xuất hóa chất – thực phẩm. Đây là
bước đầu tiên để sinh viên vận dụng những kiến thức đã học của nhiều môn học
vào giải quyết những vấn đề kỹ thuật thực tế một cách tổng hợp.

Nhiệm vụ của Đồ án này là thiết kế hệ thống chưng cất Nước – Axit
axetic có năng suất là 3,8m
3
/h, nồng độ nhập liệu là 0,5 (kg nước / kg hỗn hợp),
nồng độ đỉnh là 0.9 (kg nước/ kg hỗn hợp), nồng độ sản phẩm đáy là 0,05 (kg
nước/ kg hỗn hợp), tháp làm việc ở áp suất thường.


ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ GVHD: DƯƠNG KHẮC HỒNG
KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Trang 6

1
I. 
1:
Chưng cất là quá trình dùng để tách các cấu tử của một hỗn hợp lỏng cũng
như hỗn hợp khí lỏng thành các cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay hơi khác nhau
của các cấu tử trong hỗn hợp (nghĩa là khi ở cùng một nhiệt độ, áp suất hơi bão
hòa của các cấu tử khác nhau).
Thay vì đưa vào trong hỗn hợp một pha mới để tạo nên sự tiếp xúc giữa
hai pha như trong quá trình hấp thu hoặc nhả khí, trong quá trình chưng cất pha
mới được tạo nên bằng sự bốc hơi hoặc ngưng tụ.
Trong trường hợp đơn giản nhất, chưng cất và cô đặc không khác gì nhau,
tuy nhiên giữa hai quá trình này có một ranh giới cơ bản là trong quá trình
chưng cất dung môi và chất tan đều bay hơi (nghĩa là các cấu tử đều hiện diện
trong cả hai pha nhưng với tỷ lệ khác nhau), còn trong quá trình cô đặc thì chỉ có
dung môi bay hơi còn chất tan không bay hơi.
Khi chưng cất ta thu được nhiều cấu tử và thường thì bao nhiêu cấu tử sẽ
thu được bấy nhiêu sản phẩm. Nếu xét hệ đơn giản chỉ có 2 cấu tử thì ta thu
được 2 sản phẩm:
 Sản phẩm đỉnh chủ yếu gồm cấu tử có độ bay hơi lớn và một phần rất

ít các cấu tử có độ bay hơi bé.
 Sản phẩm đáy chủ yếu gồm cấu tử có độ bay hơi bé và một phần rất ít
cấu tử có độ bay hơi lớn.
Đối với hệ Nước – Axit axetic thì:
 Sản phẩm đỉnh chủ yếu là nước.
 Sản phẩm đáy chủ yếu là axit axetic.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ GVHD: DƯƠNG KHẮC HỒNG
KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Trang 7

2. 
2.1. Phân loại theo áp suất làm việc:
- Áp suất thấp
- Áp suất thường
- Áp suất cao
2.2. Phân loại theo nguyên lý làm việc:
- Chưng cất đơn giản
- Chưng bằng hơi nước trực tiếp
- Chưng cất
2.3. Phân loại theo phương pháp cấp nhiệt ở đáy tháp:
- Cấp nhiệt trực tiếp
- Cấp nhiệt gián tiếp
 đối với hệ Nước – Axit axetic, ta chọn phương pháp chưng cất liên tục
cấp nhiệt gián tiếp bằng nồi đun ở áp suất thường.
3. 
Trong sản xuất thường dùng nhiều loại thiết bị khác nhau để tiến hành
chưng cất. Tuy nhiên yêu cầu cơ bản chung của các thiết bị vẫn giống nhau
nghĩa là diện tích bề mặt tiếp xúc pha phải lớn, điều này phụ thuộc vào mức độ
phân tán của một lưu chất này vào lưu chất kia. Nếu pha khí phân tán vào pha
lỏng ta có các loại tháp mâm, nếu pha lỏng phân tán vào pha khí ta có tháp
chêm, tháp phun,… Ở đây ta khảo sát 2 loại thường dùng là tháp mâm và tháp

chêm.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ GVHD: DƯƠNG KHẮC HỒNG
KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Trang 8

Tháp mâm: thân tháp hình trụ, thẳng đứng phía trong có gắn các mâm có
cấu tạo khác nhau, trên đó pha lỏng và pha hơi được cho tiếp xúc với nhau. Tùy
theo cấu tạo của đĩa, ta có:
o Tháp mâm chóp: trên mâm bố trí có chóp dạng tròn, xupap, chữ
s…, có rãnh xung quanh để pha khí đi qua và ống chảy chuyền có
hình tròn.
o Tháp mâm xuyên lỗ: trên mâm có nhiều lỗ hay rãnh.
Tháp chêm (tháp đệm): tháp hình trụ, gồm nhiều bậc nối với nhau bằng
mặt bích hay hàn. Vật chêm được cho vào tháp theo một trong hai phương pháp:
xếp ngẫu nhiên hay xếp thứ tự.
So sánh ưu nhược điểm của các loại tháp:

Tháp chêm
Tháp mâm xuyên lỗ
Tháp mâm
chóp
Ưu
điểm
- Cấu tạo khá đơn giản.
- Trở lực thấp.
- Làm việc được với chất lỏng
bẩn nếu dùng đệm cầu có 
của chất lỏng.
- Trở lực tương đối
thấp.
- Hiệu suất khá cao.

- Làm việc được với
chất lỏng bẩn.


- Khá ổn định.
- Hiệu suất cao

Nhược
điểm
- Do có hiệu ứng thành 
hiệu suất truyền khối thấp.
- Kết cấu khá phức
tạp.
- Có trở lực
lớn.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ GVHD: DƯƠNG KHẮC HỒNG
KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Trang 9

Vậy ta sử dụng tháp mâm xuyên lỗ để chưng cất hỗn hợp Nước – Axit axetic.
II. :
1. Axit axetic:
1.1. Tính chất:
Axit axetic nóng chảy ở 16,6
o
C, điểm sôi 118
o
C, hỗn hợp trong nước với
mọi tỷ lệ. Trong quá trình hỗn hợp với nước có sự co thể tích, với tỷ trọng cực
đại, chứa 73% axit axetic (D : 1,078 và 1,0553 đối với axit thuần khiết).
Người ta không thể suy ra được hàm lượng axit axetic trong nước từ tỷ

trọng của nó, ngoại trừ đối với các hàm lượng dưới 43%.
Tính ăn mòn kim loại:
 Axit axetic ăn mòn sắt.
 Nhôm bị ăn mòn bởi axit loãng, nó đề kháng tốt đối với axit axetic
đặc và thuần khiết. Đồng và chì bị ăn mòn bởi axit axetic với sự
hiện diện của không khí.
 Thiếc và một số loại thép nikel – crom đề kháng tốt đối với axit
axetic.
- Độ ổn định không cao, khó
vận hành.
- Do có hiệu ứng thành  khi
tăng năng suất thì hiệu ứng
thành tăng  khó tăng năng
suất.
- Thiết bị khá nặng nề.
- Tiêu tốn nhiều
vật tư, kết cấu
phức tạp.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ GVHD: DƯƠNG KHẮC HỒNG
KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Trang 10

Axit axetic thuần khiết còn gọi là axit glaxial bởi vì nó dễ dàng đông đặc
kết tinh như nước đá ở dưới 17
o
C, được điều chế chủ yếu bằng sự oxy hóa đối
với andehit axetic. Không màu sắc, vị chua, tan trong nước và cồn etylic.
1.2. Điều chế:
Axit axetic được điều chế bằng cách:
 Oxy hóa có xúc tác đối với cồn etylic để biến thành andehit axetic, là một
giai đoạn trung gian. Sự oxy hóa kéo dài sẽ tiếp tục oxy hóa andehit axetic

thành axit axetic.
o CH
3
CHO + ½ O
2
= CH
3
COOH
o C
2
H
5
OH + O
2
= CH
3
COOH + H
2
O
 Oxy hóa andehit axetic được tạo thành bằng cách tổng hợp từ acetylen.
 Sự oxy hóa andehit được tiến hành bằng khí trời với sự hiện diện của
coban axetat. Người ta thao tác trong andehit axetic ở nhiệt độ gần 80
o
C
để ngăn chặn sự hình thành peroxit. Hiệu suất đạt 95 – 98% so với lý
thuyết. Người ta đạt được như thế rất dễ dàng sau khi chế axit axetic kết
tinh được.
o CH
3
CHO + ½ O

2
CH
3
COOH
 Tổng hợp đi từ cồn metylic và Cacbon oxit.
 Hiệu suất có thể đạt 50 – 60% so với lý thuyết bằng cách cố định cacbon
oxit trên cồn metylic qua xúc tác.
 Nhiệt độ từ 200 – 500
o
C, áp suất 100 – 200atm:
o CH
3
OH + CO  CH
3
COOH
 với sự hiện diện của metaphotphit hoặc photpho – vonframat kim loại 2
và 3 hóa trị (chẳng hạn sắt, coban).

 
C80ôûaxetatCoban
o
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ GVHD: DƯƠNG KHẮC HỒNG
KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Trang 11

1.3. Ứng dụng:
Axit axetic là một axit quan trọng nhất trong các loại axit hữu cơ. Axit
axetic tìm được rất nhiều ứng dụng vì nó là loại axit hữu cơ rẻ tiền nhất. Nó
được dùng để chế tạo rất nhiều hợp chất và ester. Nguồn tiêu thụ chủ yếu của
axit axetic là:
 Làm dấm ăn (dấm ăn chứa 4,5% axit axetic).

 Làm đông đặc nhựa mủ cao su.
 Làm chất dẻo tơ sợi xenluloza axetat – làm phim ảnh không nhạy
lửa.
 Làm chất nhựa kết dính polyvinyl axetat.
 Làm các phẩm màu, dược phẩm, nước hoa tổng hợp.
 Axetat nhôm dùng làm chất cắn màu (mordant trong nghề nhuộm)
 Phần lớn các ester axetat đều là các dung môi, thí dụ: izoamyl
axetat hòa tan được nhiều loại nhựa xenluloza.
2. 
Trong điều kiện bình thường: nước là chất lỏng không màu, không mùi,
không vị nhưng khối nước dày sẽ có màu xanh nhạt.
Khi hóa rắn nó có thể tồn tại ở dạng 5 dạng tinh thể khác nhau.
Tính chất vật lý:
 Khối lượng phân tử: 18 g / mol.
 Khối lượng riêng d
4
0
c: 1 g / ml.
 Nhiệt độ nóng chảy: 0
0
C.
 Nhiệt độ sôi: 100
0
C.
 Nước là hợp chất chiếm phần lớn trên trái đất (3/4 diện tích trái đất là
nước biển) và rất cần thiết cho sự sống.
 Nước là dung môi phân cực mạnh, có khả năng hoà tan nhiều chất và
là dung môi rất quan trọng trong kỹ thuật hóa học.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ GVHD: DƯƠNG KHẮC HỒNG
KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Trang 12

 
Ta có bảng thành phần lỏng (x) – hơi (y) và nhiệt độ sôi của hỗn hợp Nước –
Axit axetic ở 760 mmHg:
x (%
phần
mol)
0
5
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
y (%
phần
mol)
0
9,2
16,7
30,3
42,5
53
62,6
71,6

79,5
86,4
93
100
t (
0
C)
118,4
115,4
113,8
110,1
107,5
105,8
104,4
103,
3
102,
1
101,
3
100,
6
100
Hình12: Giản đồ x - y của hệ Axit axetic - Nước

100
101
102
103
104

105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ GVHD: DƯƠNG KHẮC HỒNG
KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Trang 13


Các ký hiệu trong sơ đồ:
1. Bồn chứa nguyên liệu
2. Bơm
3. Thiết bị trao đổi nhiệt với sản phẩm đáy
4. Thiết bị đun sôi dòng nhập liệu
5. Lưu lượng kế
6. Nhiệt kế
7. Tháp chưng cất
8. Thiết bị làm lạnh ngưng tụ sản phẩm đỉnh
9. Áp kế
10. Thiết bị đun sôi đáy tháp

11. Thiết bị làm lạnh sản phẩm đỉnh
12. Bồn chứa sản phẩm đỉnh
13. Bồn chứa sản phẩm đáy










ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ GVHD: DƯƠNG KHẮC HỒNG
KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Trang 14


ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ GVHD: DƯƠNG KHẮC HỒNG


11

Đồ án môn học GVHD: DƯƠNG KHẮC HỒNG

KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Trang 11

Đồ án môn học GVHD: DƯƠNG KHẮC HỒNG

KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Trang 12

Thuy công ngh:
Hỗn hợp Nước – Axit axetic có nồng độ nước 90% (theo phần khối lượng),
nhiệt độ khoảng 25
0

C tại bình chứa nguyên liệu (1) được bơm (2) bơm đến thiết bị
trao đổi nhiệt (3) và được gia nhiệt đến nhiệt độ sôi trong thiết bị đun sôi dòng nhập
liệu (4), rồi được đưa vào tháp chưng cất (7) ở đĩa nhập liệu. Lưu lượng được chỉnh
bởi lưu lượng kế (5).
Trên đĩa nhập liệu, chất lỏng được trộn với phần lỏng từ đoạn luyện của tháp
chảy xuống. Trong tháp, hơi đi từ dưới lên gặp chất lỏng từ trên xuống. Ở đây, có
sự tiếp xúc và trao đổi giữa hai pha với nhau. Pha lỏng chuyển động trong phần
chưng càng xuống dưới càng giảm nồng độ các cấu tử dễ bay hơi vì đã bị pha hơi
tạo nên từ nồi đun (10) lôi cuốn cấu tử dễ bay hơi. Nhiệt độ càng lên trên càng thấp,
nên khi hơi đi qua các đĩa từ dưới lên thì cấu tử có nhiệt độ sôi cao là axit axetic sẽ
ngưng tụ lại, cuối cùng trên đỉnh tháp ta thu được hỗn hợp có cấu tử nước chiếm
nhiều nhất (có nồng độ 90% phần khối lượng). Hơi này đi vào thiết bị ngưng tụ (8)
và được ngưng tụ hoàn toàn. Một phần của chất lỏng ngưng tụ được hoàn lưu về
tháp ở đĩa trên cùng. Một phần cấu tử có nhiệt độ sôi thấp được bốc hơi, còn lại cấu
tử có nhiệt độ sôi cao trong chất lỏng ngày càng tăng. Cuối cùng, ở đáy tháp ta thu
được hỗn hợp lỏng hầu hết là các cấu tử khó bay hơi (axit axetic). Hỗn hợp lỏng ở
đáy có nồng độ nước là 5% phần khối lượng, còn lại là axit axetic. Dung dịch lỏng
ở đáy đi ra khỏi tháp vào nồi đun (10). Trong nồi đun dung dịch lỏng một phần sẽ
bốc hơi cung cấp lại cho tháp để tiếp tục làm việc, phần còn lại ra khỏi nồi đun đi
qua thiết bị làm nguội sản phẩm đáy (3), được làm nguội đến 40
0
C, rồi được đưa
qua bồn chứa sản phẩm đáy (13).
Hệ thống làm việc liên tục cho ra sản phẩm đỉnh là nước được thải bỏ, sản phẩm
đáy là axit axetic được giữ lại.
Đồ án môn học GVHD: DƯƠNG KHẮC HỒNG

KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Trang 13

 3: TÍNH CÂN BNG VT CHT

I. CÁC THÔNG S U
Chọn loại tháp là tháp chưng cất đĩa lỗ có ống chảy chuyền.
Khi chưng luyện dung dịch axit axetic thì cấu tử dễ bay hơi là nước.
Hỗn hợp: Nước: H
2
O => M
N
= 18 (g/mol).
Axit axetic: CH
3
COOH => M
A
= 60 (g/mol).
 Nồng độ nhập liệu: (
F =
0,5).
 Nồng độ sản phẩm đỉnh: (
D
= 0,9).
 Nồng độ sản phẩm đáy: (
W
= 0,05).
 Năng suất nhập liệu: V
F
= 3,8(m
3
/h).
 Chọn:
 Nhiệt độ nhập liệu: t
FV

= 25
0
C.
 Nhiệt độ sản phẩm đỉnh sau khi làm nguội: t
D
= 35
0
C.
 Nhiệt độ sản phẩm đáy sau khi trao đổi nhiệt: t
W
= 40
0
C.
 Trạng thái nhập liệu là trạng thái lỏng sôi.
 Các kí hiệu:
 G
F
, F : suất lượng nhập liệu tính theo kg/h, kmol/h.
 G
P
, D: suất lượng sản phẩm đỉnh tính theo kg/h, kmol/h.
 G
W
,W: suất lượng sản phẩm đáy tính theo kg/h, kmol/h.
 x
i
,
i
x
: phần mol, phần khối lượng của cấu tử i.

Đồ án môn học GVHD: DƯƠNG KHẮC HỒNG

KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Trang 14

II.   NG SN PH  NH VÀ SN PH   
C
Phương trình cân bằng vật chất cho toàn tháp: F = D + W (II.1)
Phương trình cân bằng cấu tử: F.x
F
= D.x
P
+ W.x
W
(II.2)
Tra bảng 1249 trang 310, [5]:
 Khối lượng riêng của nước ở 25
0
C: 
n
= 996,9 (kg/m
3
).
 Khối lượng riêng của acid axetic ở 27
0
C.
 Áp dụng công thức 1.2 trang 9, [5] 
A
= 1042,75 (kg/m

3
).
1 (1 )
tb n a
xx
  


=
0,5 (1 0,5)
996,9 1042,75


=> 
hh
= 1019,3097 (kg/m
3
).
Năng suất nhập liệu: G
F
= 3,8 (m
3
/h) 1019,3097 (kg/m
3
) = 3873,3769 (kg/h).
Khối lượng mol của dòng nhập liệu:

F
M 
x

F
.M
nước
+ (1- x
F
).M
A
= 0.5.18 + 0.5.60 = 39 (kg/mol).
Suất lượng mol:
 F =
F
F
G
M
=
3873,3769
39
= 99,3174 (kmol/h).
 D + W = 99,3174 (kmol/h) (*)
 0,9.D + 0,05.W = 0,599,3174 = 49,6587 (**)

Từ (*) và (**) giải hệ phương trình ta được:
Đồ án môn học GVHD: DƯƠNG KHẮC HỒNG

KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Trang 15


D = 52,5798 (kmol/h)
W = 46,7376 (kmol/h)
 


=














=


.
3873,3769

= 2050,6113 (kg/h).
 

= 

- 

= 3873,3769 – 2050,6113 = 1822,7656

Khối lượng phân tử trung bình của dòng sản phẩm đáy:
M
W
=
60).1(.18
WW
xx 
= 18.0,05 + (1 – 0,05).60 = 57,9 (kg/kmol).
Khối lượng phân tử trung bình của dòng sản phẩm đỉnh:
M
D
= 18. 
D
+ (1- 
D
).60= 18.0,9+(1- 0,9).60 = 22,2 (kg/kmol).
III. NH T S P
1. T s i thiu (

)
Tỉ số hoàn lưu tối thiểu là chế độ làm việc mà tại đó ứng vối số mâm lý thuyết
là vô cực. Do đó chi phí cố định là vô cực nhưng chi phí điều hành (nước, bơm,
nhiên liệu…) là tối thiểu.
Nồng độ phần mol:
x
F
=
1
12
(1 )

F
FF
x
M
xx
MM



=
0,5
18
0,7692
0,5 1 0,5
18 60



(phần mol)
Đồ án môn học GVHD: DƯƠNG KHẮC HỒNG

KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Trang 16

x
D
=
1
12
(1 )
D

DD
x
M
xx
MM



=
0.9
18
0.9 (1 0.9)
18 60


= 0,9677 (phần mol)
x
W
=
1
12
(1 )
W
WW
x
M
xx
MM



=
0.05
18
0.05 (1 0.05)
18 60


= 0,1493 (phần mol)
2. Sui ca dòng nhp liu:
 =







=


= 1,3202
3. T s c:
- Dựa vào hình đồ thị => 


= 0,8430

 R
min
=











=


= 1,6897

0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70

75
80
85
90
95
100
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
Series1
Đồ án môn học GVHD: DƯƠNG KHẮC HỒNG

KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Trang 17

Phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn cất.
y =


 +




Phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn chưng.
y =
1

11
W
R f f
xx
RR





Giao điểm của đường làm việc đoạn chưng và đoạn cất có x = x
F
= 0,7692
Đường làm việt đoạn chưng với đường chéo góc có x = x
w
= 0,1493 ứng với
mỗi giá trị trên R ta vẽ được đồ thị xác định được số đĩa lý thuyết, tính được bảng
sau:
β
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8







R
2.0268
2.1957

2.3646
2.5335
2.7024
2.8713
3.0402







B
0.3198
0.3029
0.2877
0.2739
0.2615
0.25
0.2396







N
lt

25
22
20
19
18
17
17







N.(R+1)
75.67
70.305
67.292
67.137
66.643
65.812
68.683

1.9
2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
3.2091
3.378
3.5469
3.7158
3.8847
4.0536
4.2225
0.23
0.2211
0.2129
0.2053
0.1982
0.1915
0.1854
16
16
15
15
15

15
15
67.346
70.048
68.204
70.737
73.271
75.804
78.338
Đồ án môn học GVHD: DƯƠNG KHẮC HỒNG

KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Trang 18





Vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa R và N(R+1). Ta xác định được R
TH
=
2,8713.



64
66
68
70
72
74

76
78
80
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa R và N(R+1)
N(R+1)
Đồ án môn học GVHD: DƯƠNG KHẮC HỒNG

KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Trang 19



Đồ án môn học GVHD: DƯƠNG KHẮC HỒNG

KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Trang 20