đồ án thiết kế tháp đệm chưng cất các hỗn hợp lỏng

ĐỒ ÁN QTTB SV: Lê Thị Lương – LT Hoá3-
K3
MỞ ĐẦU
I. GIỚI THIỆU VỀ HỖN HỢP ĐƯỢC CHƯNG LUYỆN
Trong quá trình chế biến một sản phẩm từ sản phẩm thô ban đầu đến khi
nó trở thành một sản phẩm có ích được ứng dụng rộng rãi trong đời sống thì
công nghiệp hóa học đã đóng góp không nhỏ trong sự phát triển kinh tế nước
nhà, các phương pháp khác nhau như: lắng, lọc, hấp thụ, kết tinh, Chưng cất …
nhưng đặc biệt là phương pháp chưng luyện nó được ứng dụng rộng rãi trong rất
nhiều ngành, lĩnh vực đặc biệt là ngành công nghệ lên men, công nghệ tổng hợp
hữu cơ, lọc - hóa dầu, công nghệ sinh học. Việc lựa chọn phương pháp và thiết
bị cho phù hợp tùy thuộc vào hỗn hợp ban đầu, yêu cầu sản xuất và điều kiện
kinh tế.
Chưng là phương pháp dùng để tách riêng các hỗn hợp lỏng cũng như
các hỗn hợp đã hóa lỏng thành các cấu tử riêng biệt dựa vào nhiệt độ sôi khác
nhau của các cấu tử trong hỗn hợp.
Khi chưng ta thu được nhiều sản phẩm và thường có bao nhiêu cấu tử
thì có bấy nhiêu sản phẩm. Riêng đối với phương pháp chưng luyện hai cấu tử
thì sản phẩm đỉnh gồm chủ yếu là cấu tử dễ bay hơi còn sản phẩm đáy gồm
chủ yếu là cấu tử khó bay hơi.
Trong sản xuất ta thường gặp các phương pháp chưng khác nhau như :
chưng đơn giản, chưng bằng hơi nước trực tiếp, chưng chân không và đặc biệt
hơn là chưng luyện.
Chưng luyện là phương pháp thông dụng 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 nhiệt ở nhiệt độ cao, các cấu tử dễ bay hơi và ngược lại.
Trường ĐHCNHN GVHD:Nguyễn Thế Hữu
ĐỒ ÁN QTTB SV: Lê Thị Lương – LT Hoá3-
K3
Chưng đơn giản dùng để tách các hỗn hợp gồm các cấu tử có độ bay hơi

rất khác nhau .Phương pháp này thường dùng để tách sơ bộ và làm sạch cấu
tử khỏi tạp chất.
Chưng bằng hơi nước trực tiềp dùng tách các hỗn hợp gồm các chất khó
bay hơi và tạp chất không bay hơi ,thường dùng trong trường hợp chất được
tách không tan vào nước
Chưng chân không dùng trong trường hợp cần hạ thấp nhiệt độ sôi 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.Chưng nhất luyện là
phương pháp phổ biến nhất để tách hoàn toàn hỗn hợp các cấu tử dễ bay hơi
có tính chất hòa tan một phần hay hoàn toàn vào nhau theo bất kỳ tỷ lệ nào
bằng các thiết bị khác nhau như: tháp đệm, tháp chóp, tháp đĩa…Đối với hỗn
hợp Rượu etylic- nước là hỗn hợp 2 cấu tử hòa tan hoàn toàn vào nhau và có
nhiệt độ sôi khác biệt nhau ở cùng điều kiện áp suất. Do đó phương pháp tối
ưu để tách các hỗn hợp trên là chưng, ta nên dùng thiết bị chưng luyện loại
tháp đệm. Phương pháp này dựa vào độ bay hơi khác nhau giữa các cấu tử
bằng cách thực hiện quá trình chuyển pha và trao đổi nhiệt giữa 2 pha lỏng-
khí. Sản phẩm đỉnh thu được gồm các cấu tử có độ bay hơi lớn và một phần
cấu tử có độ bay hơi thấp. Còn sản phẩm đáy thu được chủ yếu là cấu tử khó
bay hơi và một phần cấu tử dễ bay hơi.
Ngày nay tháp đệm được sử dụng rộng rãi vì nó có nhiều ưu điểm: Hiệu
suất cao vì bề mặt tiếp xúc lớn, giới hạn làm việc tương đối rộng, thiết bị đơn
giản, gọn nhẹ dễ tháo rời để sửa chữa, trở lực không cao nhưng làm việc ổn
định và chưng được sản phẩm đòi hỏi có độ tinh khiết cao.Tháp đệm có thể
làm việc ở áp suất thường và áp suất chân không, làm việc liên tục hoặc gián
đoạn.
Tuy nhiên tháp đệm cũng có những hạn chế sau: Khó làm ướt đều
đệm,Nếu tháp cao thì phân phối chất lỏng không đều.
Trường ĐHCNHN GVHD:Nguyễn Thế Hữu
ĐỒ ÁN QTTB SV: Lê Thị Lương – LT Hoá3-
K3

Để khắc phục nhược điểm trên, người ta chia đệm ra nhiều tầng và có đặt
thêm đĩa phân phối chất lỏng đối với mỗi tầng đệm nếu tháp quá cao.
Trong tháp đệm, chất lỏng chảy từ trên xuống phân bố đều trên bề mặt
đệm, Khí đi từ dưới lên và tiếp xúc với chất lỏng và quá trình chuyển khối
xảy ra.
Vật liệu gia công là thép không gỉ bởi vì hỗn hợp cần tách là hệ ăn mòn
mạnh, mặt khác tuy giá thành sản xuất còn cao nhưng đáp ứng được những tiêu
chuẩn cơ bản của thiết bị hóa chất đó là: chống ăn mòn, bền nhiệt, cơ tính tốt,
tuổi thọ làm việc lâu dài …
Bài đồ án này bao gồm 6 nội dung chính: sơ đồ công nghệ sản xuất
trong thực tế, tính toán thiết bị chính: Tính toán cân bằng vật liệu toàn thiết bị,
chiều cao, đường kính tháp, trở lực của tháp đệm…, tính cân bằng nhiệt
lượng, tính và chọn thiết bị phụ: thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu, bơm.Tính toán
cơ khí và lựa chọn: Tính bề dày, đường kính ống dẫn, Tính đáy và nắp, chọn
bích ghép, tính giá đỡ tai treo…
II. GIỚI THIỆU VỀ RƯỢU ETYLIC VÀ NƯỚC.
1 . Nước:
-Nước là chất lỏng không màu,không mùi,không vị.
- Nhiệt độ sôi ở áp suất 760mmHg là 100
0
C
- Hoá lỏng ở 0
0
C
- Khối lượng riêng là 997,08 kg/m
3
ở 25
0
C
- Độ nhớt bằng 0,8937.10 N.s/ m

2
= 893,7 Cp ở 25
0
C
- Nhiệt dung riêng Cp= 0,99892Kcal/kg.độ ở 25
0
C
- Nhiệt hoá hơi ở áp suất khí quyển r = 540 Kcal/kg
- Nước có công thức phân tử H
2
O ,công thức cấu tạo H-O-H
-Nước có hợp chất phân cực mạnh,có thể hoà tan nhiều chất
rắn,lỏng,khí
Trường ĐHCNHN GVHD:Nguyễn Thế Hữu
ĐỒ ÁN QTTB SV: Lê Thị Lương – LT Hoá3-
K3
-Nước cần thiết cho sinh hoạt hằng ngày,sản xuất nông
nghiệp,công nghiệp,xây dựng,giao thông vận tải
- Nước dùng để điều chế oxy
2. Etylic :
Rượu etylic có công thức C
2
H
5
OH, có nhiệt độ sôi là 78,4
0
C, khối lượng phân
tử mol M= 46.
Rượu Etylic được điều chế từ nhiều nguồn gốc khác nhau. Phổ biến nhất là
phương pháp lên men. Nguyên liệu là gạo,ngô, khoai, sắn, đường của quả

chín.Ngày nay người ta sử dụng xenlulozo có trong gỗ, như vở bào, mùn cưa,
…làm nguyên liệu điều chế etylic. Ngoài ra trong công nghiệp người ta điều
chế bằng cách hydrat hóa anken và thủy phân dẫn xuất halogen trong dung
dịch kiềm.Trong thực tế rượu etylic được ứng dụng rộng rãi, nó làm nguyên
liệu để sản xuất cao su tổng hợp, điều chế một số hợp chất hữu cơ như axit
axetic.Rượu etylic là một dung môi hòa tan nhiều hợp chất hữu cơ như axit
axetic.Rượu etylic là một dung môi hòa tan nhiều hợp chất hữu cơ, nó còn
được sử dụng trong y tế làm cồn etylic, ngoài ra nó còn sử dụng làm thực
phẩm.

Trường ĐHCNHN GVHD:Nguyễn Thế Hữu
ĐỒ ÁN QTTB SV: Lê Thị Lương – LT Hoá3-
K3
PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG:
I. SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ :
1. Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất ( hình 1):
Hình 1.
Chú thích:
1: thùng cao vị
2: bể chứa dung dịch đầu
3: thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu
4: lưu lượng kế
Trường ĐHCNHN GVHD:Nguyễn Thế Hữu
ĐỒ ÁN QTTB SV: Lê Thị Lương – LT Hoá3-
K3
5: tháp chưng luyện
6: thiết bị ngưng tụ
7: thiết bị làm lạnh
8: bể chứa sản phẩm đỉnh
9: bể chứa sản phẩm đáy

10: thiết bị đun sôi đáy tháp
11: cốc tháo nước ngưng
12: bơm pít tong
2 . Thuyết minh dây chuyền sản xuất:
Nguyên liệu đầu được chứa trong thùng chứa (2) và được bơm (12) bơm lên thùng
cao vị (1). Mức chất lỏng cao nhất được được khống chế bởi ống chảy tràn trở lại
bể chứa dung dịch đầu (2). Hỗn hợp đầu từ thùng cao vị (1) tự chảy xuống thiết bị
đun sôi hỗn hợp đầu (3). Lưu lượng được khống chế bằng cách điều chỉnh hệ thống
van và lưu lượng kế (4) hơi nước bão hòa từ nồi hơi vào đun sôi hỗn hợp đầu đến
nhiệt độ sôi sau khi đạt tới nhiệt độ sôi hỗn hợp này được đưa vào đĩa tiếp liệu của
tháp chưng luyện (5) loại đệm.Trong tháp hơi đi từ dưới lên tiếp xúc trực tiếp với
lỏng chảy từ trên xuống, tại đây xảy ra quá trình bốc hơi và ngưng tụ nhiều lần.
Theo chiều cao của tháp, càng lên cao thì nhiệt độ càng thấp nên khi hơi đi qua các
tầng đệm từ dưới lên, cấu tử có nhiệt độ sôi cao sẽ ngưng tụ. Quá trình tiếp xúc lỏng
- hơi trong tháp diễn ra liên tục làm cho trong pha hơi càng giầu cấu tử dễ bay hơi.
Cuối cùng trên đỉnh tháp ta sẽ thu được hầu hết là cấu tử dễ bay hơi (cụ thể ở đây là
Rượu Etylic) và một phần cấu tử khó bay hơi ( Nước ). Hỗn hợp hơi này được đưa
vào thiết bị ngưng tụ (6) và tại đây nó được ngưng tụ hoàn toàn (tác nhân là nước
lạnh ). Một phần chất lỏng sau khi ngưng tụ được đưa hồi lưu trở về tháp chưng
luyện và cũng được khống chế bằng lưu lượng kế, phần còn lại đạt yêu cầu sẽ được
đưa vào thiết bị làm lạnh (7) để làm lạnh đến nhiệt độ cần thiết sau đó được đưa vào
thùng chứa sản phẩm đỉnh (8).
Trường ĐHCNHN GVHD:Nguyễn Thế Hữu
ĐỒ ÁN QTTB SV: Lê Thị Lương – LT Hoá3-
K3
Chất lỏng hồi lưu đi từ trên xuống dưới, gặp hơi có nhiệt độ cao đi từ
dưới lên, một phần cấu tử có nhiệt độ cao tiếp tục ngưng tụ thành lỏng đi
xuống. Do đó nồng độ cấu tử khó bay hơi trong pha lỏng ngày càng nhiều ,
cuối cùng ở đáy tháp ta thu được hỗn hợp lỏng gồm hầu hết là cấu tử khó bay
hơi (Nước ) và một phần rất ít cấu tử dễ bay hơi (R.Etylic ) ,hỗn hợp lỏng

được đưa ra khỏi đáy tháp qua thiết bị phân dòng, một phần được đưa ra
thùng chứa sản phẩm đáy (9), một phần được đưa vào thiết bị đun sôi đáy
tháp (10) và một phần được hồi lưu trở lại đáy tháp. Thiết bị này có tác dụng
đun sôi tuần hoàn và bốc hơi sản phẩm đáy ( tạo dòng hơi đi từ dưới lên trong
tháp). Nước ngưng của thiết bị gia nhiệt được tháo qua thiết bị tháo nước
ngưng ( 11).
Tháp chưng luyện làm việc ở chế độ liên tục, hỗn hợp đầu vào và sản
phẩm được lấy ra liên tục.
II. CHẾ ĐỘ THỦY ĐỘNG CỦA THÁP ĐỆM
Trong tháp đệm có 3 chế độ thủy động là chế độ chảy dòng, chế độ quá
độ và chế độ chảy xoáy.
Khi vận tốc khí bé lực hút phân tử lớn hơn và vượt lực ỳ. Lúc này quá trình
chuyển khối được xác định bằng dòng khuếch tán phân tử. Tăng vận tốc lực
lỳ trở lên cân bằng với lực hút phân tử. Quá trình chuyển khối lúc này không
chỉ được quyết định bằng khuếch tán phân tử mà cả bằng cả khuếch tán đối
lưu. Chế độ thủy động này gọi là chế độ quá độ. Nếu ta tiếp tục tăng vận tốc
khí lên nữa thì chế độ quá độ chuyển sang chế độ chảy xoáy. Trong giai đoạn
này quá trình khuếch tán sẽ được quyết định bằng khuếch tán đối lưu.
Nếu ta tăng vận tốc khí lên đến một giới hạn nào đó thì sẽ xảy ra hiện
tượng đảo pha. Lúc này chất lỏng sẽ chiếm toàn bộ chiều cao tháp và trở
thành pha liên tục, còn pha khí khuếch tán vào trong pha lỏng và trở thành
pha phân tán. Vận tốc khí ứng với thời điểm này gọi là vận tốc đảo pha. Khí
sục vảo lỏng và tạo thành bọt khí vì thế trong giai đoạn này chế độ làm việc
Trường ĐHCNHN GVHD:Nguyễn Thế Hữu
ĐỒ ÁN QTTB SV: Lê Thị Lương – LT Hoá3-
K3
trong tháp gọi là chế độ sủi bọt. Ở chế độ này vận tốc chuyển khối nhanh
đồng thời trở lực cũng tăng nhanh.
Trong thực tế, ta thường cho tháp đệm làm việc ở chế độ màng có vận
tốc nhỏ hơn vận tốc đảo pha một ít vì quá trình chuyển khối trong giai đoạn

sủi bọt là mạnh nhất nhưng vì giai đoạn đó khó khống chế quá trình làm việc.
Ưu điểm của tháp đệm:
-Hiệu suất cao vì bề mặt tiếp xúc pha lớn .
-Cấu tạo tháp đơn giản .
-Trở lực trong tháp không lớn lắm .
- Giới hạn làm việc tương đối rộng .
Nhược điểm :
-Khó làm ướt đều đệm .
-Tháp cao quá thì phân phối chất lỏng không đều .
III. BẢNG KÊ CÁC KÝ HIỆU THƯỜNG DÙNG TRONG BẢN ĐỒ ÁN
NÀY:
*. Rượu Etylic : Ký hiệu E M
E
= 46 (kg/kmol)
*. Nước : Ký hiệu N M
N
= 18(kg/kmol)
G
F
: Lưu lượng hỗn hợp đầu (kmol/h)
G
P
: Lưu lượng sản phẩm đỉnh (kmol/h)
G
W
: Lưu lượng sản phẩm đáy(kmol/h)
a
F
: Nồng độ phần khối lượng cấu tử dễ bay hơi trong hỗn hợp đầu (%
khối lượng).

a
P
: Nồng độ phần khối lượng cấu tử dễ bay hơi trong sản phẩm đỉnh (%
khối lượng).
Trường ĐHCNHN GVHD:Nguyễn Thế Hữu
ĐỒ ÁN QTTB SV: Lê Thị Lương – LT Hoá3-
K3
a
W
: Nồng độ phần khối lượng cấu tử dễ bay hơi trong sản phẩm đáy (%
khối lượng).
x
F
: Nồng độ phần mol cấu tử dễ bay hơi trong hỗn hợp đầu (% mol)
x
P
: Nồng độ phần mol cấu tử dễ bay hơi trong sản phẩm đỉnh (% mol)
x
W
: Nồng độ phần mol cấu tử dễ bay hơi trong sản phẩm đáy (% mol)
• F: lưu lượng hỗn hợp đầu, kg/h.
• P: lưu lượng sản phẩm đỉnh, kg/h.
• W: lượng sản phẩm đáy, kg/h.
• M: khối lượng mol phân tử, kg/ kmol.
• μ : độ nhớt động lực, N.s/m
2
.
•  : khối lượng riêng, kg/m
3
.

Trường ĐHCNHN GVHD:Nguyễn Thế Hữu
N QTTB SV: Lờ Th Lng LT Hoỏ3-
K3

PHN II:
TNH TON THIT B CHNH
Cỏc s liu ban u:
-Nng sut tớnh theo hn hp u F = 7,5 tn/gi = 7500 kg/h
-Nng cu t d bay hi trong:
+ Hn hp u : a
F
= 0,34 phn khi lng
+ Sn phm nh: a
P
= 0,86 phn khi lng
+ Sn phm ỏy : a
W
= 0,005 phn khi lng
- Thỏp lm vic ỏp sut thng.
- Hn hp u c gia nhit n nhit sụi
I. TNH CN BNG VT LIU TON THIT B:
1. Tớnh toỏn cõn bng vt liu cho ton thỏp:
f
x
f
w
x
w
p

x
p
l
x
y
v
x
l
v
y
cân bằng vật liệu đối với toàn tháp
và với tiết diện bất kì của đoạn chung
và đoạn lyện.
Trng HCNHN GVHD:Nguyn Th Hu
ĐỒ ÁN QTTB SV: Lê Thị Lương – LT Hoá3-
K3
1.1. Hệ phương trình cân bằng vật liệu
• Phương trình cân bằng vật liệu cho toàn tháp :
F = P + W (1) IX.16 [II-144]
• Đối với cấu tử dễ bay hơi (Rượu Etylic) :
Fa
F
= Pa
p
+ Wa
w
( 2)

IX.17

[II-144]
• Thay (1) vào (2) rút ra :
• Lượng sản phẩm đáy :

)/(40,4561
)005,086,0(
)34,086,0(
7500 hkg
aa
aa
FW
WP
FP
=
−
−
=
−
−
=

• Từ đó suy ra lượng sản phẩm đỉnh :
P = F – W = 7500-4561,40=2938,6 ( kg/h)
1.2. Đổi từ phần khối lượng sang phần mol
Áp dụng công thức:

N
N
E
E

E
E
M
a
M
a
M
a
x
+
=

VIII.1 [II-126] Trong đó:

46
52
==
OHHCE
MM
(Kg/Kmol)

==
OHN
MM
2
18 ( Kg/Kmol)
Thay số liệu vào ta có:
Trường ĐHCNHN GVHD:Nguyễn Thế Hữu
ĐỒ ÁN QTTB SV: Lê Thị Lương – LT Hoá3-
K3

1678,0
18
)34,01(
46
34,0
46
34,0
)1(
=
−
+
=
−
+
=
N
F
E
F
E
F
F
M
a
M
a
M
a
x
( phần mol )

Nồng độ phần mol trong sản phẩm đỉnh :
7062,0
18
)86,01(
46
86,0
46
86,0
)1(
=
−
+
=
−
+
=
N
p
E
p
E
p
p
M
a
M
a
M
a
x

( phần mol)
Nồng độ phần mol trong sản phẩm đáy :
001962,010.9625,1
18
)005,01(
46
005,0
46
005,0
)1(
3
==
−
+
=
−
+
=
−
N
w
E
w
E
w
w
M
a
M
a

M
a
x
(phần mol)
Khối lượng phân tử hỗn hợp đầu :
M
F
=x
F
.M
E
+(1-x
F
).M
N
=0,1678.46 + (1-0,1678).18 = 22,6984 (kg/kmol )
- Phương trình cân bằng vật liệu cho toàn tháp :
G
F
= G
P
+ G
W
( IX.16 Tập II tr 144)
Tính theo kmol/h:
- Lượng hỗn hợp đầu vào tính theo kmol/h:
)/(4198,330
6984,22
7500
hkmol

M
F
G
F
F
===
-Lượng sản phẩm đỉnh tính theo kmol/h :
G
P
= G
F
.
)/(8091,77
001962,07062,0
001962,06178,0
.4198,330 hkmol
xx
xx
WP
WF
=
−
−
=
−
−
-Lượng sản phẩm đáy tính theo kmol/h:
G
W
=G

F
- G
P
= 330,4198 – 77,8091 = 252,6107 (kmol/h).
Tính theo kg/h:
-Lượng sản phẩm đỉnh tính theo kg/h:
Trường ĐHCNHN GVHD:Nguyễn Thế Hữu
ĐỒ ÁN QTTB SV: Lê Thị Lương – LT Hoá3-
K3
)/(5964,2938
005,086,0
005,034,0
.7500. hkg
aa
aa
FP
WP
WF
=
−
−
=
−
−
=
-Lượng sản phẩm đáy tính theo kg/h:
W= F-P = 7500- 2938,5964 = 4561,404 (kg/h)
Bảng Tổng kết thành phần như sau:
P.khối lượng Phần mol Lưu lượng
(kg/h)

Lưu lượng
(kmol/h)
Hỗn hợp đầu 0,34 0,1678 7500 330,4198
Sản phẩm
đỉnh
0,86 0,7062 2938,5964 77,8091
Sản phẩm
đáy
0,005 0,001962 4561,404 252,6107
1.3.Chỉ số hồi lưu tối thiểu: (R
min
) :
Tra bảng IX 2a (tr 148)có bảng cân bằng lỏng hơi của Rượu Etylic – Nước.
Dựng đường cân bằng theo số liệu đường cân bằng sau:
X 0 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 HH.ĐP
Y 0 33,2 44,2 53,1 57,6 61,4 65,4 69,9 75,3 81,8 89,8 100 89,4
T
0
C 100 90,5 86,5 83,2 81,7 80,8 80 79,4 79 78,6 78,4 78,4 78,15
Từ số liệu trong bảng trên ta vẽ đồ thị đường cân bằng lỏng (x) – hơi (y).
Trường ĐHCNHN GVHD:Nguyễn Thế Hữu
ĐỒ ÁN QTTB SV: Lê Thị Lương – LT Hoá3-
K3
Hình 1: Đồ thị đường cân bằng lỏng – hơi:
+) xác định chỉ số hồi lưu tối thiểu: đồ thị đường cân bằng cân bằng
lỏng(x)- hơi (y)
Dựa vào đồ thị x –y từ giái trị x
F
= 0,1678 ta dóng lên đường cân bằng của
đồ thị cân bằng lỏng hơi (x) – ( y ) ta tìm được y*

F
= 0,5101 do nồng độ cấu
tử dễ bay hơi trong pha hơi cân bằng với nồng độ trong pha lỏng x
F
của hỗn
hợp đầu.
-Chỉ số hồi lưu tối thiểu được xác định theo công thức.
Trường ĐHCNHN GVHD:Nguyễn Thế Hữu
ĐỒ ÁN QTTB SV: Lê Thị Lương – LT Hoá3-
K3

FF
Fp
xy
yx
R
−
−
=
*
*
min
IX.24 [II.158]
5729,0
1678,05101,0
5101,07062,0
min
=
−
−

=
−∗
∗
=⇒
−
FF
FP
xy
yx
R
• Phương trình đường làm việc của đoạn luyện:
11
+
+
+
=
x
p
x
x
R
x
x
R
R
y
( II – 144 )
Với R
x
chỉ số hồi lưu thích hợp.

Đường nồng độ làm việc của đoạn luyện cắt trục tung tại điểm có tung độ
B = (0,

1
+
x
p
R
x
) với R
min
= 0,5729 thì B
max
=
15729,0
7062,0
1
+
=
+
x
p
R
x
= 0,449
• Phương trình đường làm việc của đoạn chưng:
w
xx
x
x

R
f
x
R
Rf
y
1
1
1 +
−
+
+
+
=
( II – 144 )
2465,4
8091,77
4198,330
===
P
F
G
G
f
1.4. Xác định chỉ số hồi lưu thích hợp: Rth
Hệ số hiệu chỉnh:
min
R
R
x

=
β
Vấn đề chọn chỉ số hồi lưu thích hợp là rất quan trọng, vì khi chỉ số hồi
lưu bé thì số bậc của tháp lớn nhưng tiêu tốn ít hơi đốt, ngược lại khi chỉ số
hồi lưu lớn thì số bậc của tháp có ít hơn nhưng tiêu tốn hơi đốt lại rất lớn.
Với mỗi giá trị của R
x
> R
min
từ đồ thị cân bằng lỏng hơi của hỗn hợp
Etylic – Nước ta xác định được một giá trị của N
lt
tương ứng. Cũng dễ nhận
thấy được thể tích làm việc của tháp tỉ lệ với tích số N
LT
(R
X
+1).
Trong đó N
LT
: số đơn vị chuyển khối hay số đĩa lý thuyết
Trường ĐHCNHN GVHD:Nguyễn Thế Hữu
ĐỒ ÁN QTTB SV: Lê Thị Lương – LT Hoá3-
K3
Thực tế giá trị R
th
ứng với N
LT
(R
X

+1) nhỏ nhất, ta lần lượt lấy các giá trị của β
nằm trong khoảng 1,2 ÷ 2,5 để tìm ra giá trị R
th
.
Trường ĐHCNHN GVHD:Nguyễn Thế Hữu
ĐỒ ÁN QTTB SV: Lê Thị Lương – LT Hoá3-
K3
2. Phương trình đường nồng độ làm việc
2.1. Đoạn luyện

11
+
+
+
=
th
P
th
th
R
x
x
R
R
y
IX.20 [II-144]
Trong đó:
y: Là nồng độ phần mol của cấu tử dễ bay hơi trong pha hơi đi từ dưới
lên.
x: Là nồng độ phần mol của cấu tử dễ bay hơi trong pha lỏng chảy từ

trên xuống.
R
th
: Là chỉ số hồi lưu thích hợp.
2.2.Đoạn chưng
w
thth
th
x
fR
f
y
fR
R
x
+
−
+
+
+
=
1
1
IX.22 [II.158]
w
thth
th
x
R
f

x
R
fR
y
1
1
1 +
−
−
+
+
=⇔
3.Đồ thị xác định số đĩa lý thuyết ứng với từng giá trị R
x
:
a. Trường hợp β = 1,2 => R
x
= 1,2 .0,5729 = 0,6875
-Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn luyện.
y = 0,4074. x + 0,4185
-Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn chưng.
y = 2,9239. x – 0,0038
⇒
N lt = 11
Trường ĐHCNHN GVHD:Nguyễn Thế Hữu
ĐỒ ÁN QTTB SV: Lê Thị Lương – LT Hoá3-
K3
Ta vẽ được đồ thị sau:
b. Trường hợp β = 1,4 => R
x

= 1,4 .0,5729 = 0,8021
-Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn luyện.
y = 0,4451. x + 0,3919
-Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn chưng.
y =2,8015. x – 0,0035
⇒
N lt = 10
Ta có đồ thì sau :
Trường ĐHCNHN GVHD:Nguyễn Thế Hữu
ĐỒ ÁN QTTB SV: Lê Thị Lương – LT Hoá3-
K3
c. Trường hợp β = 1,6 => R
x
= 1,6 .0,5729 = 0,9166
-Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn luyện:
y = 0,4782. x + 0,3685
-Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn chưng.
y =2,6939. x – 0,00333
⇒
N lt = 9
Ta có đồ thì sau:
Trường ĐHCNHN GVHD:Nguyễn Thế Hữu
ĐỒ ÁN QTTB SV: Lê Thị Lương – LT Hoá3-
K3
d. Trường hợp β = 1,8 => R
x
= 1,8 .0,5729 = 1,0312
-Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn luyện:
y = 0,5077. x + 0,3477
-Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn chưng.

y =2,5983. x – 0,0031
⇒
N lt = 8
Ta có đồ thì sau:
Trường ĐHCNHN GVHD:Nguyễn Thế Hữu
ĐỒ ÁN QTTB SV: Lê Thị Lương – LT Hoá3-
K3
e. Trường hợp β = 1,9 => R
x
= 1,9 .0,5729 = 1,0885
-Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn luyện:
y = 0,5211. x + 0,3381
-Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn chưng.
y =2,55441. x – 0,0030
⇒
N lt = 8
Ta có đồ thì sau:
Trường ĐHCNHN GVHD:Nguyễn Thế Hữu
ĐỒ ÁN QTTB SV: Lê Thị Lương – LT Hoá3-
K3
f. Trường hợp β = 2,0 => R
x
= 2,0 .0,5729 = 1,1458
-Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn luyện:
y = 0,5334. x + 0,3291
-Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn chưng.
y =2,513. x – 0,0030
⇒
N lt = 8
Ta có đồ thì sau:

Trường ĐHCNHN GVHD:Nguyễn Thế Hữu
ĐỒ ÁN QTTB SV: Lê Thị Lương – LT Hoá3-
K3
g. Trường hợp β = 2,1 => R
x
= 2,1 .0,5729 = 1,2031
-Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn luyện:
y = 0,5461. x + 0,321
-Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn chưng.
y =2,4736. x – 0,0029
⇒
N lt = 8
Ta có đồ thì sau:
Trường ĐHCNHN GVHD:Nguyễn Thế Hữu
ĐỒ ÁN QTTB SV: Lê Thị Lương – LT Hoá3-
K3

h. Trường hợp β = 2,2 => R
x
= 2,2.0,5729 = 1,2634
-Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn luyện:
y = 0,5582. x + 0,312
-Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn chưng.
y =2,4343. x – 0,0028
⇒
N lt = 8
Ta có đồ thì sau:
Trường ĐHCNHN GVHD:Nguyễn Thế Hữu
ĐỒ ÁN QTTB SV: Lê Thị Lương – LT Hoá3-
K3

i. Trường hợp β = 2,4 => R
x
= 2,4.0,5729 = 1,375
-Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn luyện:
y = 0,5789. x + 0,2973
-Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn chưng.
y =2,367. x – 0,0027
⇒
N lt = 7
Ta có đồ thì sau:
Trường ĐHCNHN GVHD:Nguyễn Thế Hữu