CHƯNG CẤT HAI CẤU TỬ

CHƯNG CẤT HAI CẤU TỬ
Nhóm 2Khoa KTHH
Nội dung
Tính toán
Chưng cất hai cấu tử
Giới thiệu chung
Thiết bị chưng cất
Giới thiệu chung
•
Chưng cất là quá trình tách hỗn hợp lỏng thành các cấu tử riêng biệt
bằng cách đun sôi hỗn hợp, tách hơi tạo thành để ngưng tụ.
•
Cơ sở quá trình
- Cùng áp suất: cấu tử nào có nhiệt độ sôi thấp hơn
thì dễ bay hơi hơn.
- Cùng nhiệt độ: cấu tử nào có áp suất hơi lớn hơn
thì dễ bay hơi hơn.
•
Chưng cất được dùng nhiều
trong nhiều ngành công
nghiệp.
Chưng cất hai cấu tử

Giả định về cân bằng pha

Giả định về nguyên lý và điều
kiện hoạt động
Giả định về cân bằng pha
•
Hệ thống chưng cất hai cấu tử được xem như có hệ số bay
hơi tương đối không đổi trong toàn cột và giữa các mâm

lý thuyết .

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
f(x) = 43.27 ln(x) - 18.34
y*
Logar
ithmi
c (y*)
x

Y
Đồ thi cân bằng pha hệ nước_axit acetic
Giả định về nguyên lý & điều kiện hoạt động
1.Nhập liệu ở trạng thái lỏng
bão hòa ở đĩa thứ N
với tốc độ là F
(mol/phút)

Giả định về nguyên lý & điều kiện hoạt động
Ở đỉnh tháp và TBHL
2.
Ở đáy tháp
3.
Giả định về nguyên lý & điều kiện hoạt động
Giả định rằng lượng hơi tích
tụ có thể được bỏ qua trong
toàn hệ
4.
Giả định về nguyên lý & điều kiện hoạt động
Khi đó, những đường
làm việc trên giản đồ
McCabe - Thiele quen
thuộc là những đường
thẳng.
Giả định rằng : rA = rB
5.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0
10
20

30
40
50
60
70
80
90
100
f(x) = 43.27 ln(x) - 18.34
y*
Logarithmic (y*)
Logarithmic (y*)

cat
chung
V = V1 = V2 = V3 = … = VNT
Giả định về nguyên lý & điều kiện hoạt động
FL=3.33Lw(how)1.5

Tốc độ lỏng trong toàn bộ cột sẽ không giống nhau về mặt động lực
học. Công thức thường được sử dụng để liên hệ giữa lượng lỏng
tích tụ trên mâm (M) với tốc độ dòng lỏng rời khỏi mâm (Ln):
6.
Giả định về nguyên lý & điều kiện hoạt động
Động lực học của thiết bị ngưng
tụ và thiết bị đun sôi sẽ được bỏ
qua.
7.
Xét một quan hệ hàm số đơn
giản giữa lượng lỏng tích tụ và

tốc độ lỏng :
Mn = f (Ln)
8.
Thiết bị chưng cất
Sự lưu thông
dòng lỏng và
hơi trong cột
chưng cất
Thiết bị chưng cất
Các loại đĩa thường được sử dụng
Đĩa
van
TÍNH TOÁN
Các phương trình liên tục
Các phương trình liên tục
Thứ nguyên quy ước: [mol/thời gian]
1. Thiết bị ngưng tụ và bể hồi lưu
2. Mâm đỉnh (n=NT)
van
TÍNH TOÁN
DRV
dt
dM
D
−−=
DNT
DD
xDRVy
dt
xMd

)(
)(
+−=
NT
NT
LR
dt
dM
−=
NTNTNTNTD
NTNT
VyVyxLRx
dt
xMd
−+−=
−
1
)(
3. Mâm liền trước mâm đỉnh (n=NT-1)
4. Mâm thứ n
van
van
Các phương trình liên tục
Thứ nguyên quy ước: [mol/thời gian]
TÍNH TOÁN
1211
11
)(
−−−−
−−

−+−=
NTNTNTNTNTNT
NTNT
V yV yxLxL
dt
xMd
nn
n
LL
dt
dM
−=
+
1
nnnnnn
nn
VyVyxLxL
dt
xMd
−+−=
−++
111
)(
1
1
−
−
−=
NTNT
NT

LL
dt
dM
5. Mâm nhập liệu (n=NF)
6. Mâm thứ nhất (n=1)
van
Các phương trình liên tục
Thứ nguyên quy ước: [mol/thời gian]
TÍNH TOÁN
FLL
dt
dM
NFNF
NF
+−=
+
1
FzVyVyxLxL
dt
xMd
NFNFNFNFNFNF
NFNF
+−+−=
−++
111
)(
12
1
LL
dt

dM
−=
11122
11
)(
VyVyxLxL
dt
xMd
B
−+−=
7. Thiết bị đun sôi và phần đáy cột chưng
8. Thiết bị điều khiển mực lỏng trên phần đáy cột và bể hồi lưu
Đĩa D=f1(MD) B=f2(MB) van
Các phương trình liên tục
Thứ nguyên quy ước: [mol/thời gian]
TÍNH TOÁN
BVL
dt
dM
B
−−=
1
B xVyxL
dt
xMd
B
BB
−−=
11
)(

Hai ẩn số có thể được điều chỉnh: dòng hồi lưu R và dòng hơi
sôi V (hoặc nhiệt được đưa vào thiết bị đun sôi lại).
R= f1(xD) V=f2(xB)
Các phương trình liên tục
Thứ nguyên quy ước: [mol/thời gian]
TÍNH TOÁN
Tài liệu tham khảo
1. Luyben_ W. L. - Process Modeling_ Simulation and Control
for Chemical Engineers (1989)
3. Vũ Bá Minh - Kỹ thuật phản ứng – NXB Đại học quốc gia
TPHCM
4. Trịnh Văn Dũng - Bài giảng Truyền khối - Đại học Bách
Khoa TPHCM
Thank You !