Thực Hành Cơ Học Chưng Cất

Bài 1: CHƯNG LIÊN TỤC
Mục đích:
 Khảo sát ảnh hưởng vị trí nhập liệu
 Khảo sát ảnh hưởng chỉ số hồi lưu
II
Thực nghiệm:
1 Kết quả thí nghiệm: vf = 28%V
I

Bảng 4.1. Kết quả đo và tính toán
STT

NL

VF (l/h)

R

VD (l/h)

vD %V

VW (l/h)

vW (l/h)

1

1

0.81

1.5

2

87.5

7.3

10

2

1

0.81

2

1.64

87.5

7.46

10

3

2

0.81

1.5

1

95

8.83

19

ST

T1

T2

T3

T4

T5

T6

T7

T8

o

o

o

o

o

o

o

o

G

T
1

C
93.5

C
90.6

C
88.8

C
78.9

C
77.9

C
88.8

C
29.8

C
31.8

l/s
0.083

2

93.5

90.6

88.8

78.9

77.9

88.8

29.8

31.8

0.083

3

92.3

88.9

86.8

78.2

77.6

88.7

29.8

30.4

0.083

STT NL

VF
(l/h)

R

VD
(l/h)

vD
T1
%V oC

T2
o
C

T3
o
C

T4
o
C

T5
o
C

T6

o
C

T7
o
C

T8
o
C

G
l/s

1

1

10

1

1.6

86

91

85

86.4

84.3

77.7

87.8

30.1

34.6

0.0408

2

1

10

1.5

1.5

88

91.8

86.2

86.6

81.6

74.6

87.7

30.1

34.3

0.041

3

1

10

2

1.38

91

92

86.8

86.4

76.9

72.5

87.6

30.1

34.3

0.041

4

2

10

1

0.56

90

89

87.8

85.4

81.9

74.4

87.7

30.2

33.4

0.041


5

2

10

1.5

0.54

92

88.5

87.2

85.3

74.7

72.2

87.8

30.2

31.1

0.041

6

2

10

2

0.45

93

88.2

87.1

83.2

71.4

70.1

87.8

30.1

30.5

0.042

2 Xử lí kết quả:
a Chuyển đổi đơn vị

xF mol/mol
0.108
0.108
0.108
0.108
0.108
0.108

STTTN
1
2
3

4
5
6
b

R
1.5
3
1.5

D kmol/h
0.034
0.031
0.027
0.011
0.010
0.0085

đường làm việc phần

đường làm việc phần

chưng
y=5,85x + 0,149
y=4,075x – 0,123
y=14,26x – 0,87

cất
y=0,6x + 0,2784
y=0,75x + 0,174

y=0,6x + 0,34

H
N
5
5
7

(%)
37,5
37,5
50

Kết quả tính toán cân bằng năng lượng
G

STT
1
2
3

W

(mol/h) (mol/h)
0,00335 0,0406
0.00274 0.035
0.00104 0.0345
c

F kmol/h

0.44
0.44
0.44
0.44
0.44
0.44

Tính cân bằng vật chất
D

Stt
1
2
3

xD
mol/mol
0.65
0.69
0.75
0.73
0.77
0.80

(kg/h)
298,8
298,8
298,8

Qng

(W)
649,876
694,8
208,46

QF

QW

QD

(W)
4,53
73,6
72,99

(W)
2,437
68,5
72,1

(W)
14,2
5,75
3,48

(

(W

W)
0,965
3,4
2,05

)
7,201
3,9
33,04

QK
(W)
785,53
772,8
234,5


Công thức áp dụng:

III

 Khối lượng riêng của etylic 28%
 Xác định F ở tF = 32
-

= (kg/m3)
= 973.32(kg/m3)
- Phần mol của cấu tử dễ bay hơi trong nhập liệu;

=0,108 mol/mol

Tra bảng ta được = 0.45

Suất lượng nhập liệu :

F=+
= . =0,44(kmol/h)
Xác định ở tD=71.5
- = 743,08 (kg/m3)
- = 977,1 (kg/m3)
 Phần mol của sản phẩm đỉnh :


= 0,706(mol/mol)
Chỉ số hoàn lưu tối thiểu =

= = 0,75

Làm thí nghiệm mỗi mâm với các chỉ số hồi lưu lần lần là 1, 1.5 , 2 .

Trong đó:
•

F, W, D: suất lượng nhập liệu, sản phẩm đáy và đỉnh, kmol/h.


xF, xW, xD: phần mol của cấu tử dễ bay hơi trong nhập liệu, sản phẩm đáy và

•

đỉnh mol/mol

• làm tương tự ta được bảng số liệu:

STTTN
1

xF
mol/mol
0.108

F kmol/h
0.44

xD
mol/mol
0.65

D kmol/h
0.034

Xw
mol/mol
0.060

W kmol/h
0.406

2

0.108

0.44

0.69

0.031

0.064

0.409

3

0.108

0.44

0.75

0.027

0.066

0.413

4

0.108

0.44

0.73

0.011

0.092

0.429

5

0.108

0.44

0.77

0.010

0.093

0.430

6

0.108

0.44

0.80

0.0085

0.094

0.4315

 =0,083.4186.(30,4 –29,8)
= 208,46(w)
G: Lưu lượng nước, kg/s
C: nhiệt dung riêng của nước, J/kg.độ


+0,81. 965,91.0,75. =0,734(kg/h)


= 8,83.0,19.763.+8,83.0,81.987,5 .=8,34(kg/h)

 F==0,2(kg/kg)
Ta có:

0,108 . 46,07 + (1- 0,108) . 18 = 21,03

 F==0,237(kg/kg)


Tương tự ta tính các , ta được kết qủa như sau:
STTTN
1
2
3

4
5
6

kg/kg
0.237
0.237
0.237
0.237
0.237
0.237
F

kg/h
9.25
9.25
9.25
9.25
9.25
9.25

kg/kg
0.826
0.851
0.885
0.874
0.896
0.911
D

kg/h
1.232
1.158
1.054
0.423
0.396
0.344

 Nhiệt dung riêng của nhập liệu:
FF

)
=0,2.3350,54+(10.2).4207,4=4036,02 (J/kg)

 nhiệt lượng do dòng nhập liệu mang vào ( W ) :
= (0,734. 4036,02.88,7)/ 3600=72,99 (w)
Với tSF = t6 = 88,7
 D= = =0,935(kg/kg)

 Nhiệt dung riêng của sản phẩm đỉnh :
DD

)
=0,935.3406+(10,935).4190=3456,96(J/kg)

 nhiệt lượng do dòng sản phẩm đỉnh mang ra, W :
=(0,0468. 3456,96.77,6)/3600= 3,48 (w)
với tSD = t5 = 77,6

 W=

=0,15(kg/kg)

 Nhiệt dung riêng của sản phẩm đáy :
WW

)
=0,15.3404,5 + (10,15).4214,6=4093,085(J/kg)

 Nhiệt lượng do dòng sản phẩm đáy mang ra :

=(0,687. 4093,085.92,3)/3600 =72,1(w)
tSW = t1 = 77,6

kg/kg
0.140
0.149
0.153
0.206
0.208
0.210
W

kg/
8.00
8.10
8.20
8.83
8.86
8.90



Nhiệt lượng cung cấp cho nồi đun, W

QK = QD + QW + Qm+Qng QF =3,48+72,1+0,1.QK + 208,46 72,99
QK=234,5 (W)
Trong đó:







QK: nhiệt lượng cung cấp cho nồi đun, W
Qm: nhiệt lượng mất mát ra môi trường xung quanh W.
QD: nhiệt lượng do dòng sản phẩm đỉnh mang ra, W
QW: nhiệt lượng do dòng sản phẩm đáy mang ra, W
Qng: nhiệt lượng trao đổi trong thiết bị ngưng tụ, W
QF: nhiệt lượng do dòng nhập liệu mang vào, W

 Làm lạnh sản phẩm đỉnh :

=..(=0,0468. 3456,96.(77,6 – 32)/3600
=2,05 (W)
 Làm lạnh sản phẩm đáy
=..(=0,687.4093,085.(92,3– 50)/3600
= 33,04 (W)
IV

Phương trình đường làm việc :
L = = = 34,13: lượng hỗn hợp nhập liệu so với sản phẩm đỉnh.
• Pt đường nồng độ làm việc của đoạn cất:
y = + =+ =0,6x + 0,34

• Pt đường nồng độ làm việc của đoạn chưng:
- y=�−=.0,066

=14,26x– 0,87A


V

Đồ thị
1.Số mâm lý thuyết của thí nghiệm 1


 Có 5 mâm lý thuyết
 Số mân thực tế Ntt = 14
 Hiệu suất :

η== .100% = 37,5 %

2. Số mâm lý thuyết của thí nghiệm 2

Có 5 mâm lý thuyết
Hiệu suất :
η== .100% = 37,5 %

3.Số mâm lý thuyết của thí nghiệm 3

Có 7 mâm lý thuyết
Hiệu suất :
η== .100% = 50 %


4.Biến đổi chỉ số hoàn lưu với độ tinh khiết sản phẩm đỉnh:

5.Biến đổi chỉ số hoàn lưu với lượng nhiệt cần sử dụng: