Giới thiệu chung về phương pháp chưng

Phần 1 : Giới Thiệu Chung
1.1. Mở Đầu.
Chng là phơng pháp dùng để tách các hỗn hợp chất lỏng (cũng nh các hỗn hợp
khí đã hóa lỏng) thành những cấu tử riêng biệt, dựa trên độ bay hơi khác nhau của các
cấu tử trong hỗn hợp. Chúng ta có thể thực hiện nhiều phơng pháp chng khác nhau
nh chng gián đoạn, chng liên tục, chng đơn giản, và chng đặc biệt (chng luyện hỗn
hợp đẳng phí, chng phân tử, chng bằng hơi nớc trực tiếp, chng trích ly).
Ngày nay, chng đợc ứng dụng rộng rãi để tách các hỗn hợp:
+ Dầu mỏ, các tài nguyên đợc khai thác ở dạng lỏng.
+ Không khí hóa lỏng.
+ Quá trình tổng hợp hữu cơ thờng cho sản phẩm ở dạng hỗn hợp chất lỏng. Ví
dụ: sản xuất metanol, etylen
+ Công nghệ sinh học thờng cho sản phẩm là hỗn hợp chất lỏng nh etylic-nớc
từ quá trình lên men.
Khi chng, hỗn hợp đầu chứa bao nhiêu cấu tử thì ta thu đợc bấy nhiêu cấu tử
sản phẩm. Để có thể thu đợc sản phẩm đỉnh tinh khiết ta tiến hành chng nhiều lần hay
còn gọi là chng luyện.
Trong quá trình sản xuất Axeton thờng kèm theo rất nhiều sản phẩm phụ là Nớc.
Vì vậy, nồng độ cũng nh độ tinh khiết của Axeton không đợc cao. Trong phần đồ án
này sẽ trình bày thiết kế tháp chng luyện liên tục loại tháp đệm để phân tách hỗn hợp
Axeton Nớc. Hỗn hợp đầu gồm 2 cấu tử là Axeton và Nớc nên đợc gọi là chng
luyện hỗn hợp 2 cấu tử. Axeton Nớc đợc phân tách thành hai cấu tử riêng biệt nhờ
phơng pháp chng luyện liên tục với tháp chng luyện là loại tháp đệm, làm việc ở áp
suất thờng (1at) với hỗn hợp đầu vào đợc gia nhiệt đến nhiệt độ sôi.
Sau quá trình chng luyện, ta thu đợc sản phẩm đỉnh là cấu tử có độ bay hơi lớn
hơn (Axeton) và một phần rất nhỏ cấu tử khó bay hơi hơn (Nớc). Sản phẩm đáy gồm
chủ yếu cấu tử khó bay hơi (Nớc) và một phần rất ít cấu tử dễ bay hơi (Axeton).
Trong suốt quá trình tính toán và thiết kế, đợc sự hóng dẫn trực tiếp và sự giúp
đỡ nhiệt tình của cũng nh với sự nỗ lực và cố gắng của bản thân bản đồ án thiết
kế tháp chng luyện liên tục loại tháp đệm để phân tách Axeton Nớc với các thông
số nh nội dung đề tài đợc giao của em đã đợc hoàn thành với nội dung sau:

Phần 1. Giới thiệu chung.
Phần 2. Tính toán, thiết kế thiết bị chính.
Phần 3. Tính toán, thiết kế thiết bị phụ.
Phần 4. Kết luận chung.
Phần 5. Tài liệu tham khảo.
1.2. Thuyết minh dây chuyền sản xuất.
Nguyên liệu đầu đợc chứa trong thùng chứa (1) và đợc bơm (2) bơm lên thùng
cao vị (3). Mức chất lỏng cao nhất ở thùng cao vị đợc khống chế bởi cửa chảy tràn.
Hỗn hợp đầu từ thùng cao vị (3) tự chảy xuống thiết bị đun nóng hỗn hợp đầu (4), quá
trình tự chảy này đợc theo dõi bằng van và đồng hồ đo lu lợng. Tại thiết bị đun nóng
hỗn hợp đầu (4) (dùng hơi nớc bão hoà), hỗn hợp đầu đợc gia nhiệt đến nhiệt độ sôi.
Sau khi đạt đến nhiệt độ sôi, hỗn hợp này đợc đa vào đĩa tiếp liệu của tháp chng luyện
loại tháp đệm (5). Trong tháp, pha lỏng đi từ trên xuống tiếp xúc với hơi đợc tạo
thành ở thiết bị đun sôi đáy tháp (9) đi từ dới lên, tại đây xảy ra quá trình bốc hơi và
ngng 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 dới lên, cấu tử có nhiệt độ sôi cao sẽ ngng tụ. Quá
trình tiếp xúc lỏng hơi trong tháp diễn ra liên tục làm cho pha hơi ngày càng giàu
cấu tử dễ bay hơi, pha lỏng ngày càng giàu cấu tử khó bay hơi. Cuối cùng trên đỉnh
tháp ta sẽ thu đợc hầu hết là cấu tử dễ bay hơi (Axeton) và một phần rất nhỏ cấu tử
khó bay hơi (Nớc). Hỗn hợp hơi này đợc đi vào thiết bị ngng tụ hồi lu (6) và tại đây
nó đợc ngng tụ hoàn toàn (tác nhân là nớc lạnh). Một phần chất lỏng sau ngng tụ cha
đạt yêu cầu đợc đi qua thiết bị phân dòng để hồi lu trở về đỉnh tháp; phần còn lại đợc
đa vào thiết bị làm lạnh (7) để làm lạnh đến nhiệt độ cần thiết sau đó đi vào thùng
chứa sản phẩm đỉnh (8). Chất lỏng hồi lu đi từ trên xuống dới, gặp hơi có nhiệt độ cao
đi từ dới lên, một phần cấu tử có nhiệt độ sôi thấp (Axeton) lại bốc hơi đi lên, một
phần cấu tử khó bay hơi (Nớc) trong pha hơi sẽ ngng tụ đi xuống. Do đó, nồng độ
cấu tử khó bay hơi trong pha lỏng ngày càng tăng. Cuối cùng, ở đáy tháp ta thu đợc
hỗn hợp lỏng gồm hầu hết là cấu tử khó bay hơi (Nớc), một phần rất ít cấu tử dễ bay
hơi (Axeton). Hỗn hợp lỏng này đợc đa ra khỏi đáy tháp, qua thiết bị phân dòng, một
phần đợc đa ra thùng chứa sản phẩm đáy (10), một phần đợc tận dụng đa vào thiết bị

gia nhiệt đáy tháp (9) dùng hơi nớc bão hòa. Thiết bị gia nhiệt (9) này có tác dụng
đun sôi tuần hoàn và bốc hơi hỗn hợp đáy (tạo dòng hơi đi từ dới lên trong tháp). Nớc
ngng của các thiết bị gia nhiệt đợc tháo qua thiết bị tháo nớc ngng (11) đi xử lý.
Tháp chng luyện làm việc ở chế độ liên tục, hỗn hợp đầu vào và sản phẩm đợc
cung cấp và lấy ra liên tục.
1.3. S¬ ®å d©y chuyÒn c«ng nghÖ.
H
ơ
i

đ
ố
t
N
ư
ớ
c

n
g
ư
n
g
1
2
3
4
5
10
6

7
8
9
Hơi đốt
Nước lạnh
Nước
Nước ngưng
11
11
Nước lạnh
Nước
* Chú thích:
1- Thùng chứa hỗn hợp đầu 2- Bơm
3- Thùng cao vị 4- Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu
5- Tháp chng luyện 6- Thiết bị ngng tụ hồi lu