PHẦN MỞ ĐẦU
Trong công nghiệp,việc phân tách các cấu tử từ hỗn hợp ban đầu là rất cần thiết nhằm mục đích hoàn thiện,khai
thác,chế biến
Có rất nhiều phương pháp phân tách các cấu tử trong công nghiệp,trong đó có phương pháp chưng luyện là một
trong những phương pháp hay được sử dụng.
Chưng là phương pháp tách các cấu tử từ hỗn hợp ban đầu dựa vào độ bay hơi khác nhau của chúng trong hỗn
hợp.Hỗn hợp này có thể là chất lỏng hoặc chất khí.Thường khi chưng một hỗn hợp có bao nhiêu cấu tử ta sẽ thu
được bấy nhiêu sản phẩm.Với hỗn hợp có hai cấu tử ta sẽ thu được hai sản phẩm là sản phẩm đỉnh gồm phần
lớn là cấu tử dễ bay hơi và sản phẩm đáy chứa phần lớn là cấu tử khó bay hơi.
Trong thực tế có nhiều phương pháp chưng khác nhau như : chưng bằng hơi nước trực tiếp,chưng đơn
giản,chưng luyện Chưng luyện là phương pháp chưng phổ biến nhất dùng để tách hỗn hợp các cấu tử dễ bay
hơi có tính chất hòa tan hoàn toàn hoặc một phần vào nhau.
1
VẼ VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT
I. Thuyết minh dây chuyền sản xuất :
Hỗn hợp đầu từ thùng chứa 1 được bơm 2 bơm liên tục lên thùng cao vị 3.Mức chất lỏng cao nhất ở thùng cao
vị được khống chế nhờ ống chảy tràn. Từ thùng cao vị, hỗn hợp đầu qua thiết bị đun nóng 4 . Tại đây,dung dịch
được gia nhiệt bằng hơi nước bão hòa đến nhiệt độ sôi .Sau đó,dung dịch được đưa vào tháp chưng luyện qua
đĩa tiếp liệu.

Tháp chưng luyện gồm 2 phần : phần từ đĩa tiếp liệu trở lên trên là đoạn luyện ,còn từ đĩa tiếp liệu trở xuống là
đoạn chưng.
Như vậy,ở trong tháp,pha lỏng đi từ trên xuống tiếp xúc với pha hơi đi từ dưới lên. Hơi bốc từ đĩa dưới lên
qua các lỗ đĩa trên và tiếp xúc với pha lỏng của đĩa trên,ngưng tụ một phần,vì thế nồng độ cấu tử dễ bay hơi
trong pha lỏng tăng dần theo chiều cao của tháp.Vì nồng độ cấu tử dễ bay hơi trong lỏng tăng nên nồng độ của
nó trong hơi do lỏng bốc lên cũng tăng.Cấu tử dễ bay hơi có nhiệt độ sôi thấp hơn cấu tử khó bay hơi nên khi
nồng độ của nó tăng nên thì nhiệt độ sôi của dung dịch giảm. Tóm lại theo chiều cao tháp nồng độ cấu tử dễ bay
hơi ( cả pha lỏng và pha hơi) tăng dần ,nồng độ cấu tử khó bay hơi ( cả pha lỏng và pha hơi) giảm dần và nhiệt
độ giảm dần. Cuối cùng ở đỉnh tháp ta sẽ thu được hỗn hợp hơi có thành phần hầu hết là cấu tử dễ bay hơi còn ở
đáy tháp ta sẽ thu được hỗn hợp lỏng có thành phần cấu tử khó bay hơi chiếm tỉ lệ lớn. Để duy trì pha lỏng
trong các đĩa trong đoạn luyện,ta bổ sung bằng dòng hồi lưu được ngưng tụ từ hơi đỉnh tháp . Hơi đỉnh tháp

a
F :
nồng độ metylic trong hỗn hợp đầu =25% khối lượng.

a
P
: nồng độ metylen trong sản phẩm đỉnh =96% khối lượng.

a
W
: nồng độ metylen trong sản phẩm đáy =1,5% khối lượng.
M
1
= 32 kg\kmol,khối lượng phân tử metylen.
M
2
= 18 kg\kmol,khối lượng phân tử nước.
TÍNH CÂN BẰNG VẬT LIỆU
1.tính cân bằng vật liệu:
Theo phương trình cân bằng của toàn tháp:

F=W+P (1)
Và phương trình cân bằng vật liệu cho riêng cấu tử dễ bay hơi

F.a
F
=P.a
P
+W.a
F

2
F
a
M
−
).F=
0.25 1 0.25
*2.5
32 18
−
 
+
 
 
= 0.124 kmol/s=446.4 kmol/h
P’= (
1
P
a
M
+
2
1
P
a
M
−
).P=
0.96 1 0.96
*2.5


x
P
=
1
1 2
0.96
32
1 0.96 1 0.96
32 18
P
P P
a
M
a a
M M
= =
− −
+
+
= 0.931
x
W
=
W
1
1 2
0.015
32
0.0085

x y
y x
−
−
=
− −
= 1,188305
2.3 Tính chỉ số hồi lưu thích hợp:

Áp dụng công thức : R
th
= β.R
min

Trong đó :
+ 1,2 =< β =< 2.5 là hệ số hồi lưu
+R
min
=1,188305
a) Phương trình đoạn luyện cho bởi công thức:

y=
1
R
R +
x +
0.931
1R +
b)Phương trình đoạn chưng cho bởi công thức:
y=

6
1.2 1.425966
0.5878x+0.3838
0.3838
12 29.112
1.25 1.485381
0.5976x+0.3746 0.3746
11 27.339
1.5 1.782458
0.6406x+0.3346 0.3346
10 27.825
2 2.37661
0.7038x+0.2757 0.2757
8 27.013
2.5 2.970763
0.7482x+0.2345 0.2345
7 27.793
β
=1.2
7
1.25
β
=
8
1.5
β
=
9
2
β

2
.s
2.1 Lượng hơi trung bình đi trong tháp:
2.1.1: lượng hơi trung bình đi qua đoạn luyện:
11
g
tbl
=
2
d l
g g+
là lượng hơi trung bình đi trong đoạn luyện,kg\h hoặc kmol\h
g
d
:lương hơi đi ra khỏi đĩa trên cùng của tháp,kg\h hay kmol\h
g
l
: lượng hơi đi vào đĩa dưới cùng của đoạn luyện,kg\h hay kmol\h
g
d
=G
R
+G
P
=G
P
(R
x
+1)
trong đó G

g r g r
r r y y r
r r y y r
= +


= +


=

= + −
= + −
Trong đó x
1
= x
F
Và r
1
: ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa dưới cùng của đoạn luyện, r
d
là
ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi ra khỏi đỉnh tháp
Và r
a
,r
b
là ẩn nhiệt hóa hơi của các cấu tử A,B nguyên chất
Nội suy theo bảng I.213 đối với methanol và bảng I.250 đối với nước từ sổ tay quá
trình thiết bị công nghê hóa chất tập 1

84.2
F
t C=
0
65.5
P
t C=
0
99.7
W
t C=
A
r
(kcal/kg)
256.48 267.25 246.21
A
r
(kcal/kmol)
8207.36 8552 7878.72
B
r
(kcal/kg)
548.68 559.41 539.58
B
r
(kcal/kmol)
9876.24 10069.38 9712.44
Với các giá trị ẩn nhiệt hóa hơi ở nhiệt độ đầu vào ta tính được r
1
.Với các giá trị ẩn nhiệt hóa

=646.35kmol/h, y
l
=0.3982 kmol/kmol
Vậy lượng hơi trung bình đi trong đoạn luyện là :
. 937.95
961.29 /
2 2
d l
tbl
g g
g kmol h
+
+
= = =
984 62
Lượng lỏng trung bình đi trong đoạn luyện là :
G
tbl
=
. 646.35
669.74 /
2 2
R l
G G
kmol h
+
+
= =
693 1
.

’ được xác định theo hệ phương
trình sau:
14
G’
l
= g
l
’ + G
W
G’
l
*x’
1
=g’
l
*y
W
+ G
W
*x
Wl
g
’*r’
1
= g
n
’*r

1
=0.0085 g’
l
+ 13.158
9712.44g’
l
=
8752111
Giả hệ ta có g’
1
= 901.1 kmol/h , G’
l
= 1055.9 kmol/h, x’
1
= 0.0197 kmol/h
Vậy lượng hơi trung bình đi qua đoạn chưng là
' '
n l
tbc
g g
g
+
=
=
937.95 901.1
2
+
=919.53 kmol/h
Lượng lỏng trung bình đi trong đoạn chưng là :
G