Đồ án môn học Nguyễn Đức Toàn
dLời nói đầu
Chng cất là phơng pháp dùng để tách các hỗn hợp lỏng cũng nh các hỗn hợp
khí - lỏng thành các cấu tử riêng biệt, dựa vào độ bay hơi khác nhau của các cấu tử
trong hỗn hợp. Chúng ta có thể thực hiện nhiều biện pháp chng cất khác nhau nh ch-
ng cất gián đoạn, chng cất liên tục, chng cất đơn giản, chng cất đặc biệt. Khi chng
cất, hỗn hợp đầu có bao nhiêu cấu tử thì ta thu đợc bấy nhiêu cấu tử sản phẩm. Theo
đề bài thì hỗn hợp đầu gồm 2 cấu tử là Benzen và Toluen nên đợc gọi là chng cất
hỗn hợp 2 cấu tử.
Trong phần đồ án này hỗn hợp hai cấu tử Benzen Toluen đợc phân tách
thành hai cấu tử riêng biệt nhờ phơng pháp chng cất liên tục với tháp chng luyện là
loại tháp đệm, làm việc ở áp suất thờng (1at) với hỗn hợp đầu vào ở nhiệt độ sôi.
Sau quá trình chng cất, ta thu đợc sản phẩm đỉnh là cấu tử có độ bay hơi lớn
hơn (Benzen) và một phần rất ít cấu tử có độ bay hơi bé hơn (Toluen). Sản phẩm đáy
gồm hầu hết các cấu tử khó bay hơi (Toluen) và một phần rất ít cấu tử dề bay hơi
(Benzen).
Trong suốt quá trình tính toán và thiết kế , đặc biệt đợc sự hớng dẫn trực
tiếp và giúp đỡ nhiệt tình của cô Lê Ngọc Thuỵ bản đồ án thiết kế tháp chng
luyện liên tục hai câú tử Benzen và Tooluen đã hoàn thành với các nội dung
sau:
Phần I: Sơ đồ công nghệ và các chế độ thuỷ động của tháp.
Phần II: Tính toán, thiết kế thiết bị chính.
Phần III: Tính toán cân bằng nhiệt lợng.
Phần VI: Tính toán cơ khí.
Phần V: Tính toán các thiết bị cần thiết.
Phần IV: Kết luận và nhận xét.

Trờng ĐHBK Hà Nội - 3- Lớp Hoá Giấy - K44
Đồ án môn học Nguyễn Đức Toàn
Sơ đồ dây chuyền công nghệ
và chế độ thuỷ động của tháp

lấy ra liện tục.
II. Chế độ thuỷ động của tháp đệm:
Trong tháp đệm có 3 chế độ thuỷ động là chế độ chảy dòng, chế độ quá độ và
chế độ xoáy.
Trờng ĐHBK Hà Nội - 4- Lớp Hoá Giấy - K44
Đồ án môn học Nguyễn Đức Toàn
Khi vận tốc khí bé, lực hút phân tử lớn hơn và vợt lực lỳ. Lúc này quá trình
chuyển khối đợc xác định bằng dòng khuyếch tán phân tử. Tăng vận tốc lên lực lỳ
trở nên cân bằng với lực hút phân tử. Quá trình chuyển khối lúc này không chỉ đợc
quyết định bằng khuyếch tán phân tử mà cả bằng khuyếch tán đối lu. Chế độ thuỷ
động này gọi là chế độ quá độ. Nếu ta tiếp tục tăng vận tốc khí lên nữa thì chế độ
quá độ sẽ chuyển sang chế độ xoáy. Trong giai đoạn này quá trình khuyếch tán sẽ đ-
ợc quyết định bằng khuyếch tán đối lu.
Nếu ta tăng vận tốc khí lên đến một giới hạn nào đó thì sẽ xảy ra hiện tợng đảo
pha. Lúc này chất lỏng sẽ chiếm toàn bộ tháp và trở thành pha liên tục, còn pha khí
phân tán vào trong chất lỏng và trở thành pha phân tán. Vận tốc khí ứng với thời
điểm này gọi là vận tốc đảo pha. Khí sục vào lỏng và tạo thành bọt vì thế trong giai
đoạn này chế độ làm việc trong tháp gọi là chế độ sủi bọt. ở chế độ này vận tốc
chuyển khối tăng nhanh, đồng thời trở lực cũng tăng nhanh.
Trong thực tế, ta thờng 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, nhng vì trong giai đoạn đó ta sẽ 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 tơng đối rộng.
* Nhợc điểm.
+ Khó làm ớt đều đệm.
+ Tháp cao quá thì phân phối chất lỏng không đều.

F
= Pa
p

+ Wa
w
[II 144]
- Lợng sản phẩm đỉnh là:
wp
wF
aa
aa
FP


=
.
Trong đó:
F: năng suất tính theo hỗn hợp đầu, kg/s hoặc kg/h
a
F
, a
p
, a
w
: lần lợt là nồng độ cấu tử dễ bay hơi trong hỗn hợp đầu, sản phẩm
đỉnh, sản phẩm đáy, phần khối lợng
Đầu bài cho F = 3,5 kg/s
hay F = 3,5.3600 = 12.600kg/h.
Vậy ta có lợng sản phẩm đỉnh là:

A
A
A
M
a
M
a
M
a
x
+
=
[II 126]
Trong đó:
Trờng ĐHBK Hà Nội - 6- Lớp Hoá Giấy - K44
Đồ án môn học Nguyễn Đức Toàn
a
A,
a
B
: nồng độ phần khối lợng của Benzen và Toluen
M
a,
M
B
: khối lợng mol phân tử của Benzen và Toluen
Với
78
66
==

314,0
92
28,01
78
28,0
78
28,0
=

+
=
phần mol
( )
B
P
A
P
A
P
P
M
a
M
a
M
a
x

+
=

=
1
024,0
92
02,01
78
02,0
78
02,0
=

+
=
phần mol
3. Tính khối l ợng phân tử trung bình của hỗn hợp đầu, sản phẩm đỉnh, sản
phẩm đáy:
Theo công thức: M = x.M
A
+ (1 - x)M
B

Trong đó:
M: Khối lợng phân tử trung bình, kg/kmol
x: Nồng độ phần mol
- Khối lợng phân tử trung bình của sản phẩm đỉnh:
M
p
= x
p
.M

Đồ án môn học Nguyễn Đức Toàn
M
w
= x
w
.M
A
+ (1 - x
w
)M
B
M
w
= 0,024.78 +(1- 0,024).92
M
w
= 91,664 kg/kmol
4. Đổi đơn vị của F, P, W từ kg/h sang kmol/h:
( )
hkmol
M
hkgF
F
F
/05,161
238,78
600.12/
===
( )
hkmol

Dựng đờng cân bằng theo số liệu đờng cân bằng tra trong bảng phần cân bằng
lỏng hơi và nhiệt độ sôi của hai cấu tử ở 760mmHg (phần trăm số mol) của Benzen
và Toluen ta có bảng sau: [II 145]
Bảng 1
x 0 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
y 0 11,8 21,4 38 51,1 61,9 71,2 79 85,4 91 95,9 100
t
o
C 110,6 108,3 106,1 102,2 98,6 95,2 92,1 89,4 86,8 84,4 82,3 80,2
- Từ số liệu trong bảng trên ta vẽ đồ thị đờng cân bằng lỏng (x) hơi (y)
(hình 1), với giá trị của x
F
= 0,314 ta dóng lên đờng cân bằng và tìm đợc giá trị y
*
F
=
0,525%
- R
min
: lợng hồi lu tối thiểu đợc tính theo công thức
FF
Fp
x
xy
yx
R


=
*

Trờng ĐHBK Hà Nội - 8- Lớp Hoá Giấy - K44
Đồ án môn học Nguyễn Đức Toàn
2. Tính chỉ số hồi l u thích hợp :
R
th
: chỉ số hồi lu thích hợp đợc tính theo tiêu chuẩn thể tích tháp nhỏ nhất. Cơ
sở của việc chọn R
th
theo tiêu chuẩn thể tích tháp nhỏ nhất là:
V = H.S
H: tỷ lệ với N
lt
G = W.S = P.(R + 1)
S tỷ lệ với R + 1
V = H.S tỷ lệ với N
lt
(R + 1)
Giá thành tháp tỷ lệ với V, mà V tỷ lệ với N
lt
(R + 1), giá thành tháp thấp nhất
ứng với thể tích tháp nhỏ nhất. Vì vậy cần phải chọn chế độ làm việc thích hợp cho
tháp, tức là R
th
.
Trong đó: V: là thể tích của tháp
H: chiều cao của tháp
S: tiết diện của tháp
N
lt
: số bậc thay đổi nồng độ (số đĩa lý thuyết)

lt
(R
x
+ 1) là nhỏ nhất hay thể tích tháp nhỏ nhất. Vậy ta có R
th
= 2,93 (Đồ thị 8).
3. Ph ơng trình đ ờng nồng độ làm việc của đoạn luyện :
11
+
+
+
=
x
P
x
x
R
X
x
R
R
y
[II 148]
Trong đó:
y: là nồng độ phần mol của cấu tử dễ bay hơi trong pha hơi đi từ dới lên.
x: là nồng độ phần mol của cấu tử dễ bay hơi trong pha lỏng chảy từ đĩa xuống.
R
x
: chỉ số hồi lu.
Trờng ĐHBK Hà Nội - 9- Lớp Hoá Giấy - K44

xx
x
x
R
f
x
R
fR
y
1
1
1
+


+
+
=
[II.158]
Trong đó:
84,2
81,107
95,306
===
P
F
f
: lợng hỗn hợp đầu tính cho 1kmol sản phẩm đỉnh.
Thay số liệu vào ta có.
024,0.

y
c
= 2,028x 0,0247
III. Tính đ ờng kính tháp ch ng luyện :
Đờng kính tháp đợc xác định theo công thức
( )
tb
yy
tb
g
D

.
0188,0
=
, m [II - 181]
Trong đó:
g
tb
: lợng hơi trung bình đi trong tháp, kg/h.
(
y
.
y
)
tb
: tốc độ hơi trung bình đi trong tháp, kg/m
2
.s
Vì lợng hơi và lợng lỏng thay đổi theo chiều cao của tháp và khác nhau trong

= G
R
+ G
p
= G
p
(R
x
+1) [II 181]
g
đ
= 2800(2,93 + 1)
g
đ
= 11.004 kg/h
* Lợng hơi đi vào đoạn luyện:
Lợng hơi g
1
, hàm lợng hơi y
1
và lợng lỏng G
1
đối với đĩa thứ nhất của đoạn
luyện đợc xác định theo hệ phơng trình.
g
1
= G
1
+ G
p

r
1
: ẩn nhiệt hoá hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa.
r
đ
: ẩn nhiệt hoá hơi của hỗn hợp hơi đi ra khỏi đỉnh tháp.
x
1
= x
F
= 0,314 phần khối
r
1
= r
a
.y
1
+ (1-y
1
).r
b
[II - 182]
Với r
a
, r
b
: ẩn nhiệt hoá hơi của các cấu tử nguyên chất là Benzen và Toluen ở
t
0
1

rr
kJ/kg.
r
1
= 380,66.y
1
+ (1 - y
1
).369,64
r
1
= 11,02y
1
+ 369,64 kJ/kg.
r
đ
= r
a
.y
đ
+ (1 y
đ
).r
b
[II - 182]
Với r
a
, r
b
: ẩn nhiệt hoá hơi của các cấu tử nguyên chất là Benzen và Toluen ở

0
C nội suy theo bảng I.212 trong [I 254] ta đợc:
65,391
66
==
HCa
rr
kJ/kg.
18,377
87
==
HCb
rr
kJ/kg.
r
đ
= 391,65.0,98 + (1 - 0,98).377,18
r
đ
= 391,36 kJ/kg.
Thay các giá trị đã tính đợc vào hệ phơng trình trên ta đợc
g
1
= G
1
+ 2800
g
1
.y
1

2
1
=
+
=
+
=
gg
g
d
L
tb
kg/h.
b. Tính khối lợng riêng trung bình
* Khối lợng riêng trung bình đối với pha hơi đợc tính theo

273.
.4,22
).1(.
11
T
MyMy
BtbAtb
y
tb
+
=

, kg/m
3

Trờng ĐHBK Hà Nội - 12- Lớp Hoá Giấy - K44
Đồ án môn học Nguyễn Đức Toàn
1
d
y
= y
p
= 0,983 phần mol
1
c
y
= y
1
= 0,345 phần khối lợng
Đổi sang phần mol ta có:
383,0
92
345,01
78
345,0
78
345,0
1
=

+
=
c
y
phần mol

T = 93,5 + 273 = 366,5
0
K.
Vậy khối lợng riêng trung bình của pha hơi đối với đoạn luyện là:
273.
.4,22
).1(.
21
11
T
MyMy
tbtb
y
L
tb
+
=


74,2273.
5,366.4,22
92).683,01(78.83,0
=
+
=
L
tb
y

kg/m

21
,
tbtb
xx

: khối lợng riêng trung bình của cấu tử 1 và 2 của pha lỏng lấy theo
nhiệt độ trung bình, kg/m
3
.

1
tb
a
: phần khối lợng trung bình của cấu tử 1 trong pha lỏng.
63,0
2
98,028,0
2
1
=
+
=
+
=
PF
tb
aa
a
phần khối lợng
o

x
00
6,87
=
ứng với t
0
= 87,6
0
C. Nội suy theo bảng I.2 trong [I-9] ta đợc:
64,795
1
=
tb
x

kg/m
3
.
4,790
2
=
tb
x

kg/m
3
.
Vậy khối lợng riêng trung bình của lỏng trong đoạn luyện là:
=


chuyển động ngợc chiều có thể xảy ra bốn chế độ thuỷ động; Chế độ chảy màng,
chế độ quá độ, chế độ xoáy và chế độ sủi bọt. ở chế độ sủi bọt thì pha lỏng chiếm
toàn bộ thể tích tự do và nh vậy pha lỏng là pha liên tục. Nếu tăng tốc độ lên thì tháp
bị sặc. Trong phần tính toán này ta tính tốc độ hơi của tháp dựa vào tốc độ sặc của
tháp.
Tốc độ hơi đi trong tháp đệm
= (0,8 ữ 0,9)
s
[II 187]
Với
s
là tốc độ sặc, m/s đợc tính theo công thức
Y = 1,2e
-4X
[II 187]
Với
16,0
3
.
2
.
.
..












=
tb
tb
x
y
y
x
G
G
X


[II 187]
Trong đó:

đ
: bề mặt riêng của đệm, m
2
/m
3
V
đ
: thể tích tự do của đệm, m
3
/m
3

Ta có G
y
= g
tb
= 30012,06 kg/h
337,8
3600
86,28382
==
y
G
kg/s
03,17708
2
06,2721293,2.2800
2
.
2
1
1
=
+
=
+
=
+
=
GRP
GG
G

HCA
àà
N.s/m
2
3
10.27676,0
87

==
HCB
àà
N.s/m
2
Vậy độ nhớt của pha lỏng tính theo nhiệt độ trung bình là
lgà
hh
= x
tb
.lgà
A
+ (1 - x
tb
).lgà
B
[I 84]
lgà
hh
= 0,6485.lg(0,2676.10
-3
) + (1 - 0,6485)lg(0,27676.10





=
















=
tb
tb
x
y
y
x
G
G

, kg/m
3
30x30x3,5 165 0,76 25.10
2
570
Từ công thức:
Trờng ĐHBK Hà Nội - 15- Lớp Hoá Giấy - K44
Đồ án môn học Nguyễn Đức Toàn
16,0
3
.
2
.
.
..








=
y
x
xd
yds
tb
tb









=


y
x
yd
xd
s
tb
tb
VgY
à
à




s
2
= 1,96155 m/s

s

2
2
==
y

m/s
- Tỷ số giữa tốc độ thực tế và tốc độ sặc là:
739,0
4,1
033,1
==
s
tt


Vậy chọn đờng kính là 1,6m có thể chấp nhận đợc.
* Kiểm tra cách chọn đệm.
0184,0
165
76,0.4
.4
===
d
d
td
V
d

m
9,86

1
: lợng hơi đi vào đoạn chng, kg/h.
Vì lợng hơi đi ra khỏi đoạn chng bằng lợng hơi đi vào đoạn luyện (g

n
= g
1
) nên
ta có thể viết:
2
1
'
1
'
gg
g
tb
+
=
[II - 182]
Lợng hơi đi vào đoạn chng g

l
, lợng lỏng G
1

và hàm lợng lỏng x

l
đợc xác định

1
= g
1
.r
1
Trong đó:
r

1
: ẩn nhiệt hoá hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa thứ nhất của đoạn chng.
x
w
: thành phần cấu tử dễ bay hơi trong sản phẩm đáy.
r
1
: ẩn nhiệt hoá hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa trên cùng của đoạn chng.
Ta có:
G
w
= W = 9800 kg/h.
x
w
= 0,024 phần mol tơng ứng với 0,02 phần khối lợng
y

1
= y
w
xác định theo đờng cân bằng ứng với x
w


1
).r
b
[II 182]
Với r
a
, r
b
: ẩn nhiệt hoá hơi của các cấu tử nguyên chất ở t
0
= t
w
. Với x
w
= 0,024
tra đồ thị hình 9 ta đợc t
w
= 100,5
0
C. Từ t
0
=

t
w
=100,5
0
C nội suy theo bảng I.212
trong [I 254] ta đợc.

1
. x

1
= g

1
.0,053 + 9800.0,02
g

1
.368,68 = 30012,06.373,4419
Giải hệ phơng trình trên ta đợc:
g

1
= 30399,69 kg/h
G

1
= 40199,698 kg/h
x

1
= 0,04496 phần khối lợng
Vậy lợng hơi trung bình đi trong đoạn chng là:
879,30205
2
698,3039906,30012
2

. [II - 183]
Trong đó:
M
A
M
B
: khối lợng phần mol của cấu tử Benzen và Toluen
T: nhiệt độ làm việc trung bình của tháp,
0
K.
y
tbc
: nồng độ phần mol của cấu tử 1 lấy theo giá trị trung bình
2
11
cd
tb
yy
y
C
+
=
[II - 183]
Với
11
,
cd
yy
: nồng độ làm việc tại 2 đầu mỗi đoạn tháp, phần mol.
1

Đồ án môn học Nguyễn Đức Toàn
Với
2225,0
=
C
tb
y
phần mol. Nội suy từ số liệu trong bảng IX.2a [II-145] ta đợc
Ct
C
tb
00
8,106
=
T = 106,8 + 273 = 379,8
0
K.
Vậy khối lợng riêng trung bình của pha hơi đối với đoạn chng là:

273.
.4,22
).1(.
21
11
T
MyMy
tbtb
y
C
tb

aa


+=
, kg/m
3

[II - 183]
Trong đó:
tb
x

: khối lợng riêng trung bình của lỏng, kg/m
3
.
21
,
tbtb
xx

: khối lợng riêng trung bình của cấu tử 1 và 2 của pha lỏng lấy theo
nhiệt độ trung bình, kg/m
3
.

1
tb
a
: phần khối lợng trung bình của cấu tử 1 trong pha lỏng.


aa
a
F
tb
phần khối lợng
o
tb
t
: nhiệt độ trung bình của đoạn chng theo pha lỏng
2
'
1
1
xx
x
F
tb
+
=
Ta có x
1
= 0,04496 phần khối lợng
( )
0526,0
92
04496,01
78
04496,0
78
04496,0

C
tb
x
phần mol. Nội suy từ số liệu trong bảng IX.2a [II-145] ta đợc
Ct
tb
x
00
5,104
=
ứng với t
0
= 104,5
0
C. Nội suy theo bảng I.2 trong [I-9] ta đợc:
6,787
1
=
tb
x

kg/m
3
.
06,783
2
=
tb
x


=
tb
x

kg/m
3
c. Tính tốc độ hơi đi trong đoạn chng:
Đối với tháp đệm khi chất lỏng chảy từ trên xuống và pha hơi đi từ dới lên
chuyển động ngợc chiều có thể xảy ra bốn chế độ thuỷ động; Chế độ chảy màng,
chế độ quá độ, chế độ xoáy và chế độ sủi bọt. ở chế độ sủi bọt thì pha lỏng chiếm
toàn bộ thể tích tự do và nh vậy pha lỏng là pha liên tục. Nếu tăng tốc độ lên thì tháp
bị sặc. Trong phần tính toán này ta tính tốc độ hơi của tháp dựa vào tốc độ sặc của
tháp.
Tốc độ hơi đi trong tháp đệm
= (0,8 ữ 0,9)
s
[II 187]
Với
s
là tốc độ sặc, m/s đợc tính theo công thức
Y = 1,2e
-4X
[II 187]
Với
16,0
3
.
2
.
.













=
tb
tb
x
y
y
x
G
G
X


[II 187]
Trong đó:

đ
: bề mặt riêng của đệm, m
2

o
C, Ns/m
2
* Tính G
x
, G
y
:
Ta có G
y
= g
tb
= 30205,879 kg/h
39,8
3600
879,30205
==
C
y
G
kg/s
879,33705
2
698,4019906,27212
2
'
11
=
+
=

C. Nội suy theo bảng I.101 trong [I - 91]
ta đợc.
3
10.2516,0
66

==
HCA
àà
N.s/m
2
3
10.262,0
87

==
HCB
àà
N.s/m
2
Vậy độ nhớt của pha lỏng tính theo nhiệt độ trung bình là
lgà
hh
= x
tb
.lgà
A
+ (1 - x
tb
).lgà












=
















=
tb

=
y
x
xd
yds
tb
tb
Vg
Y
à
à


[II 187]
Trờng ĐHBK Hà Nội - 21- Lớp Hoá Giấy - K44
Đồ án môn học Nguyễn Đức Toàn
16,0
3
3
3
16,0
3
2
10.005,1
10.287,0
.852,2.165
8,783.76,0.81,9.1586,0
..
...





s
2
= 1,59 m/s

s
= 1,26 m/s
Lấy = 0,8
s
= 0,8.1,26 = 1,008 m/s
Vậy đờng kính của đoạn luyện là:
( )
76.1
852,2.008,1
879,30205
.0188,0
.
.0188,0
===
tb
yy
tb
C
g
D

m.
Quy chuẩn đờng kính đoạn luyện là D

d
td
V
d

m
96,86
0184,0
6,1
==
td
C
d
D
Vậy với kết quả tính toán đợc và sơ với điều kiện thực tế thì ta lấy đờng kính
phần chng là 1,6 m và đệm nh đã chọn là hợp lý.
VI. Tính chiều cao tháp:
- Đối với tháp đệm, chiều cao làm việc của tháp hay chiều cao lớp đệm đợc
xác định theo công thức:
H = h
đv
.m
y
(m) [II 175]
Trong đó:
Trờng ĐHBK Hà Nội - 22- Lớp Hoá Giấy - K44
Đồ án môn học Nguyễn Đức Toàn
h
đv
: chiều cao của một đơn vị chuyển khối, m

x
: lu lợng hơi và lỏng trung bình đi trong tháp, kg/s
* Tính chiều cao của một đơn vị chuyển khối h
1
, h
2
:
3/225,0
1
Pr.Re.
..
yy
d
d
a
V
h

=
, m [II
177]
5,025,0
3/2
2
Pr...256
xx
x
x
Rxh


t
x
tt
F
V
U
=
: mật độ tới thực tế, m
3
/m
2
.h
U
tt
= B.
đ
: mật độ tới thích hợp, m
3
/m
2
.h
Trong đó:
V
x
: lu lợng thể tích của chất lỏng, m
3
/h
Trờng ĐHBK Hà Nội - 23- Lớp Hoá Giấy - K44
Đồ án môn học Nguyễn Đức Toàn
F

Ta có
t
x
tt
F
V
U
=
;
U
th
= B.
đ

Mà
0096,2
4
6,1.14,3
4
.
22
===
D
F
t

m
2
31,22
69,793

/m
3
U
th
= 0,065.165 = 10,725 m
3
/m
2
.h
035,1
725,10
1,11
==
th
tt
U
U
Tra hình IX.16 trong [II 178] ta đợc
L
= 1
* Xác định chuẩn số Reynon:
- Chuẩn số Reynon của pha hơi:
dy
sy
y
à

.
..4,0
Re

hh
, à
A
, à
B
: độ nhớt của hỗn hợp và cấu tử Benzen và Toluen.
m
1
, m
2
: nồng độ của Benzen và Toluen tính theo phần thể tích.
Đối với hỗn hợp khí thì nồng độ phần thể tích bằng nồng độ phần mol, nên m
1
= y
1
, m
2
= y
2
= 1 - y
1
.
Thay vào ta có:
( ) ( )
B
B
A
A
hh
BA

+

+
+
=
BABAhh
aaaa
ààààà
11
2
21
1
1

+=+=
a
1
, a
2
: nồng độ phần khối lợng của Benzen và Toluen.
Ta có
638,0
1
=
tb
y
phần mol
( )
92).638,01(78.638,0
78.638,0

C ta tìm đợc.
3
10.126,0

=
A
à
N.s/m
2
3
10.145,0

=
B
à
N.s/m
2
3
33
10.46,6
10.145,0
599,01
10.126,0
599,01
=

+=

hh
à

x
=
4,919kg/s
Trờng ĐHBK Hà Nội - 25- Lớp Hoá Giấy - K44
Đồ án môn học Nguyễn Đức Toàn
F
t
: diện tích mặt cắt của tháp, F
t
= 2,0096 m
2

đ
= 165 m
2
/m
3
à
x
= 0,298.10
-3
Ns/m
2
Vậy chuẩn số Reynon của pha lỏng là:
99,1
10.298,0.165.0096,2
919,4.04,0
..
.04,0
Re

11
.
).(
.10.0043,0
2
5,14
3
1
3
1
+
+
=

, m
2
/s [II 127]
Trong đó:
T: nhiệt độ trung bình của hơi,
0
K
P: áp suất chung của hơi, P = 1at.
M
A
= 78: khối lợng phân tử của cấu tử Benzen.
M
B
= 92: khối lợng phân tử của cấu tử Toluen.
v
A

K.
Vậy ta có:
92
1
78
1
.
)11896.(1
)360.(10.0043,0
2
5,14
3
1
3
1
+
+
=

y
D
= 5,322.10
-6
m
2
/s.
Thay các giá trị tính đợc vào ta có:
758,11
10.322,5.47,2
10.1547,0

= D
20
.[1 + b.(t - 20)] [II 134]
Với
3
.2,0

à
=
b

: khối lợng riêng của dung môi Benzen ở 20
0
C, kg/m
3
; tra ở bảng I.2 trong [I-
9] ta đợc = 866 kg/m
3
à: độ nhớt của dung môi Benzen ở 20
0
C, cP; à = à
2
= 0,586 cP
0161,0
866
586,0.2,0
3
==
b
Hệ số khuyếch tán của lỏng ở 20

2
3/13/1
6
20
10.3,2
11896586,0
92
1
78
1
10.1


=
+
+
=
D
, m
2
/s
- Nhiệt độ trung bình của lỏng trong đoạn luyện là t
o
= 93,5
o
C. Vậy ta có:
D
x
= 2,3.10
-9

yy
d
d
a
V
h

=
,m
3/225,0
1
768,11,0.28,51.
165.1.123,0
76,0
=
h
h
1
= 0,318m
Trờng ĐHBK Hà Nội - 27- Lớp Hoá Giấy - K44