CHƯNG CẤT ĐA
CẤU TỬ
CHƯƠNG 3
CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THÁP
CHƯNG CẤT PHÂN ĐOẠN HỖN HỢP
NHIỀU CẤU TỬ ĐƠN GIẢN


ĐẶT VẤN ĐỀ
 Đối với hệ hai cấu tử → đường cong cân

bằng t–x(y) và y-x → số liệu ban đầu là
nồng độ của 1 cấu tử ở 3 vị trí: nhập liệu,
đỉnh và đáy tháp → đơn giản → tính chính
xác
 Đối với hệ đa cấu tử → sử dụng các

phương pháp đơn giản hóa để tính toán


1. Phương pháp tính số bậc thay đổi
nồng độ đối với hệ hai cấu tử
 Có hai phương pháp thiết lập mối quan hệ giữa số đĩa lý

thuyết (số bậc thay đổi nồng độ), tỷ số lỏng-hơi và nồng độ
các dòng sản phẩm


Phương pháp Ponchon – Savarit: sử dụng giản đồ Hxy
và xy, có thể áp dụng được trong mọi trường hợp, tuy
nhiên cần có đủ các dữ kiện về nhiệt

Phương pháp Ponchon – Savarit
Thiết lập cân bằng trong đoạn chưng và luyện
CÂN
BẰNG
TRONG
ĐOẠN
LUYỆN

Với rfp = Lp/D là tỷ số hồi lưu tại đĩa p ta có

Trên giản đồ enthalpie các điểm Vp+1, Lp và PR nằm trên một đường thẳng


Phương pháp Ponchon – Savarit
Thiết lập cân bằng trong đoạn chưng và luyện
CÂN
BẰNG
TRONG
ĐOẠN
CHƯNG

Với rbq = Vq/R là tỷ số hơi đáy tại đĩa q ta có

Trên giản đồ enthalpie các điểm Vq, Lq+1 và PE nằm trên một đường thẳng


Phương pháp Ponchon – Savarit
Thiết lập cân bằng trong đoạn chưng và luyện

Giản đồ cân bằng enthalpie

c mđịxá
nhc V
ngvàthẳ
ng VnmgLm+1
PE
m

bằng cho đến khi thành phần pha lỏng x < xR


Phương pháp Ponchon – Savarit
Xây dựng giản đồ
 Xác định vị trí nạp liệu: xét 2 trạng thái nhập liệu đơn giản


Nhập liệu ở điểm sôi

Đoạn luyện:
Ln, Vm, PR thẳng hàng
Đoạn chưng:
Lm, Vm+1, PE thẳng hàng


Phương pháp Ponchon – Savarit
Xây dựng giản đồ
 Xác định vị trí nạp liệu: xét 2 trạng thái nhập liệu đơn giản


Nhập liệu ở điểm sương



0.49

0.65

0.79

0.91

1.0

yheptane

0

0.28

0.43

0.51

0.73

0.83

0.90

0.96

1.0


56.5

55.2

54.4

53.8

53.3

Tính:
 Tỷ số hồi lưu tối thiểu
 Số bậc thay đổi nồng độ (số đĩa lý thuyết) tối thiểu
Số bậc thay đổi nồng độ (số đĩa lý thuyết) tại giá trị tỷ số hồi lưu bằng 2.5
 Công suất các thiết bị ngưng tụ và thiết bị đun sôi lại





Phương pháp tính số bậc thay đổi nồng độ đối
với hệ hai cấu tử

Phương pháp Mc.Cabe Thiele
 Cần biết:

Giản đồ pha
 Đặc trưng nguyên liệu, sản
phẩm đỉnh, đáy

trị q

Xác định đường nhập liệu (đường
q) dựa vào giá trị xF và q

Định vị giao điểm giữa ROL và
đường q

Phân tích đoạn chưng, xác định
đường nồng độ làm việc đoạn
chưng SOL thông qua giao điểm
giữa ROL và đường q và xR



QUY
TRÌNH
TÍNH
TOÁN
THEO
PHƯƠNG
PHÁP
MC.CABE
THIELE


Phương pháp tính số bậc thay đổi nồng độ đối
với hệ hai cấu tử

Phương pháp Mc.Cabe Thiele

yn+1

Lỏng vào đĩa

Ln-1

xn-1


Phương pháp tính số bậc thay đổi nồng độ đối
với hệ hai cấu tử

Phương pháp Mc.Cape Thiele

L1 = L2 = L3 = ......... = Ln = constant
V1 = V2 = V3 = ......... = Vn = constant


Phương pháp tính số bậc thay đổi nồng độ đối
với hệ hai cấu tử

Phương pháp Mc.Cabe Thiele
Các bước:

Phân tích đoạn luyện, xác định
đường nồng độ làm việc của
đoạn luyện ROL dựa vào xD và R

Phân tích vùng nạp liệu, xác định
trạng thái nhập liệu thông qua giá trị



Phương pháp Mc.Cape Thiele
Đường làm việc đoạn luyện


Phương pháp Mc.Cape Thiele
Đường làm việc đoạn luyện
(xD - x1) = sự giảm nồng độ cấu tử
dễ bay hơi trong pha lỏng khi nó di
chuyển xuống dưới (từ 1 xuống 2)
(y1 - y2) = sự tăng nồng độ cấu tử dễ
bay hơi trong pha hơi khi nó di
chuyển lên trên (từ 2 lên 1) .

Khi R thay đổi, ROL thay đổi


Phương pháp tính số bậc thay đổi nồng độ đối
với hệ hai cấu tử

Phương pháp Mc.Cabe Thiele
Các bước:

Phân tích đoạn luyện, xác định
đường nồng độ làm việc của đoạn
luyện ROL dựa vào xD và R

Phân tích vùng nạp liệu, xác
định trạng thái nhập liệu thông


(V - V') y = (L - L') x + D xD + B xB

⇒

V - V' = ( 1 - q ) F
L - L' = - q F
F x F = D xD + B x B

⇒

(1 - q) F y = - q F x + F xF

Mặt khác: