BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

PHÙNG THỊ ANH MINH

MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH CHƯNG CHÂN KHÔNG ĐỂ
TÁCH PHÂN ĐOẠN TINH DẦU THÔNG VÀ ỨNG DỤNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC

HÀ NỘI - 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

PHÙNG THỊ ANH MINH

MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH CHƯNG CHÂN KHÔNG ĐỂ
TÁCH PHÂN ĐOẠN TINH DẦU THÔNG VÀ ỨNG DỤNG

Ngành: Kỹ thuật hóa học
Mã số: 9520301

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS. Trần Trung Kiên
2. GS.TS. Phạm Văn Thiêm

HÀ NỘI – 2019


Tác giả luận án xin trân trọng gửi lời cảm ơn chân thành đến TS. Đặng Xuân Hảo cùng quý
công ty TNHH XNK tinh dầu và hương liệu (ARENEX Co., ltd) đã giúp đỡ nhiệt tình trong quá
trình thực hiện nghiên cứu và vận hành hệ thống thiết bị. Xin cảm ơn quý công ty cổ phần Thông
Quảng Ninh, công ty TNHH VISTA đã giúp đỡ tìm hiểu và cho phép thực tập tại nhà máy của
quý công ty.
Xin chân thành cảm ơn!

ii


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
a - thông số đệm
amn - hệ số tương tác nhóm
Aij và Aji - lực tương tác giữa các cấu tử i và j
AMD - độ lệch trung bình tuyệt đối
C - nhiệt dung riêng giả thiết của hệ
dh, - đường kính thủy lực
dT - đường kính của giọt
Duty- năng lượng cấp cho đáy tháp

f il

- hệ số fugat của cấu tử i trong pha lỏng

fiv

- hệ số fugat của cấu tử i trong pha hơi

f i 0 - fugat của cấu tử i ở trạng thái chuẩn.
f i S - fugat của cấu tử i tại điểm bão hòa ở nhiệt độ T


N 0(i )

- tổng số các loại nhóm chức có trong phân tử của cấu tử thứ i.
P - áp suất chung của hệ
PiS - áp suất hơi bão hòa của cấu tử i tại nhiệt độ T
Q- nhiệt cấp cho đáy tháp
Qk - tham số diện tích đặc trưng cho từng nhóm nguyên tử.
qi - tham số diện tích của phân tử trong cấu tử i
ri, - tham số thể tích của phân tử trong cấu tử i
R- chỉ số hồi lưu
Rk - tham số thể tích đặc trưng cho từng nhóm nguyên tử .
RMP - chỉ số hồi lưu trong mô phỏng
RTN- chỉ số hồi lưu thực nghiệm
t - thời gian dự kiến
 TN

thời gian thực hiện thí nghiệm

 MP

thời gian dự kiến thí nghiệm theo mô phỏng
T - nhiệt độ của hỗn hợp
TDT - tinh dầu thông
Tmk - tham số tương tác nhóm (phụ thuộc vào nhiệt độ)
uij - năng lượng tương tác giữa cấu tử i và cấu tử j
uV - tốc độ sặc theo pha hơi.
xi - phần mol của cấu tử i trong pha lỏng.
xi,j - nồng độ của cấu tử j trong pha lỏng tại bậc thứ i
Xm - phần mol của nhóm m trong dung dịch


Hình 1.1 tinh dầu thông. ................................................................................................................ 3
Hình 1.2 hình ảnh một số sản phẩm dầu thông. ............................................................................. 9
Hình 1.3 sơ đồ và thiết bị chưng gián đoạn ................................................................................. 13
Hình 1.4 mô hình tháp chưng luyện gián đoạn nhiều cấu tử ...................................................... 14
Hình 1.5 cân bằng pha lỏng – hơi của hệ nhiều cấu tử ............................................................... 15
Hình 1.6 sơ đồ nguyên lý của một bậc cân bằng pha................................................................... 22
Hình 1.7 phương thức vận hành truyền thống cho tháp chưng luyện gián đoạn. ........................ 26
Hình 1.8 biến đổi nồng độ của cấu tử dễ bay hơi ở đỉnh và đáy trong quá trình chưng luyện gián
đoạn với chỉ số hồi lưu không đổi ............................................................................... 27
Hình 1.9 biểu diễn trên đồ thị x-y của quá trình chưng luyện gián đoạn với chỉ số hồi lưu không
đổi ................................................................................................................................ 28
Hình 1.10 biểu diễn trên đồ thị x-y của quá trình chưng luyện gián đoạn với thành phần đỉnh
không đổi ..................................................................................................................... 29
Hình 1.11 hệ thống chân không sâu quy mô nhỏ và bán công nghiệp ........................................ 31
Hình 1.12 mô hình và hệ thống chưng loại đệm hiện đại ............................................................ 32
Hình 1.13 mặt cắt minh họa của tháp loại đệm............................................................................ 33
Hình 1.14 hình dạng và kích thước đệm cấu trúc ........................................................................ 34
Hình 2.1 Hướng lựa chọn mô hình cân bằng pha cho các hệ cấu tử. .......................................... 42
hình 2.2. Sơ đồ thiết bị xác định cân bằng lỏng – hơi ................................................................. 45
hình 2.3. Sơ đồ công nghệ hệ thống chưng tinh dầu. .................................................................. 49
hình 2.4. Hình ảnh toàn tháp chưng tinh dầu quy mô bán công nghiệp. .................................... 50
hình 2.5. Khúc xạ kế abbe............................................................................................................ 56
hình 2.6. Máy chuẩn độ karl fischer. ........................................................................................... 57
hình 2.7. Sắc đồ của sắc ký khí .................................................................................................... 59
hình 2.8. Hình ảnh thiết bị của hệ thống gc ................................................................................. 60
hình 2.9. Hình ảnh của khối phổ .................................................................................................. 61
hình 2.10. Hình ảnh thiết bị của hệ thống gcms........................................................................... 62
Hình 3. 1 kết quả phân tích gcms mẫu nl.03-01. ......................................................................... 66
hình 3. 2 kết quả phân tích gcms mẫu nl.t04-15. ......................................................................... 66

hình 3.28 sản phẩm đỉnh thu được với thời gian thiết lập cân bằng t = 1,5 giờ........................... 97
hình 3.29 sản phẩm đỉnh thu được với thời gian thiết lập cân bằng t = 2 giờ.............................. 97
hình 3.30 sản phẩm đỉnh thu được với thời gian thiết lập cân bằng t = 2,5 giờ và 3 giờ............. 98
hình 3.31 quan hệ năng lượng cấp cho đáy tháp và lượng lỏng trên đỉnh tháp. .......................... 99
hình 3.32 quan hệ năng lượng cấp cho đáy tháp và lượng hơi tại bậc thứ 2 của tháp. .............. 100
hình 3.33 ảnh hưởng của duty đến nồng độ cα – pinene trong dòng sản phẩm đỉnh................. 101
hình 3.34 ảnh hưởng của duty đến nồng độ β – pinene trong dòng sản phẩm đỉnh .................. 102
hình 3.35 ảnh hưởng của duty đến nồng độ δ – 3 – carene. ....................................................... 103
hình 3.36 ảnh hưởng của duty đến nồng độ d-limonene trong dòng sản phẩm đỉnh. ................ 103
hình 3.37 ảnh hưởng của áp suất đến nhiệt độ sản phẩm đỉnh .................................................. 105
hình 3.38 một số hình ảnh mẫu lỏng ở đáy tháp trong quá trình xác định nhiệt độ đáy. ........... 109
hình 3.39 lượng sản phẩm (α – pinene ≥99%) thu được khi chỉ số hồi lưu thay đổi. ................ 111
hình 3. 40 biến thiên nồng độ α – pinenen khi chỉ số hồi lưu thay đổi. ..................................... 112
hình 3.41 ảnh hưởng của chỉ số hồi lưu đến biến thiên nồng độ β – pinene. ............................. 113
hình 3.42 ảnh hưởng của chỉ số hồi lưu đến biến thiên nồng độ δ – 3 – carene. ....................... 114
hình 3.43 ảnh hưởng của chỉ số hồi lưu đến biến thiên nồng độ d – limonene. ........................ 114
hình 3.44 biến thiên nồng độ δ – 3 – carene với chỉ số hồi lưu khác nhau ................................ 116
hình 3.45 biến thiên nồng độ β-pinene với chỉ số hồi lưu khác nhau ........................................ 117
hình 3.46 biến thiên nồng độ α-pinenen với chỉ số hồi lưu R = 5 ÷ 15. .................................... 117
hình 3.47 biến thiên nồng độ α-pinenen với chỉ số hồi lưu R = 20 ÷ 30. .................................. 118
hình 3.48 tỷ lệ thời gian chưng với chỉ số hồi lưu của cấu tử β – pinene. ................................. 119
hình 3.49 lượng lỏng α-pinene thực tế thu được với các chỉ số hồi lưu khác nhau. .................. 120
hình 3.50 lượng α-pinene 99% thực tế thu được với các chỉ số hồi lưu khác nhau. .................. 120
hình 3.51 tỷ lệ thời gian chưng với chỉ số hồi lưu của cấu tử α – pinene ≥99%........................ 121
hình 3.52 phương trình hệ số thời gian chưng của cấu tử α – pinene ≥99%. ............................ 122
hình 3.53 diễn biến nồng độ β – pinene tại R=10 khi áp dụng phương trình hệ số thời gian. ... 123
hình 3.54 diễn biến nồng độ β – pinene tại R=15 khi áp dụng phương trình hệ số thời gian. ... 123
hình 3.55 nồng độ các cấu tử biến thiên trong quá trình vận hành tháp. ................................... 125
hình 3. 56 lưu lượng lỏng chạy trong tháp theo thời gian vận hành. ........................................ 126
hình 3.57 khối lượng các phân đoạn thu được với phương án đề xuất. ..................................... 129

Bảng 3.12 các thông số chính của đệm ........................................................................................... 86
Bảng 3.13 bảng tổng hợp số liệu cơ bản để mô phỏng giai đoạn khởi động. ................................. 91
Bảng 3.14 kết quả thực nghiệm nhiệt độ đáy và đỉnh tháp chưng giai đoạn khởi động ................. 92
Bảng 3.15 thực nghiệm và mô phỏng nhiệt độ đáy tháp chưng...................................................... 93
Bảng 3.16 tổng hợp nghiên cứu thời gian giai đoạn khởi động ...................................................... 95
Bảng 3.17 trở lực của tháp đệm tương ứng với nhiệt độ đáy tháp. ............................................... 106
Bảng 3.18 năng lượng cấp cho đáy tháp tương ứng nhiệt độ đáy................................................. 106
Bảng 3.19 tổng hợp số liệu thí nghiệm gia nhiệt đáy. .................................................................. 108
Bảng 3.20 tổng hợp số liệu lấy tại bẫy lạnh. ................................................................................. 109
Bảng 3.21 bảng tổng hợp số liệu cơ bản để mô phỏng quá trình chưng. ...................................... 110
Bảng 3.22 bảng tổng hợp số liệu chưng ứng với chỉ số hồi lưu khác nhau. ................................. 115
Bảng 3.23 mối tương quan giữa Rmp và Rtn .................................................................................. 119
Bảng 3.24 đề xuất phương án vận hành tháp. ............................................................................... 124
Bảng 3.25 phương án vận hành tháp bán công nghiệp ................................................................. 127

viii


MỤC LỤC
CHƯƠNG1: TỔNG QUAN ......................................................................................................................... 3
Tổng quan về tinh dầu thông .............................................................................................3
1.1.1 Tinh dầu thông (Turpentine oil. CAS 8006-64-2) ......................................................3
1.1.2 Thành phần tinh dầu thông. ........................................................................................3
1.1.3 Tính chất cơ bản của các thành phần có trong tinh dầu thông ....................................7
1.1.4 Ứng dụng ....................................................................................................................9
Tình hình nghiên cứu phân tách tinh dầu thông trên thế giới..........................................12
1.2.1 Mô hình của tháp chưng luyện gián đoạn. ................................................................14
1.2.2 Mô phỏng quá trình chưng luyện gián đoạn. ............................................................24
1.2.3 Tháp chưng chân không loại đệm dùng để phân tách tinh dầu. ................................30
Tình hình nghiên cứu phân tách tinh dầu thông ở Việt Nam ..........................................39

3.4. Nghiên cứu thủy động lực học và năng lượng cấp cho hệ thống chưng tinh dầu ...........99
3.4.1. Mô phỏng ảnh hưởng của gia nhiệt đáy ...................................................................99
3.4.2 Trở lực của đệm tại điểm sặc ..................................................................................104
3.4.3. Trở lực của lớp đệm khi tháp làm việc ..................................................................104
3.4.4. Tối ưu hóa khoảng làm việc của tháp chưng chân không loại đệm .......................105
3.4.3. Thí nghiệm kiểm chứng năng lượng cấp cho đáy tháp ..........................................107
Tổng hợp số liệu cơ bản dùng để mô phỏng quá trình chưng..........................................110
3.5. Nghiên cứu và xác định chỉ số hồi lưu cho quá trình chưng .........................................111
3.5.1. Mô phỏng ảnh hưởng chỉ số hồi lưu đến nồng độ các cấu tử trong tháp chưng cất
chân không gián đoạn loại đệm cho hỗn hợp tinh dầu thông ..........................................111
3.5.2. Thực nghiệm thay đổi chỉ số hồi lưu với tháp chưng cất tinh dầu thông ..............115
3.6. Nghiên cứu và tối ưu hóa chế độ tách cho từng phân đoạn tinh dầu thông ..................124
3.6.1. Đề xuất phương án vận hành tháp .........................................................................124
3.6.2. Vận hành tháp bán công nghiệp .............................................................................126
3.6.3. Các giai đoạn trong quá trình chưng phân đoạn tinh dầu thông đạt giá trị thương
phẩm .................................................................................................................................127
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................................................... 131
NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN ............................................................................................. 133
TUYỂN TẬP CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN .................................... 134
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................................................... 135
PHỤ LỤC...................................................................................................................................................... 141


MỞ ĐẦU

Tính cấp thiết của luận án
Tinh dầu thông là loại nguyên liệu quan trọng trong dược phẩm, hóa mỹ phẩm và
một số ngành công nghiệp khác. Hiện nay, tinh dầu thông tinh khiết (hàm lượng cấu tử
chính α-pinene >99%) hoàn toàn nhập từ nước ngoài như Nhật, Mỹ, Ấn Độ... Trong khi đó
nước ta có nguồn nguyên liệu tinh dầu thông thô dồi dào do các công ty trong nước sản

được chế độ công nghệ thích hợp, tối ưu hóa được quá trình đem lại hiệu quả phân tách và
tinh chế cao cần thiết phải có được những nghiên cứu bài bản, có hệ thống.
Với sự phát triển của công nghệ thông tin và các kỹ thuật, giải thuật trong tính toán
mô phỏng cũng như việc áp dụng các phương pháp điều khiển tiên tiến, bài toán phân tách
và tinh chế tinh dầu thông đặt ra ở trên sẽ được giải quyết một cách cơ bản, đem lại hướng

1


đi mới cho công nghiệp chế biến và sản xuất tinh dầu thông nói riêng và cho các loại tinh
dầu khác nói chung.
Luận án tiến sĩ “Mô phỏng quá trình chưng chân không để tách phân đoạn tinh dầu
thông và ứng dụng” đặt ra trong giai đoạn này là cần thiết, góp phần vào cơ sở lý luận và
thực tiễn của công nghiệp chế biến tinh dầu thông, đem lại khả năng ứng dụng cao cho các
doanh nghiệp và giúp các doanh nghiệp có thể đưa ra được các sản phẩm có thể cạnh tranh
được trên thị trường.
Mục tiêu luận án, ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Mục tiêu của luận án đề ra là:
- Nghiên cứu xác định mô hình nhiệt động (mô hình cân bằng pha) cho hệ nhiều cấu
tử tinh dầu thông;
- Nghiên cứu mô phỏng và thực nghiệm quá trình phân tách, tinh chế hệ tinh dầu
thông bằng phương pháp chưng luyện gián đoạn ở áp suất thấp (chân không) nhằm
thu được sản phẩm có độ tinh khiết cao (hàm lượng α-pinene ≥99%) từ hỗn hợp dầu
thông thô.
- Nghiên cứu và đề xuất chiến lược vận hành hệ thống tháp chưng chân không gián
đoạn loại đệm từ kết quả nghiên cứu mô phỏng, qua đó xác định được các thông số
công nghệ thích hợp của quá trình.
Những điểm mới của luận án
1. Xác định được mô hình nhiệt động (cân bằng pha) phù hợp cho hệ tinh dầu thông
thô. Kiểm chứng mô hình với thực nghiệm.




Nhiệt độ sôi: 154°C ÷ 170°C



Nhiệt độ nóng chảy: -60°C đến -50°C



Tỷ trọng (ở 20°C): 0,854 ÷ 0,868
Tinh dầu thông không tan trong nước, tan

Hình 1.1 Tinh dầu thông.

được trong các dung môi không phân cực như
benzene, chloroform, ete, carbon disultife... có khả
năng hòa tan trong xăng và dầu hỏa.

1.1.2. Thành phần tinh dầu thông
Dưới đây là một số cấu tử chính trong hỗn hợp tinh dầu thông:
3


Tổng quan về tinh dầu thông



α – pinene / alpha – pinene:


Khối lượng riêng

864,3 kg/m3

Nhiệt độ sôi

156,1oC

Áp suất hơi(25oC)

4,75 mmHg

Nhiệt hóa hơi

37,83 kJ/mol

β – pinene / beta – pinene:


Danh pháp IUPAC: 2, 2, 6- Trimethylbicyclo(3.1.1)hept-2-ene



CAS: 127-91-3
Bảng 1. 2 Thuộc tính và cấu trúc của β – pinene
Thuộc tính




Tổng quan về tinh dầu thông



Danh pháp IUPAC: 1- methyl-4-(1-methylethenyl)-cyclohexene



CAS: 5989-27-5.
Bảng 1.3 Thuộc tính và cấu trúc của d – limonene.
Thuộc tính



Cấu trúc

Công thức phân tử

C10H16

Khối lượng phân tử

136,2 g/mol

Khối lượng riêng

847,4 kg/m3

Nhiệt độ sôi



136,2 g/mol

Khối lượng riêng

879 kg/m3

Nhiệt độ sôi

171,4oC

Tan trong nước

Không

Áp suất hơi(25oC)

1,816 mmHg

Nhiệt hóa hơi

39,10 kJ/mol

Camphene:


Danh pháp IUPAC: 2, 2-dimethyl-3-methylene- bicycle [2.2.1] heptane




Nhiệt độ sôi

1590C

Nhiệt hóa hơi

46,86 kJ/mol

α – thujene / alpha – thujene:


Danh pháp IUPAC: 1-isopropyl-4-methylbicyclo[3.1.0]hex-3-ene



CAS: 3917-48-4
Bảng 1.6 Thuộc tính và cấu trúc của α – thujene
Thuộc tính



Cấu trúc

Công thức phân tử

C10H16

Khối lượng phân tử

136,234 g/mol

Khối lượng phân tử

136,238g/mol

Phân loại

Hydrocarbon

Nhiệt độ sôi

1850C

Tùy thuộc vào vùng nguyên liệu, giống cây trồng và phương pháp sản xuất, thành
phần tinh dầu thông có hàm lượng khác nhau và luôn được xác định theo tiêu chuẩn quốc
tế DIN 53 248. Sau đây là thành phần tinh dầu thông ở một số quốc gia.

6


Tổng quan về tinh dầu thông

Bảng 1.8 Thành phần và tỉ trọng của tinh dầu thông ở một số quốc gia[9]
Xuất xứ
Hy Lạp

α-Pinene

Thành phần (% khối lượng)
β-Pinene
3-Carene

2 - 15

1-2

0-4

0,862 – 0,868

Trung Quốc

70 - 95

4 - 15

0-5

1-3

0,860 – 0,865

Bồ Đào Nha

70 - 85

10 - 20

-

1-4


20 - 26

-

1-5

0,860 – 0,871

Nga

40 - 75

4 - 15

0 - 20

0-5

0,855 – 0,865

Balan

40 - 70

2 - 15

0 - 25

1-5


5 - 20

45 - 70

-

0,850 – 0,865

Việt Nama

45 - 65

1-3

30 - 35

3-4

0,855 – 0,870

- : không xác định
a: theo nghiên cứu của tác giả

1.1.3. Tính chất cơ bản của các thành phần có trong tinh dầu thông
Tinh dầu thông là hợp chất hữu cơ thuộc hệ không bền nhiệt, nhiều cấu tử thành phần
dễ bị phân hủy, chuyển hóa hay trùng hợp ở nhiệt độ sôi dưới áp suất thường, nhất là khi
thời gian kéo dài.
Dưới tác động của nhiệt, cấu tử α – pinene bị chuyển hóa dần thành allocimen,
dipenten, do các phản ứng vòng hóa và trùng hợp của allocimen mà chuyển hóa thành β và
γ – pinene với một lượng nhỏ dime của allocimen. Dưới tác động của nhiệt, cấu tử β –

β – pinene

1
5

-

27
146

2.9

1
5

-

10
52

184.5

8.2

1
5

1
5



20

40

60

100

200

Điểm
400

760

hóa

chảy, 0C

Nhiệt độ, 0C

học

nóng

α – pinene

C10H16


C10H16

47,2 60,4

75,7

85,0

97,9

117,5 138,7 160,5

50

∆ – 3–carene

C10H16

-

-

-

d - limonene

C10H16

53,8 68,2


8


Tổng quan về tinh dầu thông

quyển, khi cấp nhiệt đun bay hơi hỗn hợp tinh dầu thông, cấu tử α – pinene có khả năng bị
nhiệt phân hủy, làm thất thoát một lượng α – pinene, cũng như thêm cấu tử khác. Chính vì
vậy, quá trình chưng cất chân không đã được chọn để tách cấu tử α-pinene tinh khiết từ
tinh dầu thông.

1.1.4. Ứng dụng
Tinh dầu thông được dùng trong công nghệ hóa chất dược liệu, mỹ phẩm và tổng hợp
nhiều loại chất thơm quý và nhiều ngành công nghiệp khác[6,22,26,44,52]. Cấu tử chính α –
pinene, β – pinene là nguyên liệu để tổng hợp được nhiều loại hợp chất quan trọng được sử
dụng để bào chế thuốc, hương liệu nhân tạo, chất khử mùi, chất tẩy uế, thuốc trừ sâu…
Cấu tử chính α – pinene, β – pinene có tác dụng kháng khuẩn rất tốt[64] nên được ứng
dụng vào việc chống nấm mốc hoặc sản xuất màng sinh học.

Hình 1.2 Hình ảnh một số sản phẩm dầu thông.

9


Tổng quan về tinh dầu thông

Bảng 1.11 Thành phần tinh dầu thông và các sản phẩm hạ nguồn[11]
Tinh dầu thông (Turpentine oil)

10




Công nghiệp xây dựng: nâng cao tính chất cơ học của đá xây dựng và các công trình
bằng bê tông.



Công nghiệp dầu mỏ: chế tạo chất bôi trơn đặc quánh.



Công nghiệp dệt: chế tạo các chất cắn màu dùng cho quá trình nhuộm



Công nghiệp khai khoáng: được sử dụng chủ yếu như chất tạo bọt trong tuyển nổi
đồng, quặng chì, kẽm.
Gần đây nhất, người ta đã tìm thấy cơ sở cho thấy dầu thông có thể thẩm thấu và hòa

tan sỏi trong thận của các bệnh nhân, giúp cho họ tán sỏi một cách an toàn và tự nhiên hơn
các phương pháp khác[45,51].
Việc sử dụng pinene làm nhiên liệu sinh học trong động cơ đánh lửa đã được khám
phá[57]. Nguyên liệu này đã được chứng minh là có giá trị gia nhiệt tương đương với nhiên
liệu tên lửa JP-10[61]

11


Tình hình nghiên cứu phân tách tinh dầu thông trên thế giới


bằng phương pháp chưng cất gián đoạn, khi đó tinh dầu có độ tinh khiết rất cao.

12


Tình hình nghiên cứu phân tách tinh dầu thông trên thế giới

Trong hàng thế kỷ, phương pháp chưng gián đoạn gần như không thay đổi. Các cải
tiến hầu như chỉ là làm lạnh tốt hơn hay tăng kích thước nồi đun bay hơi. Chưng luyện gián
đoạn ngày càng trở lên quan trọng cùng với quá trình mở rộng của ngành công nghiệp
dược phẩm với những sản phẩm hàm lượng nhỏ nhưng giá trị gia tăng lớn. Những hóa chất
đặc biệt này chiếm khoảng 15% sản lượng hóa chất toàn cầu với khoảng 1500 tỷ đô mỗi
năm[47,48]. Trong công nghiệp dược phẩm, các sản phẩm phải được sản xuất với một công
thức nhất định với các hợp chất khác nhau, và theo từng giai đoạn (phản ứng, phân tách,
kết tinh…), các quá trình này tiến hành lần lượt. Chính vì vậy, thiết bị chưng luyện gián
đoạn tỏ ra phù hợp hơn so với các quá trình liên tục. Chưng luyện gián đoạn có ưu thế đối
với quy mô sản xuất vừa và nhỏ. Ưu điểm chính của phương pháp chưng luyện gián đoạn
so với phương pháp chưng luyện liên tục là ở sự đa năng của hệ thống. Với cùng một hệ
thống thiết bị, từ một hỗn hợp đầu có thể thu được các sản phẩm khác nhau chỉ đơn giản
bằng cách thay đổi chỉ số hồi lưu hoặc áp suất hệ thống. Các cấu tử này được tách thành
công ở dạng tinh khiết được chứa trong các bình đựng sản phẩm theo thứ tự hệ số bay hơi
tương đối giảm dần vào các thời điểm thích hợp[11].

Hình 1.3 Sơ đồ và thiết bị chưng gián đoạn
Mặc dù chưng cất là một trong những phương pháp dễ hiểu và được nghiên cứu rất
nhiều trong công nghiệp hóa chất, nhưng quá trình chưng luyện gián đoạn vẫn là lĩnh vực
nghiên cứu thú vị và còn nhiều bài toán cần giải bởi những nguyên nhân sau:

13