Download miễn phí Đồ án Thu hồi benzen thô từ khí cốc theo phương pháp nhận 2 benzen
An toàn lao động có vai trò vô cùng quan trọng trong các ngành công nghiệp. Nói chung trong bất kỳ đơn vị sản xuất nào cũng chú trọng đến việc an toàn lao động. Bỡi an toàn lao động có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong quá trình sản xuất. Công tác bảo hộ lao động tốt thì trong sản xuất có thể duy trì sức lao động của con người, sử dụng được tối đa công suất máy móc điều này làm tăng năng suất lao động.
An toàn lao động giúp cho công nhân yên tâm với công việc của mình, nhất là trong các công việc nguy hiểm đe dọa tính mạng con người thì công tác phòng hộ an toàn lao động càng phải được quan tâm. Công tác an toàn lao động có đảm bảo thì công nhân mới an tâm và năng suất lao động mới tăng.
Hiện nay khi các ngành công nghiệp đang phát triển, nhất là các ngành công nghệ hoá học, các thiết bị máy móc hiện đại được áp dụng triệt để, các dây chuyền công nghệ đều được cơ khí hoá, tự động hoá, với sự phát triển kỹ thuật hiện đại như ngày nay thì an toàn lao động càng là nhu cầu cấp thiết nếu không có công tác bảo đảm an toàn lao động thì khi có sự cố xảy ra sẽ gây hậu quả không lường.
http://s1.liketly.com/flash/edoc/web-viewer.html?file=jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-demo-2016-02-05-do_an_thu_hoi_benzen_tho_tu_khi_coc_theo_phuong_phap_nhan_2_fFFv572ptK.png /tai-lieu/do-an-thu-hoi-benzen-tho-tu-khi-coc-theo-phuong-phap-nhan-2-benzen-87540/ Để tải tài liệu này, vui lòng Trả lời bài viết, Mods sẽ gửi Link download cho bạn ngay qua hòm tin nhắn. Ket-noi - Kho tài liệu miễn phí lớn nhất của bạn
Ai cần tài liệu gì mà không tìm thấy ở Ket-noi, đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
, g/m3
P2: áp suất khí ra khỏi tháp benzen, mmHg (P2 = 825 mmHg)
Md: trọng lượng phân tử của dầu hấp thụ (Md = 170)
Pd: áp suất hơi của hydro cacbon benzen trong dầu đi vào, mmHg
Để tính toán ta lấy thành phần benzen là:
Benzen: 73%
Toluen: 21%
Xylen: 5%
Sonven: 1%
Để thuận tiện cho việc tính toán ta giả thuyết thành phần của hydro cacbon benzen trong dầu đã khử benzen bằng thành phần của benzen nhận được.
áp suất hơi bão hoà của các cấu tử của benzen thô ở 300C là:
PBenzen = 118,4 mmHg [ III – XIII – 289 ]
PToluen = 39,5 mmHg [ III – XIII – 289 ]
PXylen = 23,52 mmHg [ III – XIII – 289 ]
PSonven = 5,0 mmHg [ III – XIII – 289 ]
Khối lượng phân tử trung bình của benzen thô là:
MTB =
Số mol của các cấu tử của benzen thô:
XBenzen =
XToluen =
XXylen =
XSonven =
áp suất hơi bão hoà của hydro cacbon benzen ở 300C là:
Pb = SXi.Pi
Thay giá trị Xi, Pi vào ta có:
Pb = 0,777.118,4 + 0,189.39,5 + 0,039.23,52 + 0,007.5
Pb = 100,4 mmHg
Thay giá trị Pb, Md, a2, P2 vào biểu thức (1) ta được:
C1max = , %
Hàm lượng thực tế của hydro cacbon benzen trong dầu C1 có thể nhỏ hơn hàm lượng cân bằng để tạo ra động lực hấp thụ phía trên của tháp và được tính theo công thức:
C1 =
Trong đó:
n: là hệ số chuyển dịch cân bằng, n= 1,1á1,2. Ta chọn n = 1,2
Khi đó: C1= , %
Hàm lượng cực đại của hydro cacbon benzen ở trong dầu đi ra khỏi tháp benzen được xác định theo công thức sau:
C2max = (2)
Thay gía trị của a1, Md, Pb vào (2) ta được:
C2max = , %
Hàm lượng thực tế của hydro cacbon benzen trong dầu đi ra là:
C2 =
n: hệ số chuyển dịch cân bằng phía dưới tháp hấp thụ benzen. Lấy n = 1,5
C2 = , %
Lượng dầu tối thiểu được xác định theo phương trình sau:
Lmin = , kg/h
Với G: lượng hydro cacbon benzen được hấp thụ, kg/h
Thay giá trị G, C2max, C1 vào biểu thức trên ta có:
Lmin = , kg/h
Lượng dầu thực tế: (L)
L = , kg/h
Thay giá trị của G, C2, C1 vào biểu thức trên ta có:
L = , kg/h
Tính cho 1m3 khí khô là:
, kg
Khi đó lượng hydro cacbon benzen trong dầu vào là:
, kg/h
Thay giá trị L, C1 vào biểu thức trên ta được:
, kg/h
Lượng benzen trong dầu đi ra là:
, kg/h
Thay giá trị L, C2 vào biểu thức trên ta được:
, kg/h
Lượng hydro cacbon benzen được hấp thụ là:
2191 – 170 = 2021, kg/h
Bảng 4: Cân bằng vật chất của tháp hấp thụ
Cấu tử
Lượng vào, kg/h
Lượng ra, kg/h
Khí cốc
37319
35298
Dầu hấp thu
100064
100064
Lượng hydro cacbon benzen
170
2191
Tổng cộng
137553
137553
Xác định bề mặt hấp thụ kích thước tháp hấp thụ
1. Đường kính tháp hấp thụ:
Ta chọn đệm gỗ có các kích thước như sau:
Chiều dày thanh đệm: a = 0,01m
Khoảng cách giữa các thanh đệm: b = 0,02m
Chiều cao thanh đệm: c = 0,1m
Tốc độ tới hạn của khí cốc ra ở nhiệt độ và áp suất ra được xác định theo phương trình:
v = 2,32. (3)
Trong đó:
Z: độ nhớt của khí, CP
dtd: đường kính tương đương của đệm, m (dtd = 2.b)
r: mật độ khí ra, kg/m3( tính ở điều kiện nhiệt độ và áp suất khí ra)
Nhiệt độ khí ra: t = 300C = 3030K
áp suất khí ra: P = 825mmHg
Ta có: Z = 0,0127CP
Trong đó:
M2: trọng lượng khí cốc ra, kg/h
V2: thể tích khí cốc ra, m3/h
Thay các giá trị M2, V2 vào ta được:
kg/m3
Đường kính tương đương của đệm dtd = 2.b = 2.0,02 = 0,04m
Thay các giá trị Z, dtd, r vào biểu thức (3) ta có:
v = 2,32.m/s
Bề mặt ướt cần thiết của đệm xác định theo công thức sau:
Sư = , m2
Trong đó:
v: vận tốc tới hạn, m/s
V: thể tích thực tế của khí ra khỏi tháp hấp thụ, m3/h
Tính ở điều kiện nhiệt độ và áp suất khí ra ta có:
V = VR ., m3/h
Với: VR là thể tích khí ra khỏi tháp, m3/h
Thay vào ta có:
V = m3/h
Khi đó:
Sư = m2
Tiết diện chung của đệm của tháp:
Schung = , m2
Thay số a, b, Sư vào ta có:
Schung = m2
Đường kính của tháp hấp thụ
D = , m
Thay giá trị Schung, p vào ta có:
D =
2. Xác định bề mặt hấp thụ
Bề mặt hấp thụ được xác định theo công thức sau:
F = , m2
Trong đó:
G: lượng benzen hấp thụ được, kg/h
K: hệ số hấp thụ, kg/m2.h.mmHg
DPTB: động lực hấp thụ trung bình, mmHg
Động lực hấp thụ DP phải tính riêng ở phần trên và phần dưới của tháp.
- Động lực hấp thụ ở phần trên của tháp hấp thụ: DP2
Trong đó:
: là áp suất riêng phần của hydrocacbon benzen trong khí ra, mmHg
MB: phân tử lượng trung bình của hydrocacbon benzen
mmHg
: áp suất hơi của hydrocacbon benzen ở trên dầu vào, mmHg
Thay giá trị C1, Md, Pb, MB vào biểu thức trên ta có:
mmHg
Vậy DP2 =
= 0,42 – 0,35 = 0,07 mmHg
- Động lực hấp thụ ở phần dưới của tháp hấp thụ benzen: DP1
Trong đó:
: là áp suất riêng phần của hydrocacbon benzen trong khí vào, mmHg
Thay giá trị a1, P1, MB vào biểu thức ta có:
mmHg
: áp suất hơi của hydrocacbon benzen trên dầu đi ra, mmHg
Pb: áp suất hơi bão hoà của hydro cacbon benzen ở 300C
Thay giá trị C2, Md, Pb, MB vào biểu thức trên ta có:
mmHg
mmHg
Vậy mmHg
Tính hệ số hấp thụ: K
K = , Kg/m2.h.mmHg
Trong đó:
Kk: hệ số chuyển khối khi hấp thụ qua màng khí, kg/m2.h.mmHg
- Xác định chuẩn số Nuk:
Với:
C: chiều dày thanh đệm, m (c = 0,1)
dtd: đường kính tương đương của đệm, m (dtd = 0,04)
Chuẩn số Rek được xác định theo công thức:
Trong đó:
v: vận tốc khí qua tháp,m/s
Z: độ nhớt của khí (Z = 0,0127 Cp)
Thay giá trị v, dtd, Z, r vào biểu thức ta có:
- Xác định chuẩn số Prk:
Chuẩn số Prk được xác định bỡi công thức sau:
Trong đó:
gk: độ nhớt động học của khí ở điều kiện trung bình, m2/s
Mật độ của khí vào
, kg/m3
Trong đó:
M1: lượng khí vào, kg/h
V1: thể tích khí vào, m3/h
V1= m3/h
kg/m3
Mật độ của khí ra
Trong đó:
M2: lượng khí ra, kg/h
V2: thể tích khí ra, m3/h
V2 =m3/h
kg/m3
Mật độ trung bình của khí: r0
kg/m3
Mật độ khí tính ở điều kiện thực tế:
, kg/m3
Thay giá trị PTB, TTB, r0 ta có:
kg/m3
Vậy: m2/s
Hệ số khuyếch tán của hydrocacbon benzen trong khí cốc ở điều kiện tiêu chuẩn:
Trong đó:
Mk: phân tử lượng của khí cốc
Mk = r.22,4 = 0,487.22,4 = 11
Vậy m2/s
Hệ số khuyếch tán ở điều kiện thực tế tức nhiệt độ trung bình và áp suất trung bình của khí vào và ra:
Thay giá trị PTB, TTB, vào ta có:
m2/s
Khi đó:
Chuẩn số Nuk sẽ là:
Thay số ta có:
Khi đó: Kk = m/s
Chuyển đổi đơn vị của Kk từ m/s sang kg/m2.h.mmHg:
kg/m2.h.mmHg
- Tính hệ số chuyển khối hấp thụ qua màng lỏng: Kd
,m/h
Tính Nud: ( Chuẩn số Nuychxen đối với dầu)
(1)
Với: c là chiều cao thanh đệm, m
Tính Red:
(2)
Trong đó:
qd: mật độ tưới của dầu, m3/m.h
nd: độ nhớt động học của dầu, m2/h
Đại lượng qd được xác định theo phương trình:
(3)
L: lượng dầu hấp thụ vào, kg/h
rd: mật độ dầu hấp thụ, kg/m3 (rd = 1055)
U: chu vi của dầu trong một vòng đệm, m
U = 2.l
l: chiều dài thanh đệm trong một vòng đệm, m
l = , m
Thay giá trị Schung, Sư , a vào biểu thức trên ta có:
l = m
Khi đó: U = 2.l = 2.660 = 1320 m
Thay giá trị U, L, rd vào biểu thức (3) ta có:
m3/m.h
Độ nhớt động lực học của dầu ở 300C là 16,5 Cp, tính chuyển thành độ nhớt động học: (nd)
Thay giá trị Zd, rd vào ta có:
m2/s hay 5630,4.10-5 m2/h
Thay qd, nd vào (2) ta có:
Tính Prd: chuẩn số Prăng đối với dầu hấp thụ được xác định theo công thức sau: (4)
Trong đó:
Dd: hệ số khuyếch tán của hydrocacbon benzen trong dầu hấp thụ ở 300C
Dd = 0,14.10-6 m2/h
Thay giá trị nd, Dd vào (4) ta có:
Thay giá trị Red, Prd, dtd, c vào (1) ta có:
Thay giá trị Nud, Dd, dt d ta tính được Kd
m/h
Chuyển đổi đơn vị Kd từ m/h sang kg/m2.h.mmHg
,kg/m2.h.mmHg
H: hằng số henry, mmHg.m3/kg
áp suất hydrocacbon benzen trong dầu vào
Pd = H1.x1
x1: hàm lượng hydrocacbon benzen trong dầu vào, kg/m3
x1 = kg/m3
Pd = 0,35 mmHg (tính ở phần trước)
H1 = mmHg.m3/kg
áp suất hydrocacbon benzen trong dầu ra
x2: hàm lượng hydrocacbon benzen trong dầu ra, kg/m3
kg/m3
= 4,5 mmHg
mmHg
Ta có H = H1 = H2 = 0,195 mmHg
kg/m2.h.mmHg
Thay giá trị Kk, Kd vào ta tính được K:
kg/m2.h.mmHg
Bề mặt hấp thụ cần thiết:
F = m2
3. Tính chiều cao tháp hấp thụ:
Bề mặt một vòng đệm f, m2
f = U.c
U: chu vi chảy của chất lỏng trong 1 vòng đệm, m
U = 1320 m
c: chiều cao thanh đệm, m (c = 0,1)
f = 1320.0,1 = 132 m2
Số vòng đệm cần thiết:
vòng
Chọn n = 690 vòng
Vì ta có 3 tháp hấp thụ nên số vòng đệm trong mỗi tháp là:
vòng
Ta chia tháp ra 10 ngăn đệm nên số vòng đệm mỗi ngăn là:
vòng
Khoảng cách giữa các ngăn là: 0,5 m
Chiều cao 1 vòng đệm là: 0,12 m
Khoảng cách từ mặt trên đệm đến nắp và từ mặt dưới đệm đến đáy là: 5 m
Vậy chiều cao tháp hấp thụ là:
10.(23.0,12) + (0,5.9) + 5 = 37,1m
Ta chọn chiều cao tháp hấp thụ là: 38 m
Cột chưng benzen
Cân bằng vật chất phần dưới của cột
Pha lỏng từ thiết bị đun nóng dầu đi vào phần dưới của cột chưng có thành phần như sau:
Thành phần
Kg/h
Dầu hấp thu
100064
Benzen
1599
Toluen
460
Xylen
110
Sonven
22
Tổng cộng
102255
Mức độ chưng của các cấu tử ở phần dưới của cột phụ thuộc vào nhiều yếu tố: áp suất hơi của các cấu tử và nhiệt độ đun nóng dầu, áp suất trong cột, số đĩa, lượng hơi nước đưa vào trong cột. Sự liên quan gi...
