bài giảng: CHƯNG CẤT

Căn cứ vào mức độ hoà tan ta có thể chia dung dịch hai cấu tử thành các loại sau:Chất lỏng hoàn toàn hoà tan vào nhau theo bất cứ tỉ lệ nào.Chất lỏng hoà tan một phần vào nhau.Chất lỏng không hoà tan vào nhau.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
bài giảng: CHƯNG CẤT CHƯƠNG 3CHƯNG CẤT 1 I. Khái quát Chưng là phương pháp dùng để tách các hỗnhợp chất lỏng cũng như các hỗn hợp khí lỏngthành các cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay hơikhác nhau của các cấu tử trong hỗn hợp 2 các phương pháp chưng– Chưng đơn giản– Chưng bằng hơi nước trực tiếp– Chưng chân không– Chưng cất 31. PHÂN LOẠI HỖN HỢP HAI CẤU TỬ Căn cứ vào mức độ hoà tan ta có thể chiadung dịch hai cấu tử thành các loại sau: – Chất lỏng hoàn toàn hoà tan vào nhau theo bất cứ tỉ lệ nào. – Chất lỏng hoà tan một phần vào nhau. – Chất lỏng không hoà tan vào nhau. 4 Xét hỗn hợp gồm hai cấu tử A và B. theođịnh luật Rauolt ta có áp suất riêng phần củacác cấu tử là: PA = PbhA.xA PB = PbhB.xB = PbhB.(1 – xA) Áp suất tổng P = PA + PB = PbhA.xA + PbhB.(1 – xA) 5O M t4 t3 t2 N t1 D S x5 x3 x x4 x2 1 Hình 3 .3 B ieã d ieã q uaùt rình chö ng caá u n t 6 2. CHƯNG ĐƠN GIẢN. 1 Nguyên tắc và sơ đồ chưng đơn giản, đồthị txy. Ptb t Cn C XW XP XD 7 Chưng đơn giản được ứng dụng cho nhữngtrường hợp sau: •Khi nhiệt độ sôi của hai cấu tử khác nhauxa: •Khi không đòi hỏi sản phẩm có độ tinhkhiết cao. •Tách hỗn hợp lỏng ra khỏi tạp chất khôngbay hơi. •Tách sơ bộ hỗn hợp nhiều cấu tử. 8 Tính toán quá trình chưng đơn giản. Phương trình cân bằng vật chất cho toàn bộquá trình là: F =W + D x F F = xW W + x D D 9 3. CHƯNG CẤT 3.1. Nguyên tắc làm việc của tháp. Hơi đi dưới lên qua các lỗ của đĩa, chất lỏngchảy từ trên xuống dưới theo các ống chảychuyền. Nồng độ các cấu tử thay đổi theo chiều caocủa tháp, nhiệt độ sôi cũng thay đổi tương ứngvới sự thay đổi nồng độ. 10 10 Trên mỗi đĩa xảy ra quá trình chuyển khốigiữa pha lỏng và pha hơi. Do đó một phần cấu tử dễ bay hơi chuyển từpha lỏng vào pha hơi và một phần ít hơnchuyển từ pha hơi vào pha lỏng. Quá trình chưng cất được thực hiện trongthiết bị lọai tháp làm vịêc liên tục hay giánđọan. 11 11 3.2. Chưng cất liên tục 3.2.1 Sơ đồ hệ thống thiết bị chưng cấtliên tục. 12 12 Phương trình cân bằng cho toàn tháp. F =W+D F.xF = W.xW + D.xD Trong đó: F, W, D - suất lượng nhập liệu, sảnphẩm đáy và đỉnh, kmol/h xF, xW, xD - phần mol của cấu tử dễ bayhơi trong nhập liệu, sản phẩm đáy và đỉnh. 13 13Phương trình đường nồng độ làm việc của đọan cất.Giả thuyết: – Số mol của pha hơi đi từ dưới lên bằng nhau trong tất cả tiết diện của tháp. – Hỗn hợp đầu vào tháp ở nhiệt độ sôi. – Chất lỏng trong thiết bị ngưng có thành phần bằng thành phần hơi ra khỏi đỉnh tháp. – Đun sôi ở đáy tháp bằng hơi đốt gián tiếp. – Số mol chất lỏng không đổi theo chiều cao của đọan cất và chưng. 14 14 Phương trình: xD R y= x+ R +1 R +1Với Gx R= là chỉ số hồi lưu của tháp D Gx- lượng lỏng được hồi lưu, kmol/h 15 15Phương trình đường nồng độ làm việc của đọan chưng. L+R L −1 y= x− xW R +1 R +1 Với F L= lượng hỗn hợp nhập liệu so với sản Dphẩm đỉnh. 16 16 Xác định chỉ số hồi lưu RxChỉ số hồi lưu tối thiểu xD − y * =* F R x min yF − xFChỉ số hồi lưu: R = b.Rmin 17 17 Xác định số mâm lý thuyết Các bước xác định: 1.Xác định chỉ số hồi lưu 2.Xác định các đường làm việc. 3.Xác định đường cân bằng. 4.Vẽ đồ thị đường làm việc và đường cânbằng. 5.Vẽ số bậc thang thay đổi nồng độ. 6.Số bậc thang là số mâm lý thuyết. 18 183. Cân bằng nhiệt lượng của quá trình chưng cất 19 19Cân bằng nhiệt lượng cho thiết bị gia nhiệt nhập liệu 20 20 ...