Bài t p v Thi t b trao đ i nhi t và Tháp ch ng c tậ ề ế ị ổ ệ ư ấ
1. Gi i thi u v nguyên li uớ ệ ề ệ
Phân đo n khí thu đ c t quá trình FCC r t giàu olefin nh etylene, propylene,ạ ượ ừ ấ ư
butene… Dùng c u t nCấ ử 6 thay th cho phân đo n Condensate ( 20- 50ế ạ 0C).
Nguyên li u đ c n p nhi t đ T= 40ệ ượ ạ ở ệ ộ 0C, áp su t 18kg/cmấ2g.
Đ xác đ nh tr ng thái nhi t c a nguyên li u ta tính nhi t đ đi m sôi c a nguyênể ị ạ ệ ủ ệ ệ ộ ể ủ
li u v i các c u t đ c tr ng cho thành ph n c a nguyên li u d a trên ph ng trìnhệ ớ ấ ử ặ ư ầ ủ ệ ự ươ
Raoult Ki=yi/xi ta tính đ c k t qu nh b ng sau: ượ ế ả ư ả
T = 56oC
P = (18 kg/cm2g) xi = ZiKiyi = Ki*xi
C20.0150 2.85 0.042750
C30.1395 1.08 0.150660
C3= 0.4834 1.28 0.618752
iC40.2537 0.55 0.139535
nC40.1003 0.44 0.044132
nC60.0081 0.067 0.000543
T ngổ1.0000 0.996372
V y nhi t đ đi m sôi c a nguyên li u là 56ậ ệ ộ ể ủ ệ oC trong khi đó nguyên li u đ c n pệ ượ ạ
vào nhi t đ 40ở ệ ộ oC. Do đó, tr ng thái t n t i c a nguyên li u là l ng quá l nh vì v y taạ ồ ạ ủ ệ ỏ ạ ậ
s d ng thêm thi t b trao đ i nhi t đ nâng nhi t đ c a nguyên lên nhi t đ đi m sôiử ụ ế ị ổ ệ ể ệ ộ ủ ệ ộ ể
tr c khi đi vào tháp ch ng c t.ướ ư ấ
2. Các tiêu chu n k thu t c a quá trình ch ng c tẩ ỷ ậ ủ ư ấ
Nhi t đ đáy tháp < 105ệ ộ oC vì trong nguyên li u t n t i hàm l ng olefin l n đ h nệ ồ ạ ượ ớ ể ạ
ch các ph n ng trùng h p t o polymer gây t c ngh n đ ng ng, gi m hi u qu traoế ả ứ ợ ạ ắ ẽ ườ ố ả ệ ả
đ i nhi t, chi phí năng l ng l n… do đó trong quá trình mô ph ng ta ch n nhi t đ đáyổ ệ ượ ớ ỏ ọ ệ ộ
tháp nh h n 105ỏ ơ oC đ đ m b o vi c v n hành tháp ch ng c t.ể ả ả ệ ậ ư ấ
Hi u su t thu h i c a Cệ ấ ồ ủ 3= là 99% vì c u t Cấ ử 3= có giá tr kinh t cao h n nhi u so v iị ế ơ ề ớ
c u t Cấ ử 3. Vi c thu h i c u t Cệ ồ ấ ử 3= đ c đ a qua phân x ng propylene đ s n xu t h tượ ư ưở ể ả ấ ạ
polypropylene do đó ph i thu h i tri t đ Cả ồ ệ ể 3= đ đ m b o tính kinh t .ể ả ả ế
Hi u su t thu h i Cệ ấ ồ 4 s n ph m đáy là 99% t c là l u l ng các c u t t iCở ả ẩ ứ ư ượ ấ ử ừ 4 đ nế
1,3BD đáy so v i phân đo n Cở ớ ạ 4 trong nguyên li u là 99%.ệ
3. Các b c ti n hànhướ ế
3.1. Xây d ng tháp ch ng c tự ư ấ
3.1.1. Xác đ nh áp su t làm vi c c a thápị ấ ệ ủ
D a vào thành ph n và l u l ng c a nguyên li u.ự ầ ư ượ ủ ệ
Xem quá trình phân tách là lý t ng.ưở
L p ớ07H5 Page 1
Ch n nhi t đ đáy là T = 102ọ ệ ộ oC ta có s đ mô ph ng đ nh và đáy tháp nh sau:ơ ồ ỏ ỉ ư
Ta có b ng k t qu mô ph ng đ nh: ả ế ả ỏ ỉ
Ta có b ng k t qu mô ph ng đáy tháp là: ả ế ả ỏ
V y ta có áp su t đáy tháp là 17.35 kg/cmậ ấ 2g và nhi t đ bình h i l u là 44.43ệ ộ ồ ư oC.
3.1.2. Tính toán shortcut
Thông th ng t n th t áp su t trên m i đĩa ườ ổ ấ ấ ỗ ∆P = 5÷15 (mbar) ta ch n ọ∆P = 10 (mbar).
Thông th ng t n th t áp su t đ nh là ườ ổ ấ ấ ỉ ∆Pđ = 0.2÷0.6 (bar) ta ch n ọ∆Pđ = 0.4 (bar).
Ta có s đ mô ph ng shortcut nh sau:ơ ồ ỏ ư
Ta có k t qu mô ph ng nh sau:ế ả ỏ ư
L p ớ07H5 Page 3
Ta có : Rmin = 2.01575.
Nmin = 13.46 (đĩa).
Ch n Rop = 2*Rọmin → Rop = 2*2.01575 = 4.031 do đó Nop = 20 (đĩa).
B ng cân b ng v t ch t nh sau :ả ằ ậ ấ ư
3.1.3. Mô ph ng tháp ch ng c tỏ ư ấ
Nguyên li u vào tr ng thái l ng quá l nh ph i nâng nhi t đ lên b ng nhi t đ sôiệ ở ạ ỏ ạ ả ệ ộ ằ ệ ộ
ta s d ng 1 thi t b trao đ i nhi t.ử ụ ế ị ổ ệ
S d ng 1 van giãn n đ gi m áp van này là van đi u khi n l u l ng qua thápử ụ ở ể ả ề ể ư ượ
ch ng c t. Có th đ t tr c ho c sau thi t b trao đ i nhi t, tr ng h p này ta đ tư ấ ể ặ ướ ặ ế ị ổ ệ ở ườ ợ ặ
sau thi t b trao đ i nhi t đ gi tr l c l n n u đ t tr c thì s làm gi m hi u quế ị ổ ệ ể ữ ở ự ớ ế ặ ướ ẽ ả ệ ả
quá trình trao đ i nhi t trong thi t b gia nhi t vì sau đi qua van s t o ra h n h p cânổ ệ ế ị ệ ẽ ạ ỗ ợ
b ng l ng – h i.ằ ỏ ơ
Ta có s đ mô ph ng tháp ch ng c t nh sau :ơ ồ ỏ ư ấ ư
L p ớ07H5 Page 5