MÔN HỌC
NGUYÊN LÝ HÓA CÔNG NGHIỆP
30 tiết (15 LT + 7,5 BT + 7,5 TH)
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. J.P. MOULIN, Génie des procédés, tập 1 & 2, Technip, 1999.
2. Đỗ Văn Đài - Nguyễn Trọng Khuôn - Trần Quang Thảo - Võ Thị Ngọc Tươi
- Trần Xoa, Cơ sở các quá trình và thiết bị công nghệ hóa học, Tập 1 & 2,
Nhà xuất bản Đại Học và Trung học chuyên nghiệp
3. P. TRAMBOUZE - H. VAN LANDEGHEM - J.P. WAUQUIER, Les
réacteurs chimiques, Technip, 1984.
4. Vũ Bá Minh, Kỹ thuật phản ứng, Trường Đại Học Bách Khoa TP. Hồ Chí
Minh, 1999.
5. R.E TREYBAL, Mass transfer operations, 1980.
Nguyên lý hóa công nghiệp 2
NỘI DUNG MÔN HỌC
Lý thuyết và bài tập
Chương I: Mở đầu
Chương II: Chưng luyện
Chương III: Trích ly
Chương IV: Thiết bị phản ứng – Bài tập áp dụng
Chương V: Thiết bị trao đổi nhiệt
Thực hành
Vận dụng phần mềm PROII để mô phỏng một số sơ đồ trong công
nghiệp hóa học
Nguyên lý hóa công nghiệp 3
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU................................................................................................................. 5
1.1. PHÂN
LOẠI
CÁC
QUÁ
TRÌNH
TRONG
CÔNG
NGHỆ
HÓA
HỌC........................... 5
1.2. NHỮNG
KIẾN
THỨC
CƠ
BẢN
CỦA
QUÁ
TRÌNH
CHUYỂN
KHỐI......................... 6
1.2.1. Định nghĩa..................................................................................................................... 6
1.2.2. Phân loại....................................................................................................................... 6
CHƯƠNG 2: CHƯNG LUYỆN................................................................................................... 7
2.1. ĐỊNH
NGHĨA
CHƯNG .................................................................................................. 7
2.2. PHÂN
LOẠI
CÁC
PHƯƠNG
PHÁP
CHƯNG............................................................... 7
2.3. PHÂN
LOẠI
HỖN
HỢP
HAI
CẤU
TỬ.......................................................................... 8
2.4. CÂN
BẰNG
LỎNG
HƠI
CỦA
HỖN
HỢP
2
CẤU
TỬ................................................... 9
2.4.3. Giản đồ đẳng nhiệt P-x-y .............................................................................................. 9
2.4.4. Giản đồ đẳng áp T-x-y................................................................................................. 10
2.4.5. Giản đồ phần mol x-y .................................................................................................. 11
2.5. THÁP
CHƯNG
LUYỆN............................................................................................... 12
2.5.1. Nguyên tắc hoạt động.................................................................................................. 12
2.5.2. Thiết bị ngưng tụ đỉnh tháp (Condenser) .................................................................... 13
2.5.3. Thiết bị đun sôi đáy tháp (Reboiler)............................................................................ 14
2.5.4. Cân bằng vật chất........................................................................................................ 16
2.5.5. Xác định chỉ số hồi lưu r
f
và số đĩa lý thuyết tối thiểu N
min
......................................... 17
2.5.6. Xác định số đĩa thực tế N
TT
.......................................................................................... 19
THỰC HÀNH
VẬN DỤNG PHẦN MỀM PROII ĐỂ MÔ PHỎNG MỘT SỐ SƠ ĐỒ TRONG CÔNG
NGHIỆP HÓA HỌC
I- GIớI THIệU TổNG QUAN ..................................................................................................... 21
1-
M
ụC ĐÍCH
,
VAI TRÒ CủA THIếT Kế MÔ PHỏNG
........................................................................... 21
2-
C
ÁC PHầN MềM MÔ PHỏNG TRONG CÔNG NGHệ HÓA HọC
.......................................................... 22
II- PHầN MềM PRO/II ............................................................................................................... 22
1-
L
ĨNH VựC Sử DụNG
................................................................................................................... 22
2-
Q
UÁ TRÌNH MÔ PHỏNG BằNG PHầN MềM
PRO/II....................................................................... 23
III- LÝ THUYếT NHIệT ĐộNG HọC........................................................................................ 24
IV- CƠ Sở LựA CHọN MÔ HÌNH NHIệT ĐộNG.................................................................... 25
V- CÁC PHầN CƠ BảN CủA PROII......................................................................................... 28
1-
G
IAO DIệN CủA
PROII-
Q
UI ƯớC BAN ĐầU
............................................................................... 28
2- Cửa sổ PRO/II................................................................................................................... 29
VI- CÁC THAO TÁC THƯờNG DÙNG TRONG MÔ PHỏNG BằNG PRO/II ........................ 30
1-
M
ở MộT CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỏNG MớI
(O
PENING A
N
EW
S
IMULATION
)................................ 30
2-
M
ở MộT CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỏNG ĐÃ CÓ
(O
PENING AN
E
XISTING
S
IMULATION
).................. 30
3-
G
HI MộT FILE MÔ PHỏNG ĐANG HIệN HÀNH
(S
AVING THE
C
URRENT
S
IMULATION
).................. 30
a- Ghi một file mô phỏng đang hiện hành............................................................................. 30
b- Ghi một file mô phỏng với một tên khác ........................................................................... 31
4-
X
ÓA MộT CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỏNG
(D
ELETING A
S
IMULATION
)........................................... 31
5-
S
AO CHÉP MộT CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỏNG
(C
OPY A
S
IMULATION
).......................................... 31
Nguyên lý hóa công nghiệp 4
6-
T
HAY ĐổI DạNG ĐƯờNG VIềN CÁC DÒNG
(M
ODIFYING THE
F
LOWSHEET
S
TREAM
B
ORDER
S
TYLE
)........................................................................................................................................ 32
7-
H
IểN THị TÍNH CHấT CủA DÒNG TRÊN SƠ Đồ MÔ PHỏNG
............................................................ 32
8-
S
ử DụNG
F
LASH
H
OT
-K
EY
T
OOL
............................................................................................ 33
9-
X
UấT MộT SƠ Đồ MÔ PHỏNG RA CửA Sổ LƯU TRữ TạM
(E
XPORTING THE
PFD
TO THE
W
INDOWS
C
LIPBOARD
)............................................................................................................................... 34
10-
N
HậP MộT FILE
PRO/II
CÓ SẳN
(I
MPORTING A
PRO/II
K
EYWORD
I
NPUT
F
ILE
)...................... 34
11-
X
ÁC ĐịNH CÁC TÍNH CHấT Về CÂN BằNG LỏNG
-
HƠI CủA CÁC Hệ
2
CấU Tử
(D
ISPLAY
BVLE).. 34
VII- BÀI TẬP ÁP DỤNG............................................................................................................ 36
B
ÀI TOÁN
1:
M
Ô PHỏNG SƠ Đồ CÔNG NGHệ CủA PHÂN XƯởNG TÁCH
M
ÉTHANE
........................... 36
B
ÀI TOÁN
2:
M
Ô PHỏNG THIếT Bị TÁCH KHÍ
-
LỏNG
...................................................................... 38
B
ÀI TOÁN
3:
T
ÍNH NHIệT Độ SÔI CủA MộT HỗN HợP HAI PHA ở MộT ÁP SUấT NHấT ĐịNH
.................. 39
B
ÀI TOÁN
4:
M
Ô PHỏNG THÁP TÁCH PROPANE
............................................................................ 40
B
ÀI TOÁN
5:
X
ÁC ĐịNH ĐĨA NạP LIệU TốI ƯU CHO THÁP TÁCH PROPANE BằNG CÔNG Cụ
O
PTIMISER
................................................................................................................................................... 42
B
ÀI TOÁN
6:
X
ÁC ĐịNH Số ĐĨA LÝ THUYếT TốI THIểU VÀ CHỉ Số HồI LƯU TốI THIểU CHO THÁP TÁCH
PROPANE BằNG PHƯƠNG PHÁP SHORTCUT
................................................................................... 44
CHƯƠNG 3: TRÍCH LY ........................................................................................................... 46
3.1. N
GUYÊN TắC
................................................................................................................... 46
3.2. S
Ơ Đồ
.............................................................................................................................. 46
3.3. Ứ
NG DụNG
...................................................................................................................... 46
CHƯƠNG 4: THIẾT BỊ PHẢN ỨNG....................................................................................... 47
4.1. ĐẠI
CƯƠNG................................................................................................................. 47
4.1.1. PHÂN LOẠI THIẾT BỊ PHẢN ỨNG........................................................................... 47
a- Theo pha của hệ................................................................................................................ 47
b- Điều kiện tiến hành quá trình............................................................................................ 47
c- Theo điều kiện thủy động................................................................................................... 47
4.1.2. PHÂN LOẠI CÁC THIẾT BỊ PHẢN ỨNG THEO PHƯƠNG THỨC LÀM VIỆC...... 48
a- Thiết bị phản ứng gián đoạn :........................................................................................... 48
b- Thiết bị phản ứng liên tục : ............................................................................................... 49
c- Thiết bị phản ứng bán liên tục : ........................................................................................ 50
4.1.3. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ THIẾT BỊ PHẢN ỨNG.......................................................... 50
4.2. CÂN
BẰNG
VẬT
CHẤT
VÀ
CÂN
BẰNG
NHIỆT
TỔNG
QUÁT ............................. 51
4.2.4. Cân bằng vật chất........................................................................................................ 51
4.2.5. Cân bằng nhiệt............................................................................................................ 51
4.3. MÔ
TẢ
MỘT
SỐ
DẠNG
THIẾT
BỊ
PHẢN
ỨNG
ĐỒNG
THỂ
CƠ
BẢN.................... 52
Thiết bị phản ứng liên tục...................................................................................................... 52
a- Thiết bị phản ứng dạng ống :............................................................................................ 52
b- Thiết bị phản ứng dạng khuấy trộn lý tưởng..................................................................... 55
c- Thiết bị phản ứng nhiều ngăn (étagé) ............................................................................... 59
4.4. ÁP
DỤNG
PHƯƠNG
TRÌNH
THIẾT
KẾ..................................................................... 60
4.4.7. SO SÁNH CÁC THIẾT BỊ PHẢN ỨNG ĐƠN............................................................. 60
4.4.8. HỆ NHIỀU THIẾT BỊ PHẢN ỨNG............................................................................. 67
Nguyên lý hóa công nghiệp 5
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1. PHÂN LOẠI CÁC QUÁ TRÌNH TRONG CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
Nhìn chung các quá trình trong công nghệ hóa học được phân thành 4 loại sau:
1. Các quá trình cơ học: gồm các quá trình: đập, nghiền, sàng, … các vật liệu
rắn.
2. Các quá trình thuỷ lực: nghiên cứu về:
− Các định luật về thủy tĩnh, thủy động, chuyển động của chất lỏng, chất khí.
− Các thiết bị vận chuyển khí, lỏng (bơm, quạt, máy nén, …)
− Các phương pháp và thiết bị phân riêng các hệ khí, lỏng không đồng nhất (lắng,
lọc, ly tâm, …)
3. Các quá trình nhiệt: nghiên cứu về:
− Các định luật về truyền nhiệt (dẫn nhiệt, cấp nhiệt, bức xạ nhiệt, …)
− Các quá trình và thiết bị trao đổi nhiệt (đun nóng, làm nguội, ngưng tụ, cô đặc)
− Các quá trình làm lạnh.
4. Các quá trình chuyển khối: nghiên cứu về:
− Các định luật về sự di chuyển vật chất giữa các pha với nhau
− Các thiết bị chuyển khối (chưng luyện, hấp thụ, hấp phụ, sấy, trích ly, kết tinh,
…)