Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống chưng cất ethanol với công suất 100000 m


Quy trình công nghệ hệ thống chưng cất ethanol



tải về 0.56 Mb.
trang6/14
Chuyển đổi dữ liệu06.11.2017
Kích0.56 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14

2.4. Quy trình công nghệ hệ thống chưng cất ethanol.


Ethanol là một chất lỏng tan vô hạn trong nước, nhiệt độ sôi là 78,30C ở 760mmHg, nhiệt độ sôi của nước là 1000C ở 760mmHg: hơi cách biệt khá xa nên phương pháp hiệu quả để thu ethanol có độ tinh khiết cao là phương pháp chưng cất.

Trong trường hợp này, ta không thể sử dụng phương pháp cô đặc vì các cấu tử đều có khả năng bay hơi, và không sử dụng phương pháp trích ly cũng như phương pháp hấp thụ do phải đưa vào một cấu tử mới để tách, sẽ làm cho quá trình phức tạp hơn hay quá trình tách không được hoàn toàn.



Sơ đồ quy trình công nghệ chưng cất hệ ethanolnước:



Thuyết minh quy trình công nghệ:

Mục đích của phân xưởng chưng cất là phân tách ethanol ra khỏi giấm chín (dịch sau lên men) và nâng nồng độ ethanol trong sản phẩm lên 95%tt.

Phân xưởng chưng cất được thiết kế theo tiêu chí sử dụng năng lượng tiết kiệm nhất. Các thiết bị chính của phân xưởng chưng cất bao gồm:


  • 02 tháp cất thô: 01 tháp C-4101 hoạt động ở áp suất thường (tháp thô 1), 01 tháp C-4102 hoạt động ở áp suất chân không (tháp thô 2);

  • 01 tháp cất tinh C-4201 hoạt động ở áp suất dư (tháp tinh).

Điều kiện vận hành của phân xưởng chưng cất:

Thông số

Tháp thô 1

Tháp thô 2

Tháp tinh

Áp suất (bar)

0.97

0.21

3.4

Nhiệt độ (oC)

89.5

53.7

112.3

Giấm chín trước khi vào tháp thô được gia nhiệt sơ bộ ở chuổi thiết bị thu hồi nhiệt. Nhiệt độ giấm chín đi vào tháp thô 1 đạt khoảng 88oC và nhiệt độ giấm chín đi vào tháp thô 2 đạt khoảng 75oC.

Trong tháp cất thô, cồn được tách ra khỏi giấm chín qua các khay của tháp, được thiết kế chống cáu cặn có trong dịch bia bám trên bề mặt. Sản phẩm đáy của các tháp thô là dịch hèm được thu gom về Stillage Tank để chuẩn bị cho quá trình lắng gạn và sản suất DDFS.

Hỗn hợp ethanol - nước thoát từ đỉnh các tháp thô được ngưng tụ và đưa vào phần giữa tháp tinh. Sản phẩm đáy của tháp tinh chủ yếu là nước được đưa về thùng hòa bột. Hơi ethanol thoát ra ở đỉnh tháp cất tinh có nồng độ khoảng 95% tt (ethanol bán luyện) được ngưng tụ và cấp vào hệ thống tách nước bằng rây phân tử.

Năng lượng cung cấp cho các tháp được cung cấp bởi các bộ gia nhiệt lắp ở đáy tháp. Tác nhân gia nhiệt của tháp cất thô 2 là hơi bốc từ đỉnh tháp cất thô 1. Tác nhân gia nhiệt của tháp cất thô 1 là hơi bốc từ đỉnh tháp tinh. Tác nhân gia nhiệt cho tháp cất tinh là hơi bão hòa từ phân xưởng lò hơi-phát điện.



CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ THÁP CHƯNG LUYỆN

3.1. Các thông số ban đầu.


  • Năng suất nhập liệu:

  • Nồng độ nhập liệu:

  • Nồng độ sản phẩm đỉnh:

  • Nồng độ sản phẩm đáy:

  • Khối lượng phân tử của Ethanol: , của nước

  • Nhiệt độ nhập liệu:

  • Nhiệt độ sản phẩm đỉnh sau khi làm nguội:

  • Nhiệt độ sản phẩm đáy sau khi làm nguội:

  • Trạng thái nhập liệu là trạng thái hơi.

  • Các kí hiệu:

  • suất lượng nhập liệu tính theo kg/h, kmol/h.

  • suất lượng sản phẩm đáy tính theo kg/h, kmol/h.

  • suất lượng sản phẩm đỉnh tính theo kg/h, kmol/h.

  • L : suất lượng dòng hoàn lưu, kmol/h.

  • nồng độ phần mol, phần khối lượng của cấu tử i.

3.2. Cân bằng pha lỏng – hơi hệ Ethanol – water ở áp suất làm việc.


Áp suất làm việc:

Sử dụng phần mềm DDBST 2006, tra cứu được bảng số liệu cân bằng lỏng – hơi hệ Ethanol – water ở áp suất 3.4 bar:



STT

X

Y

T[K]

STT

X

Y

T[K]

1

0.00000

0.00000

410.94

51

0.50001

0.64407

387.65

2

0.01000

0.09336

407.80

52

0.51001

0.64922

387.54

3

0.02000

0.16353

405.30

53

0.52001

0.65441

387.44

4

0.03000

0.21780

403.28

54

0.53001

0.65965

387.34

5

0.04000

0.26081

401.62

55

0.54001

0.66493

387.24

6

0.05000

0.29561

400.24

56

0.55001

0.67026

387.15

7

0.06000

0.32429

399.08

57

0.56001

0.67564

387.05

8

0.07000

0.34830

398.10

58

0.57001

0.68107

386.96

9

0.08000

0.36869

397.25

59

0.58001

0.68655

386.87

10

0.09000

0.38625

396.52

60

0.59001

0.69209

386.78

11

0.10000

0.40154

395.88

61

0.60001

0.69767

386.69

12

0.11000

0.41501

395.32

62

0.61001

0.70332

386.61

13

0.12000

0.42700

394.82

63

0.62001

0.70902

386.53

14

0.13000

0.43778

394.37

64

0.63001

0.71478

386.44

15

0.14000

0.44756

393.97

65

0.64001

0.72060

386.37

16

0.15000

0.45650

393.60

66

0.65001

0.72648

386.29

17

0.16000

0.46476

393.27

67

0.66001

0.73242

386.22

18

0.17000

0.47243

392.96

68

0.67001

0.73843

386.15

19

0.18000

0.47962

392.67

69

0.68001

0.74450

386.08

20

0.19000

0.48640

392.41

70

0.69001

0.75065

386.01

21

0.20000

0.49283

392.16

71

0.70001

0.75686

385.94

22

0.21000

0.49896

391.92

72

0.71001

0.76315

385.88

23

0.22000

0.50485

391.70

73

0.72001

0.76951

385.82

24

0.23000

0.51052

391.49

74

0.73001

0.77596

385.76

25

0.24000

0.51602

391.29

75

0.74001

0.78248

385.71

26

0.25000

0.52137

391.10

76

0.75001

0.78909

385.66

27

0.26000

0.52660

390.91

77

0.76001

0.79578

385.61

28

0.27000

0.53172

390.73

78

0.77001

0.80257

385.56

29

0.28000

0.53675

390.56

79

0.78001

0.80945

385.51

30

0.29000

0.54171

390.39

80

0.79001

0.81643

385.47

31

0.30000

0.54662

390.23

81

0.80001

0.82351

385.43

32

0.31000

0.55148

390.07

82

0.81001

0.83070

385.39

33

0.32000

0.55630

389.92

83

0.82001

0.83801

385.36

34

0.33000

0.56110

389.77

84

0.83001

0.84543

385.33

35

0.34000

0.56589

389.63

85

0.84001

0.85299

385.30

36

0.35000

0.57066

389.48

86

0.85001

0.86067

385.28

37

0.36000

0.57543

389.34

87

0.86001

0.86850

385.26

38

0.37000

0.58019

389.21

88

0.87002

0.87648

385.24

39

0.38000

0.58497

389.07

89

0.88002

0.88462

385.22

40

0.39000

0.58976

388.94

90

0.89002

0.89292

385.21

41

0.40000

0.59456

388.81

91

0.90002

0.90141

385.21

42

0.41000

0.59938

388.69

(Azeo)92

0.91002

0.91010

385.20

43

0.42000

0.60422

388.56

93

0.92002

0.91899

385.21

44

0.43000

0.60909

388.44

94

0.93002

0.92811

385.21

45

0.44000

0.61399

388.32

95

0.94002

0.93747

385.22

46

0.45000

0.61891

388.20

96

0.95002

0.94709

385.24

47

0.46000

0.62387

388.09

97

0.96002

0.95700

385.26

48

0.47000

0.62886

387.98

98

0.97002

0.96721

385.29

49

0.48000

0.63389

387.87

99

0.98002

0.97776

385.32

50

0.49000

0.63896

387.76

100

0.99002

0.98868

385.36













101

1.00002

1.00000

385.41

Bảng 3.1: Cân bằng pha lỏng – hơi hệ Ethanol – water ở 3,4 bar.



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14


Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©tieuluan.info 2019
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương