3.3. Cân bằng vật chất. 3.3.1. Nồng độ phần mol của Ethanol trong tháp.
Từ bảng số liệu 3.1 ta xây dựng được đồ thị t-x,y cho hệ Ethanol – water.
Đồ thị 3.1: đồ thị t-x,y hệ Ethanol – water ở 3.4bar.
Do ta chọn trạng thái nhập liệu vào tháp chưng cất là trạng thái lỏng sôi nên từ đồ thị 3.1 trên, tại ta nội suy ra nhiệt độ tháp chưng cất là 
Nội suy theo phụ lục 3, ta được:  kg/m3.
Nội suy theo phụ lục 4, ta được:  kg/m3.
Suy ra khối lượng riêng của hỗn hợp khi nhập liệu vào tháp theo công thức I.2- tr 5- [10].
 (3.1)
 kg/m3.
Ta có:  (kg/kmol)
Nên:  (kmol/h)
3.3.2. Suất lượng mol của các dòng.
Phương trình cân bằng vật chất cho toàn tháp, theo công thức 3.12-tr 143-[12]:
 (3.2)
Thế các giá trị vào ta được hệ phương trình sau:
 
Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp tại đỉnh và đáy là:
 (kg/kmol)
 (kg/kmol)
Suy ra:
 kg/h
 kg/h
3.3.3. Phương trình đường làm việc cho đoạn chưng và đoạn luyện.
Từ bảng 3.1 ta xây dựng đồ thì cân bằng pha của hệ Ethanol – water ở áp suất 3.4 bar.
Đồ thị 3.2: Đồ thị x-y hệ Ethanol – water ở 3,4 bar.
Với nội suy được 
Tỉ số hồi lưu ngoại tháp tối thiểu theo công thức 3.32- tr 154- [12]:
 (3.3)
Dùng thuật toán pascal (xem phụ lục 1), xác định chỉ số hồi lưu từ điều kiện thể tích tháp nhỏ nhất ( không tính đến các chỉ tiêu kinh tế vận hành). Thiết lập quan hệ giữa chỉ số hồi lưu và thể tích của tháp  , sử dụng vòng lặp với  , so sánh kết quả theo phụ lục 2, ta tìm được giá trị tỉ số hồi lưu ngoại tháp thích hợp:
Phương trình đường làm việc của phần chưng theo công thức 3.19b- tr 145- [12]:
 (3.4)
Mặt khác theo công thức 3.13b- tr 143- [12]:
 (3.5)
Thay số vào phương trình 3-4 ta có phương trình đường làm việc của đoạn chưng:
 (3.6)
Phương trình đường làm việc của phần luyện theo công thức 3.17- tr 144- [12]:
 (3.7)
Thay số được:  (3.8)
Từ các đường làm việc trên, ta dựng đồ thị đường làm việc tính số đĩa lý thuyết. Qua việc vẽ số bậc thay đổi nồng độ của từng đoạn chưng và đoạn luyện, ta thu được kết quả ( Đồ thị 3.3):
Số đĩa lý thuyết đoạn luyện: 16
Số đĩa lý thuyết đoạn chưng: 5
Đồ thị 3.3a: Đồ thị xác định số đĩa lý thuyết
Đồ thị 3.3b: Đồ thị xác định số lý thuyết ( phóng to x=0,6 ÷ 0,9)
Bảng cân bằng pha tại các đĩa theo số đĩa lý thuyết.
|
x
|
y
|
T
|
Luyện
|
y=0.760914x+0.205038
|
D
|
0.857594
|
0.866608
|
385.26
|
1
|
0.846005
|
0.857594
|
385.29
|
2
|
0.834435
|
0.848776
|
385.32
|
3
|
0.822655
|
0.839972
|
385.35
|
4
|
0.810431
|
0.831008
|
385.39
|
5
|
0.797464
|
0.821707
|
385.44
|
6
|
0.783434
|
0.811840
|
385.50
|
7
|
0.767941
|
0.801165
|
385.57
|
8
|
0.750437
|
0.789375
|
385.66
|
9
|
0.730158
|
0.776056
|
385.76
|
10
|
0.705997
|
0.760626
|
385.90
|
11
|
0.676290
|
0.742242
|
386.11
|
12
|
0.638356
|
0.719637
|
386.38
|
13
|
0.587632
|
0.690772
|
386.80
|
14
|
0.515705
|
0.652176
|
387.48
|
15
|
0.405987
|
0.597446
|
388.74
|
16
|
0.236255
|
0.513960
|
391.36
|
Chưng
|
y=1.613257x-0.0001
|
F 16
|
0.240673
|
0.516380
|
391.28
|
17
|
0.240673
|
0.388170
|
391.28
|
18
|
0.091256
|
0.147121
|
396.44
|
19
|
0.017662
|
0.028395
|
405.88
|
20
|
0.003041
|
0.004809
|
409.98
|
B 21
|
0.000515
|
0.000734
|
410.78
|
Поделитесь с Вашими друзьями: | 
