1. Tính đường kính tháp

Đường kính của tháp chưng cất được tính theo chế độ hơi và chế độ lỏng, trong

hai đường kính tính được theo hai chế độ trên ta sẽ chọn đường kính lớn hơn làm

đường kính tháp. Nhưng do trong tháp chưng cất thể tích hơi luôn lớn hơn thể tích

lỏng nên đường kính theo chế độ hơi cũng lớn hơn đường kính tính theo chế độ lỏng.

Vì vậy, ta chỉ cần tính đường kính tháp theo hai chế độ hơi và đó chính là đường kính

tháp chưng cất.

Đường kính tháp chưng cất được xác định theo công thức:

D = √ 4 .Sπ (m) [47, 58 - 5]

S =

VVmax cho phÐp (m2)

Vmax cho phÐp =C⋅√ d LdV− 1

(m/s) [48, 58 - 5]

Trong đó:

V: lưu lượng hơi lớn nhất, m3/s

Vmax: tốc độ chuyển động lớn nhất cho phép của hơi, m/s

dL : tỷ trọng của sản phẩm ở trạng thái lỏng.

dV: tỷ trọng của sản phẩm ở trạng thái hơi.

S: tiết diện tháp (m2)

Như vậy để xác định được đường kính của tháp ta lần lượt xác định các đại

lượng có liên quan.

Chọn khoảng cách giữa hai đĩa là 0,75 m (750 mm) và độ đóng thuỷ lực là

2,5. Theo biểu đồ [46, 78 -5] ta tìm được hệ số C = 0,06.

Mặt khác ta có tỷ trọng của sản phẩm lỏng lấy theo tỷ trọng của sản phẩm

trắng có lưu lượng lớn nhất. Vì xăng là sản phẩm trắng có lưu lượng lớn nhất

nên dL lấy theo tỷ trọng của xăng ở nhiệt độ đỉnh (140oC)

Ta có: = 0,747 [theo tài liệu Các sản phẩm dầu mỏ và hoá dầu].

Suy ra, =0,640[]

Tỷ trọng của sản phẩm ở trạng thái hơi được xác định theo công thức:

dV = [5]

Trong đó:

: phân tử trọng trung bình

P: áp suất trên đĩa đầu tiên (at) P = 1140mmHg = 1,5 at

R: hằng số khí R = 0,082 (L.at/g.0C)

T: nhiệt độ (0K).

= [5]

=

Trong đó: mx: số mol naphta (xăng)lấy ra

mx = 884,49 kmol/h

Mx: phân tử lượng trung bình của xăng

Mx= 150,95 g/mol

mhl: số mol hồi lưu trên đỉnh tháp

mhl = 3851,64 kmol/h

mhm: số mol hơi nước dùng cho quá trình

mhm = 433,7 kmol/h

Mhn = khối lượng phân tử của nước

Mhn = 18

Đối với naphta:

kcal/kg

kcal/kg

kcal/kg

I = - =148,941-14,550 = 134,391 kcal/kg

=

= 142,8

Vậy tỷ trọng của sản phẩm ở trạng thái hơi là:

dV = = = 6,32 (kg/m3)

Từ đó ta có tốc độ chuyển động lớn nhất cho phép của hơi là:

Vmax cho phép = = 0,06 x = 0,6 (m/s)

Lượng hồi lưu lớn nhất:

V = [5]

Trong đó:

[5]

=

n = 6988

Suy ra lưu lượng hơi lớn nhất:

V = = = 157770 (m3/h) = 43,82 (m3/s)

Suy ra tiết diện tháp:

S = = 73,04 (m2)

Vậy đường kính tháp chưng là:

D = = = 9,65 (m)

Quy chuẩn D = 10 (m)

Vậy đường kính của tháp là 10 m.

Tính chiều cao tháp:

Chiều cao của tháp cất được xác định theo công thức:

H = (N 2).h + 2a + b (m) [51, 59 - 5]

Trong đó:

H: chiều cao toàn tháp, m

h : khoảng cách giữa 2 đĩa (chọn h = 800 mm)

N: số đĩa trong tháp, N = 48 đĩa

a : chiều cao ở đỉnh tháp chọn bằng chiều cao đáy tháp

Chọn a = 3 m [85-5]

b: chiều cao vùng nạp liệu

Chọn b = 1,5 m [85-5]

Vậy chiều cao của tháp chưng cất là:

H = (48-2)x0,8 + 2x3 + 1,5 = 44,3 m

Tính số chóp và đường kính chóp

Trong quá trình chưng cất thường tổng tiết diện của ống hơi chiếm khoảng

10% so với tổng tiết diện của tháp, chọn đường kính ống hơi d h = 250 mm khi đó

số chóp trên đĩa được xác định theo công thức:

n = 0,1 x = 0,1x = 148,99 (chóp) [II.236 - 6]

Chọn n= 210 (chóp)

Đường kính chóp trên đĩa:

dch = (II.236 - 6)

: bề dày chóp, thường lất = 2÷3 mm (II.236 - 6)

dch = = 360 (mm)

Khoảng cách từ mặt đĩa đến chân chóp chọn bằng 25 mm. [236-6]

Chiều cao chóp trên ống hơi bằng:

0,25.dh = 0,25 250 = 62,5 (mm)

Quy chuẩn: h = 65 mm.

Khoảng cách từ chân ống chảy chuyền đến đĩa là 150 mm.

Đường kính ống chảy chuyền: dch = 600 mm.

Đường kính ống nạp liệu: Dnl = 1,2 m (1 ống)

Đường kính ống hồi lưu đỉnh: Dđỉnh = 0,8 m (1 ống)

Đường kính ống hồi H. naphta: DH.naphta = 0,8 m (1 ống)

Đường kính ống hồi lưu kerosen: Dkerosen = 0,8 m (1 ống)

Đường kính ống hồi lưu gazoil: Dgazoil = 0,8 m (1 ống)

Đường kính ống dẫn sản phẩm đỉnh: Dd.đỉnh = 1,4 m (1 ống)

Đường kính ống dẫn sản phẩm đáy: Dd.đáy = 1,4 m (1 ống).