BAI TINH TOAN THAM KHAO nuoc-axit-axetic

TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM, QUÁ TRÌNH

TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM

- Axit axetic còn gọi là etanoic, là một axit hữu cơ, có công thức phân tử là

- Là một chất lỏng không màu, có mùi thơm đặc trưng, vị chua, tỉ trọng so với nước ở trạng thái lỏng 1,049kg/cm 3 ở 20 0 C và ở trạng thái rắn 1,226kg/cm 3

- Khi hạ nhiệt độ xuống thì đông đặc thành một khối tinh thể có tnc = 16,5 0 C; ts 118,1 0 C.

- Tan vô hạn trong nước, rượu và ete theo bất kì tỉ lệ nào.

- Là 1 axit yếu, hằng số phân ly nhiệt động học của nó là Ka= 1,75 * 10 -5 ở 25 0 C; pKa = 4,76.

- Tính ăn mòn kim loại:

+ Axit axetic ăn mòn sắt.

Nhôm có khả năng bị ăn mòn bởi axit loãng, nhưng lại kháng tốt với axit axetic đặc và thuần khiết Trong khi đó, đồng và chì dễ bị ăn mòn khi có sự hiện diện của không khí.

+ Thiếc và một số loại thép nikel – crom đề kháng tốt đối với axit axetic. b Điều chế

- Oxy hóa có xúc tác đối với cồn etylic để biến thành andehit axetic, là một giai đoạn trung gian.

Sự oxy hóa kéo dài sẽ tiếp tục oxy hóa andehit axetic thành axit axetic.

•Oxy hóa andehit axetic được tạo thành bằng cách tổng hợp từ axetylen

Sự oxy hóa andehit axetic được thực hiện bằng cách sử dụng khí trời và coban axetat, với nhiệt độ khoảng 80°C để ngăn ngừa sự hình thành peoxit Hiệu suất đạt được từ 95% đến 98% so với lý thuyết, điều này dễ dàng đạt được sau khi axit axetic được tinh thể hóa.

CH3CHO + 2O2 coban axetat ở 80 0 C CH3COOH

•Tổng hợp từ cồn metylic và cacbon oxit

Hiệu suất có thể đạt được 50% - 60% so với lý thuyết bằng cách ổn định cacbon oxit trên cồn metylic qua xúc tác.

Nhiệt độ từ 200 – 500 0 C, áp suất 100 – 200 atm.

CH3CHO + CO → CH3COOH c Ứng dụng

Axit axetic là nguyên liệu quan trọng trong sản xuất nhiều sản phẩm khác nhau, được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như công nghiệp nặng, y tế, dược phẩm và giao thông vận tải.

Vì nó là một loại axit rẻ tiền nhất.

- Axit axetic là một trong những ứng dụng quan trọng trong các loại axit hữu cơ.

Nguồn tiêu thụ chủ yếu:

+ Làm giấm ăn ( chứa 4,5% axit axetic ).

+ Làm đông đặc nhựa mủ cao su.

+Làm chất dẻo sợi celluloza acetat – làm phim ảnh không nhạy lửa.

+ Làm chất kết dính polyvinyl acetat.

+ Làm phẩm màu, dược phẩm, nước hoa tổng hợp.

- Trong điều kiện thường: nước là chất lỏng không màu, không mùi, không vị.

- Khi hóa rắn nó có thể tồn tại ở 5 dạng tinh thể khác nhau.

Khối lượng phân tử: 18g/mol

Khối lượng riêng d4 oC: 1g/ml

• Nước là dung môi tốt nhờ vào tính lưỡng cực:

+ Các hợp chất phân cực hoặc có tính ion như axit, rượu và muối đều dễ tan trong nước.

+ Tính hòa tan của nước nó đóng vai trò quan trọng trong sinh học vì có nhiều phản ứng hóa sinh chỉ xảy ra trong dung dịch nước.

Nước đã được sử dụng trong ngành công nghiệp từ lâu như một nguồn nhiên liệu quan trọng Nó không chỉ đóng vai trò là chất trao đổi nhiệt mà còn là dung môi thiết yếu trong kỹ thuật hóa học.

3 Hỗn hợp nước – axit axetic

Ta có bảng: Thành phần lỏng (x) – hơi (y) và nhiệt độ sôi của hỗn hợp nước – axit acetic ở 760 mmHg.

Từ bảng số liệu ta vẽ đường cân bằng trên đồ thị x-y và đồ thị t-x,y.

Hình 2.1: Đồ thị t – x,y của hỗn hợp Nước – Axit acetic

Hình 2.2: Đồ thị cân bằng lỏng hơi cửa hỗn hợp Nước và Axit axetic

QUÁ TRÌNH CHƯNG CẤT

- Chưng là phương pháp tách hỗn hợp chất lỏng dựa trên nhiệt độ bay hơi của chúng.

Chưng và cô đặc là hai quá trình khác nhau trong hóa học Trong quá trình chưng, tất cả các cấu tử đều bay hơi, trong khi đó, trong cô đặc, chỉ có dung môi bay hơi, còn chất tan không bị bay hơi.

- Sản phẩm của quá trình chưng tuy chưa đạt tinh khiết tuyệt đối, nhưng nồng độ của nó khá cao.

- Khi chưng cất ta thu được nhiều sản phẩm và thường hệ có bao nhiêu cấu tử thì ta sẽ thu được bấy nhiêu sản phẩm:

•Đối với hệ 2 cấu tử: Nước – Axit axetic:

+ Sản phẩm đỉnh chủ yếu là nước và một ít axit axetic.

+ Sản phẩm đáy chủ yếu là axit axetic và một ít nước.

2 Các phương pháp chưng cất

Các phương pháp chưng cất được phân loại dựa theo:

+ Chưng cất ở áp suất thấp.

+ Chưng cất ở áp suất thường.

+ Chưng cất ở áp suất cao.

Nguyên tắc cơ bản trong quá trình tách các cấu tử là dựa vào nhiệt độ sôi của chúng Khi nhiệt độ sôi của các cấu tử quá cao, cần giảm áp suất làm việc để hạ thấp nhiệt độ sôi, từ đó tối ưu hóa hiệu quả tách biệt.

Phương pháp cấp nhiệt ở đáy tháp:

+ Cấp nhiệt trực tiếp bằng hơi nước: thường được áp dụng trường hợp chất được tách không tan trong nước.

+ Cấp nhiệt gián tiếp bằng hơi nước: áp dụng đối với trường hợp chất được tách tan vào trong nước.

+ Chưng liên tục là quá trình được thực hiện liên tục, nghịch dòng, và nhiều đoạn. + Chưng gián đoạn: phương pháp này sử dụng trong các trường hợp:

•Nhiệt độ sôi của các cấu tử khác xa nhau.

•Không đòi hỏi sản phẩm có độ tinh khiết cao.

•Tách hỗn hợp lỏng ra khỏi tạp chất không bay hơi.

•Tách sơ bộ nhiều cấu tử. Đối với hệ Nước – Axit axetic ta dùng phương pháp chưng luyện liên tục để tách hệ này.

Trong sản xuất, các tháp chưng đều có điểm chung là cần có diện tích bề mặt tiếp xúc giữa các pha lớn Yếu tố này phụ thuộc vào mức độ phân tán của các cấu tử trong quá trình chưng cất.

Kích thước của tháp, bao gồm đường kính và chiều cao, phụ thuộc vào suất lượng của pha lỏng và pha khí, cũng như độ tinh khiết của sản phẩm.

- Các loại tháp thường dùng trong công nghiệp:

+ Tháp chưng cất dùng mâm xuyên lỗ hoặc mâm đĩa tưới.

+ Tháp chưng cất dùng mâm chóp.

+ Tháp đệm: tháp chưng cất dùng vật chêm.

Tháp mâm là một cấu trúc tháp hình trụ, đứng thẳng với các mâm được gắn bên trong, có cấu tạo đa dạng Trên các mâm này, pha lỏng và pha hơi sẽ tiếp xúc với nhau, tạo điều kiện cho quá trình trao đổi nhiệt và chất diễn ra hiệu quả Tùy thuộc vào thiết kế của từng đĩa mâm, hiệu suất của tháp sẽ khác nhau.

Tháp mâm chóp là một thiết bị quan trọng trong quá trình xử lý khí, được thiết kế với các chóp hình tròn hoặc các hình dạng khác, xung quanh có rãnh để khí có thể lưu thông Ngoài ra, tháp còn có ống chảy chuyền hình tròn, giúp tối ưu hóa hiệu suất trong quá trình trao đổi chất.

Tháp mâm xuyên lỗ là một thiết bị có mâm với nhiều lỗ hoặc rãnh có đường kính từ 3 đến 12mm, được bố trí trên các đỉnh tam giác Khoảng cách giữa các lỗ dao động từ 2,5 đến 5 lần đường kính của lỗ.

Tháp đệm là một cấu trúc hình trụ được tạo thành từ nhiều đoạn nối với nhau bằng mặt bích hoặc hàn Vật chêm được đưa vào tháp thông qua hai phương pháp chính: xếp ngẫu nhiên hoặc xếp theo thứ tự.

Bảng 1: So sánh ưu và nhược điểm của các loại tháp

Tháp đệm Tháp mâm xuyên lỗ Tháp chóp Ưu điểm

- Cấu tạo khá đơn giản.

- Trở lực thấp - Chế tạo đơn giản

- Trở lực thấp hơn tháp chóp, ít tốn kim loại hơn tháp chóp

- Hiệu suất truyền khối cao, ổn định.

- Ít tiêu hao năng lượng hơn nên có số mâm ít

- Kém ổn định do sự phân bố các pha theo tiết diện tháp không đều.

Sử dụng tháp chưng cất không cho phép kiểm soát quá trình chưng cất theo không gian, trong khi tháp mâm cho phép quan sát rõ ràng từng giai đoạn chưng cất qua các mâm.

- Yêu cầu lắp đặt cao: mâm phải rất phẳng, đối với những tháp có đường kính quá lớn (>

2,4m) ít dùng mâm xuyên lỗ vì lúc đó chất lỏng phân phối không đều trên mâm.

- Không alfm việc với chất lỏng bẩn.

Nhận xét: Tháp mâm xuyên lỗ ở trạng thái trung gian giữa 2 tháp nên ta chọn tháp mâm xuyên lỗ để chưng cất.

Vậy: chưng cất hệ Nước – Axit axetic ta dùng tháp mâm xuyên lỗ hoạt động ở áp suất thường.

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHƯNG CẤT HỆ NƯỚC – AXIT AXETIC

1 Sơ đồ quy trình công nghệ chưng cất hệ nước – axit axetic

4 Thiết bị đun sôi dòng nhập liệu.

9 Thiết bị ngưng tụ sản phẩm đỉnh.

11 Thiết bị đun sôi sản phẩm đáy.

12 Thiết bị làm nguội sản phẩm đáy.

13 Bồn chứa sản phẩm đáy.

15 Bồn chứa sản phẩm đỉnh.

2 Thuyết minh sơ đồ công nghệ

Hỗn hợp nước và axit axetic với nồng độ 40% theo khối lượng, có nhiệt độ 28°C tại bình chứa nguyên liệu, được bơm lên bồn cao vị Sau đó, hỗn hợp này được dẫn qua thiết bị đun sôi nhập liệu để trao đổi nhiệt Cuối cùng, hỗn hợp được điều chỉnh lưu lượng qua van trước khi vào tháp chưng tại đĩa nhập liệu.

Trong quá trình chưng cất, chất lỏng được trộn với chất lỏng từ đoạn luyện của tháp, tạo nên sự tiếp xúc giữa pha lỏng và hơi Khi chất lỏng di chuyển xuống dưới, nồng độ các cấu tử dễ bay hơi giảm do bị hơi lôi cuốn Nhiệt độ trong tháp giảm dần, khiến các cấu tử có nhiệt độ sôi cao như axit axetic ngưng tụ ở đỉnh tháp, nơi thu được nước với nồng độ 97% Hơi sau đó được đưa vào thiết bị ngưng tụ, nơi một phần chất lỏng ngưng tụ sẽ trao đổi nhiệt với dòng nhập liệu, phần còn lại hồi lưu về tháp Cuối cùng, ở đáy tháp thu được hỗn hợp lỏng chủ yếu là các cấu tử khó bay hơi với nồng độ nước chỉ 5% Dung dịch lỏng này sẽ được đưa ra khỏi tháp vào nồi đun, nơi một phần sẽ bốc hơi để cung cấp lại cho tháp, trong khi phần còn lại được làm nguội và chuyển đến bồn chứa sản phẩm.

Hệ thống làm việc liên tục sản xuất nước chất lượng cao, sau khi thực hiện quá trình trao đổi với dòng nhập liệu và loại bỏ chất thải Sản phẩm cuối cùng thu được là axit axetic, được giữ lại để sử dụng.

TÍNH CÔNG NGHỆ THIẾT BỊ CHÍNH

I CÂN BẰNG VẬT LIỆU VÀ NHIỆT LƯỢNG

- Chọn loại tháp mâm xuyên lỗ

Khi chưng luyện dung dịch axit axetic thì cấu tử dễ bay hơi là nước.

+ Axit axetic: CH3COOH, MA= 60 (g/mol)

- Năng suất nhập liệu: GF = 1600 (kg/h).

- Nồng độ hỗn hợp ban đầu: aF = 40% khối lượng.

- Nồng độ sản phẩm đỉnh: aF = 97% khối lượng.

- Nồng độ sản phẩm đáy: aW = 5% khối lượng.

+ Nhiệt độ sản phẩm đáy sau khi làm nguội: 30 0 C.

+ Nhiệt độ dòng nước lạnh đi vào: 30 0 C.

+ NHhieejtj độ dòng nước lạnh đi ra: 45 0 C.

+ Trạng thái nhập liệu là trạng thái lỏng sôi.

+ Áp suất hơi đốt: Ph = 3at.

Ký hiệu Tên gọi Đơn vị

GF Lưu lượng khối lượng dòng nguyên liệu Kg/h

GP Lưu lượng khối lượng dòng sản phẩm đỉnh Kg/h

GW Lưu lượng khối lượng dòng sản phẩm đáy Kg/h

F Lưu lượng dòng nguyên liệu Kmol/h

P Lưu lượng của dòng sản phẩm đỉnh Kmol/h

Lưu lượng của dòng sản phẩm đáy được đo bằng Kmol/h, trong đó aF là phần khối lượng cấu tử nhẹ trong dòng nguyên liệu (% khối lượng), aP là phần khối lượng cấu tử nhẹ trong dòng sản phẩm đỉnh (% khối lượng), và aW là phần khối lượng cấu tử nhẹ trong dòng sản phẩm đáy (% khối lượng) Ngoài ra, xF thể hiện phần mol cấu tử nhẹ trong pha lỏng dòng nguyên liệu (% mol), xp là phần mol cấu tử nhẹ trong pha lỏng dòng sản phẩm đỉnh (% mol), và xW là phần mol cấu tử nhẹ trong pha lỏng dòng sản phẩm đáy (% mol) Cuối cùng, yF, yP và yW lần lượt là phần mol cấu tử nhẹ trong pha hơi của dòng nguyên liệu, dòng sản phẩm đỉnh và dòng sản phẩm đáy (% mol).

1.2 Tính cân bằng vật liệu

- Công thức liên hệ nồng độ phần mol và nồng độ phần khối lượng: x

- Thành phần mol của nước ở sản phẩm đỉnh:

- Thành phần mol nước ở sản phẩm đỉnh:

- Thành phần mol nước của sản phẩm đáy:

- Tính phân tử lượng trung bình của hỗn hợp theo công thức:

MF = MA * xF + MB *( 1- xF ) = 18 * 0,69 + 60 * ( 1- 0,69) = 31,02 ( kg/kmol )

M p = M A * x P + M B * ( 1-x P ) = 18 * 0,99 + 60 * ( 1- 0,99 ) = 18,42 ( kg/kmol) + Trong sản phẩm đáy:

- Phuơng trình cân bằng vật liệu của tháp:

- Đối với cấu tử dễ bay hơi: a F * G F = a P * G P + a W * G w (2) từ (1) và (2) suy ra:

+ Lưu lượng khối lượng dòng sản phẩm đỉnh:

Lưu lượng khối lượng dòng sản phẩm đáy:

- Lưu lượng mol tính theo công thức:

+ Lưu lượng mol của nguyên liệu vào:

+ Lưu lượng mol của sản phẩm đỉnh:

+ Lưu lượng mol của sản phẩm đáy:

1.3 Thành phần mol cân bằng của các cấu tử dựa vào dữ liệu cân bằng pha

Chúng tôi đã thu thập số liệu cân bằng pha của hỗn hợp Nước – Axit axetic ở áp suất thường (sổ tay QTTB – T2 – T148) và thiết lập đồ thị phụ thuộc giữa các đại lượng x-y, T – x, y (hình 2.1 và hình 2.2) Dựa vào đó, chúng tôi xác định được phần mol của các cấu tử trong pha hơi cân bằng với pha lỏng tương ứng với nhiệt độ sôi của từng dòng F, P, W.

Gọi yF, yp, yp lần lượt là nồng độ phần mol của pha hơi ở trạng thái cân bằng với lỏng trong hỗn hợp đầu, sản phẩm đỉnh và sản phẩm đáy Nhiệt độ sôi tương ứng của hỗn hợp đầu, sản phẩm đỉnh và sản phẩm đáy được ký hiệu là tF, tP và tW.

- Bằng phương pháp nội suy và dựa vào đồ thị ta có kết quả như sau:

1.4 Xác định số đĩa lý thuyết a phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn chưng và đoạn luyện

+ Gx: Lưu lượng pha lỏng hồi lưu trở lại tháp.

+ Gy: Lưu lượng pha hơi đi từ dưới lên.

+ P: Lưu lượng sản phẩm đỉnh.

+ x: Nồng độ phần mol của cấu tử dễ bay hơi trong pha lỏng chảy từ đĩa trên xuống.

+ y: Nồng độ phần mol của cấu tử dễ bay hơi trong pha hơi chảy từ đĩa dưới lên.

- Phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn luyện:

Trong đó: là chỉ số hồi lưu.

Phương trình đường nồng độ trong quá trình chưng cất là một yếu tố quan trọng, giúp xác định điểm làm việc tại đoạn chưng Để tối ưu hóa hiệu suất, việc chọn tỉ số hồi lưu thích hợp là cần thiết và có thể được đơn giản hóa thông qua các công thức tính toán.

Đường nồng độ làm việc của đoạn luyện cắt trục Oy trên đồ thị cân bằng pha x-y tại điểm B phụ thuộc vào chỉ số hồi lưu làm việc Rx Điểm B được xác định thông qua tỉ số hồi lưu tối thiểu theo công thức.

Rx = b * Rxmin Với b: hệ số dư, b ( 1,22,5 ); ( CT IX.25, T158 [2] )

Đối với mỗi giá trị của b (1, 22, 5), chúng ta tính toán để xác định tọa độ điểm B của đường làm việc trong quá trình luyện Từ đó, có thể vẽ đường làm việc của đoạn chưng, biểu diễn số bậc thay đổi nồng độ và xác định số đĩa lý thuyết cần thiết.

Xác định chỉ số hồi lưu thích hợp tương ứng với số đĩa lý thuyết tối ưu:

Vlàm việc Nlt(Rx+1) Sau khi xác định số đĩa lý thuyết ta có bảng số liệu sau:

Từ bảng số liệu trên, ta có thể biểu diễn quan hệ Nlt(Rx + 1) và Rx

Nhận xét: Tích Nlt(Rx + 1) nhỏ nhất là 129,6 khi b = 2,2

Chúng ta lựa chọn giá trị b = 2,2 để đạt được giá trị tối ưu cho Rx, với Rx = 2 Đồ thị thể hiện sự thay đổi nồng độ cần được vẽ theo phương pháp McCabe-Thiele.

Từ đồ thị, chúng ta có thể xác định số bậc thay đổi nồng độ tương ứng với Rx = 2, dẫn đến việc tính toán được số mâm lý thuyết thu được là 24 mâm.

1.5 Phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn chưng và đoạn luyện a Đoạn luyện

Ta có phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn luyện có dạng:

Ta có phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn chưng có dạng:

1.6 Xác định số đĩa thực tế a Tính số mâm thực tế tính theo hiệu suất trung bình

+ Nlt: số bậc thay đổi nồng độ hoặc số đĩa lý thuyết.

+ : hiệu suất trung bình của thiết bị.

+ η1, η2 : hiệu suất của các bậc thay đổi nồng độ.

+ n: số vị trí tính hiệu suất

+ ηtb: hàm số của độ bay hơi tương đối của hỗn hợp và độ nhớt của hỗn hợp lỏng

+ α: độ bay hơi tương đối hỗn hợp lỏng.

+ à: độ nhớt của hỗn hợp lỏng.

Trong chưng luyện người ta tính độ bay hơi tương đối như sau:

+ x,y: nồng độ phần mol của cấu tử dễ bay hơi trong pha hơi và pha lỏng + α: độ bay hơi tương đối của hỗn hợp.

+ à: độ nhớt của hỗn hợp lỏng N.s/m 2 b Tính α, μ tại 3 vị trí: đĩa nạp liệu, đỉnh và đáy tháp

- Từ x F = 0,69 ta tra đồ thị cân bằng của hệ ta có : y * F = 0,79; t F = 102,22 0 C.

- Dùng phương pháp nội suy ta suy ra được: ( Bảng I.101, T91, T92, [1] ) a F = * = 1,6901

Tra giản đồ thực nghiệm tại ( Hình IX.11,st 2/ T171): η F = 0,59 (4)

 Tại vị trí mâm đỉnh:

- Từ xp = 0,99 ta tra đồ thị cân bằng của hệ: yp * = 0,995; tP = 100,06 0 C

- Độ bay hơi tương đối của hỗn hợp lỏng tại vị trí đỉnh :

- Tìm độ nhớt của hỗn hợp lỏng tại vị trí đỉnh:

+ Tại t = 100,06 0 C dùng phương pháp nội suy ta tra được độ nhớt của nước và axit axetic ( Bảng I.101, T91,92, [1] )

Suy ra ta có: = 2,01 = 0,58 ta suy ra = 0,52 (Hình IX.11, T171, [2]) ( 5)

 Tại vị trí mâm đáy

- Từ ta tra đồ thị cân bằng của hệ: ; tW = 111,95 0 C

- Độ bay hơi tương đối của hỗn hợp lỏng tại vị trí đáy :

- Tìm độ nhớt của hỗn hợp lỏng tại vị trí đáy:

+ Tại t = 111,95 0 C dùng phương pháp nội suy ta tra được độ nhớt của nước và axit axetic (bảng I.101, T 91,92, [1])

+ Từ tích số = 1,74 0,34 = 0,6 ta suy ra = 0,63 (Hình IX.11, T171, [2]) ( 6)

Hiệu suất trung bình của tháp:

- Số đĩa thực tế của tháp Ntt :

Số đĩa thực tế của đoạn luyện NL Số đĩa thực tế của đoạn chưng: Nc Số đĩa thực tế của đoạn luyệnNL= 32,4 đĩa, chọn 32 đĩa.

Số đĩa thực tế của đoạn chưng: Nc = 9,8 đĩa, chọn 10 đĩa.

2 Cân bằng nhiệt lượng trong quá trình chưng luyện

- Xác định được lượng nước lạnh cần thiết để cho vào quá trình ngưng tụ và làm lạnh.

- Xác định được lượng hơi đốt cần thiết khi đun nóng hỗn đầu và đun bốc hơi ở đáy tháp.

Nước được chọn làm chất tải nhiệt vì nó là nguồn nhiên liệu rẻ, phổ biến và dễ dàng tìm thấy trong thiên nhiên, đồng thời có khả năng đáp ứng tốt các yêu cầu công nghệ.

Hình 2.4 Sơ đồ cân bằng nhiệt lượng của tháp chưng luyện

Ký hiệu Ý nghĩa Đơn vị

QD1 Nhiệt độ do hơi đốt mang vào thiết bị đun nóng J/h

Qf Nhiệt lượng do hỗn hợp đầu mang vào thiết bị đun nóng J/h

Nhiệt lượng do hỗn hợp đầu mang ra khỏi thiết bị đun nóng hay mang vào tháp chưng luyện J/h

Qng1 Nhiệt lượng do nước ngưng mang ra khỏi thiết bị đun nóng J/h J/h

Qxq1 Nhiệt lượng mất mát ra môi trường xung quanh J/h

QD2 Nhiệt lượng do hơi đốt mang vào cần đun nóng sản phẩm đáy J/h

QR Nhiệt lượng do lượng lỏng hồi lưu mang vào J/h

Qy Nhiệt lượng do hơi mang ra ở đỉnh tháp J/h

QW Nhiệt lượng do sản phẩm đáy mang ra khỏi tháp J/h

Qng2 Nhiệt lượng do nước ngưng mang ra khỏi tháp J/h

Qxq2 Nhiệt lượng do mất mát ra môi trường xung quanh J/h

2.1 Cân bằng nhiệt của thiết bị đun nóng hỗn hợp đầu

- Phương trình cân bằng nhiệt lượng của thiết bị đun nóng

QD1 + Qf = QF + Qng1 + Qxq1 ( CT IX.149, T196, [2] )

D1: lượng hơi đốt mang vào, kg/h λ1: hàm nhiệt của hơi nước, J/kg r1: ẩn nhiệt hóa hơi của hơi nước, J/kg θ1: nhiệt độ của nước ngưng, 0 C

C1: nhiệt dung riêng của nước ngưng, J/kg độ

Gng1: lượng nước ngưng ( lấy bằng lượng hơi đốt ), kg/h.

Với: tf: nhiệt độ hỗn hợp đầu 0 C, chọn tf = 28 0 C tF: nhiệt độ điểm sôi của hỗn hợp khi ra khỏi thiết bị đun nóng 0 C, chọn tF = 102,22 0 C

CF: nhiệt dung riêng của hỗn hợp khi ra khỏi thiết bị đun nóng, (J/kg*độ)

Cf: nhiệt dung riêng của hỗn hợp đầu, (J/kg*độ)

Suy ra, lượng hơi nước bão hoà cần thiết để đun nóng hỗn hợp đầu là:

- Tính nhiệt dung riêng của hỗn hợp đầu:

Sử dụng công thức nội suy ta có:

- Nhiệt dung riêng của hỗn hợp khi đi ra khỏi thiết bị đun nóng hỗn hợp đầu:

Ta chọn hơi nước bão hoà đun sôi ở áp suất P= 3atm; t 0 = 132,9 0 C, từ đó ta tra được ẩn nhiệt hoá hơi của hơi đốt:

2.2 Cân bằng nhiệt lượng cho toàn tháp

2.2.1.Nhiệt lượng toả ra do hỗn hợp đầu mang vào tháp Q F

2.2.2 Nhiệt lượng lỏng hồi lưu mang vào Q R

+ GP là lưu lượng sản phẩm đỉnh, (kg/h)

+ Rx là chỉ số hồi lưu tối ưu

+ CR là nhiệt dung riêng của chất lỏng hồi lưu, (J/kg*độ)

+ tR là nhiệt độ của lượng lỏng hồi lưu, ( 0 C)

- Nhiệt dung riêng của lượng lỏng hồi lưu ứng với nhiệt độ tR= tP= 100,06 0 C là:

2.2.3 Nhiệt lượng do hơi mang ra ở đỉnh tháp Q y

Nhiệt lượng riêng của hơi tại đỉnh tháp được xác định bằng nhiệt lượng riêng của cấu tử A và B, với đơn vị là J/kg Nhiệt độ tại đỉnh tháp được ký hiệu là tP, với giá trị tP0,06 0 C.

CP là nhiệt dung riêng của hỗn hợp ra khỏi đỉnh tháp ở nhiệt độ tP0,06 0 C (J/kg*độ).

+ rP là ẩn nhiệt hoá hơi của hỗn hợp sản phẩm đỉnh ở tP0,06 0 C

Tra ẩn nhiệt hóa hơi của nước và axit axetic tại 100,06 0 C

2.2.4 Nhiệt lượng do sản phẩm đáy mang ra Q w

+ là lưu lượng sản phẩm đáy, (kg/h) + là nhiệt độ của hỗn hợp đáy, ( 0 C) + là nhiệt dung riêng của hỗn hợp sản phẩm đáy ở nhiệt độ 111,95 0 C

2.2.5 Nhiệt lượng do nước ngưng mang ra Q ng2

+ là lượng nước ngưng tụ, (kg/h)

+ là nhiệt dung riêng, (J/kg*độ) và nhiệt độ ( 0 C ) của nước ngưng

- Nhiệt lượng tổn thấp ra môi trường xung quanh :

( CT IX.162, T198, [2] )Vậy: theo ( CT IX.163, T98, [2] )

- Tổng lượng hơi cần dùng là:

- Ta chọn hơi nước bão hòa đun sôi ở áp suất: Ph = 3 at suy ra r2 = 2171*10 3 (J/kg) ( Bảng I.125, T314, [1] )

- Lượng nhiệt tiêu tốn môi trường xung quanh:

2.3 Cân bằng nhiệt lượng cho thiết bị ngưng tụ

- Ngưng tụ hoàn toàn thì:

+ r: ẩn nhiệt ngưng tụ ở đỉnh tháp (J/kg)

: nhiệt độ vào ra của nước lạnh

Tra nhiệt dung riêng của nước ở 0 C ( I.153, T172, [1] )

Do đó lượng nước cần thiết để làm lạnh là:

2.4 Cân nhiệt lượng cho thiết bị làm lạnh

: nhiệt độ đầu và cuối của sản phẩm đáy

Tra nhiệt dung riêng tại

II CÁC THÔNG SỐ CHÍNH CỦA THÁP

+ Vtb: lượng hơi trung bình đi trong tháp, (m 3 /h)

+ : Tốc độ hơi trung bình đi trong tháp, (m/s)

+ gtb : lượng hơi trung bình đi trong tháp, (Kg/h)

+ : khối lượng riêng trung bình của pha hơi, (kg/m 3 )

- Lượng hơi trung bình đi trong đoạn chưng và đoạn luyện khác nhau Do đó, đường kính đoạn chưng và đoạn cất cũng khác nhau.

- Lưu lượng hơi trung bình trong đoạn luyện

- Được tính theo công thức sau:

Trong đó: gđ: lượng hơi ra khỏi đĩa trên cùng của tháp (kg/h) g1: lượng hơi đi vào đĩa dưới cùng của đoạn luyện (kg/h

: lượng lỏng hồi lưu (kg/h)

: lượng sản phẩm đỉnh (kg/h)

Áp dụng phương trình cân bằng vật liệu và nhiệt lượng cho đĩa thứ nhất trong đoạn luyện, ta có các công thức: g1 = G1 + Gp và g1y1 = G1x1 + Gpxp Trong đó, y1 đại diện cho lượng hơi của đĩa thứ nhất (phần khối lượng), x1 là lượng lỏng ở đĩa thứ nhất (phần khối lượng), và r1, rđ là ẩn nhiệt hóa hơi hỗn hợp vào và ra khỏi đĩa thứ nhất (J/kg).

GF = 1600 (kg/h) x1= xF= 0,4 (phần khối lượng)

- Từ (Bảng I.212, 254, [1] ở nhiệt độ tP = 100,06 0 C, ta có: rA = 2256,63 (kJ/kg) rB = 406,103 (kJ/kg) kJ/kg)

- Từ (Bảng I.212, 254, [1]) ở nhiệt độ tF = 102,22 0 C, ta có: rA = 2250,644 (kJ/kg) rB = 405,5154(kJ/kg)

Vậy ta có hệ phương trình sau:

Vậy ta có hệ phương trình sau:

Giải hệ phương trình này ta được: y1= 0,517 ( Phần khối lượng) = 0,78 (mol)

- Suy ra lưu lượng hơi trung bình:

- Tính khối lượng riêng trung bình đối với pha hơi của đoạn luyện:

MA là khối lượng mol của nước

MB là khối lượng mol của axit axetic là nồng độ phần mol của nước trong pha hơi của đoạn luyện.

( Phần mol) T= là nhiệt độ trung bình của đoạn luyện

Khối lượng riêng trung bình của pha lỏng trong đoạn luyện được xác định là khối lượng riêng trung bình của hỗn hợp nước và axit axetic, tính theo nhiệt độ trung bình, có đơn vị kg/m³.

Tra (Bảng I.2, T9, [1]) tại là phần khối lượng trung bình của cấu tử A trong pha lỏng

- Tính vận tốc hơi trung bình đi trong đoạn luyện

Vận tốc làm việc của tháp chịu ảnh hưởng bởi sức căng bề mặt của hỗn hợp lỏng, khối lượng riêng của hỗn hợp lỏng và hơi, cùng với khoảng cách giữa các đĩa được xác định dựa trên đường kính tháp.

Khối lượng riêng trung bình của pha lỏng và pha hơi được tính theo nhiệt độ h, với h là khoảng cách giữa các đĩa Giá trị h được xác định theo điều kiện của tháp, cụ thể là h = 0,35m (T184,[2]), phản ánh hệ số tính đến sức căng bề mặt.

Công thức tính như sau:

Trong đó: là sức căng bề mặt của hỗn hợp ở nhiệt độ trung bình C, (N/m) Tra

- Đường kính đoạn luyện là:

Vậy đường kính đoạn luyện là 1,02(m)

Ta đồng nhất đường kính đoạn luyện về đường kính chuẩn: DL=1 (m)

- Lượng hơi trung bình đi trong đoạn chưng được tính gần đúng bằng trung bình cộng lượng hơi ra khỏi đoạn chưng và lượng hơi vào đoạn chưng:

- Trong đó: là lượng hơi ra khỏi đoạn chưng (kg/h) là lượng hơi vào đoạn chưng (kg/h)

Vì lượng hơi ra khỏi đoạn chưng bằng lượng hơi đi vào đoạn luyện nên

Gọi là lượng lỏng, hàm lượng x1 trong đoạn chưng được xác định bằng hệ phương trình sau:

G ’ 1x ’ 1=g ’ 1y1 ’+ Gwxw (CT IX.99, T182, [2]) g ’ 1r ’ 1= g ’ nr ’ n=g1r1 (CT IX.100, T182, [2])

Trong đó: y1 ’: lượng hơi nước trong sản phẩm đáy (kg nước/ kg hỗn hợp) y1’= yw= 0,235 ( Phần mol) = 0,084 ( Phần khối lượng).

G1 đại diện cho lượng lỏng ở đĩa thứ nhất trong đoạn chưng r'1 là ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp khí vào đĩa thứ nhất rA và rB là ẩn nhiệt hóa hơi của nước và axit axetic tại nhiệt độ đáy tháp, tw1 là 95°C.

Tra (Bảng I.212, trang 254 [1]), ta được:

- Vậy lượng hơi trung bình đi trong đoạn chưng:

- Khối lượng riêng trung bình đối với pha hơi của đoạn chưng:

Trong đó: là nồng độ phần mol của axit axetic trong pha hơi của đoạn chưng.

- Khối lượng riêng trung bình đối với pha lỏng là khối lượng riêng của nước và axit axetic trong pha lỏng lấy theo nhiệt độ trung bình (kg/m 3 )

Tra (Bảng I.2, 9, [1]) tại là phần khối lượng trung bình của cấu tử B trong đoạn chưng:

- Tính vận tốc hơi đi trong đoạn chưng:

TÍNH CƠ KHÍ THIẾT BỊ CHÍNH

Tháp chưng cất hoạt động ở áp suất thường, do đó, thiết kế thân tháp hình trụ sẽ được thực hiện bằng phương pháp hàn hồ quang điện, sử dụng kiểu hàn giáp mối hai phía Các mối ghép bích sẽ được sử dụng để ghép nối thân tháp lại với nhau.

- Để đảm bảo chất lượng của sản phẩm ta chọn thiết bị thân tháp là thép không gỉ mã X18H10T.

II TÍNH BỀ DÀY CỦA THÁP

1 Các thông số cần tra và chọn phục vụ cho quá trình tính toán

- Nhiệt độ tính toán: t = tđáy= 111,95 o C

- Áp suất tính toán: vì tháp hoạt động ở áp suất thường nên

Trong đó: Pthủy tĩnh là áp suất thuỷ tĩnh lên chất lỏng ở đáy (N/m 2 ) là tổng trở lực lên tháp

+ Khối lượng riêng trung bình của pha lỏng trong toàn tháp:

+ Hệ số bổ sung do ăn mòn hóa học của môi trường:

•Vì môi trường có tính ăn mòn và thời gian sử dụng thiết bị là trong 20 năm nên ta chọn:

•Ứng suất cho phép tiêu chuẩn Đối với vật liệu là X18H10T:

Vì thiết bị bọc lớp cách nhiệt: η= 0,95 Ứng suất cho phép:

2 Tính bề dày thân chịu áp suất trong

- Vì sử dụng phương pháp hàn hồ quang điện, kiểu hàn giáp mối hai phía nên hệ số bền mối hàn:

- Ta xét tỉ số: do đó bề dày thân được tính theo công thức:

Suy ra bề dày thực của thân tháp:

Với C là đại lượng bổ sung:

Co: hệ số bổ sung quy tròn, chọn Co=1

Cb: hệ số bổ sung do bào mon cơ học, chọn Cb = 0

Ca: hệ số bổ sung do ăn mòn hóa học, Ca = 1

Cc: hệ số bổ sung do sai lệch khi chế tạo, Cc = 0,6

III TÍNH ĐÁY VÀ NẮP THIẾT BỊ

- Chọn đáy và nắp có dạng hình ellip tiêu chuẩn, có gờ, làm bằng thép X18H10T.

- Chọn bề dày đáy và nắp bằng với bề dày thân tháp: S = 4 mm.

+ Vì đáy và nắp có hình elip tiêu chuẩn với: Điều kiện trên được thoả như đã kiểm tra ở phần thân tháp.

Kết luận : Kích thước của đáy và nắp:

•Đường kính trong: Dt 00 mm

•Chiều cao gờ: hgờ = 50 mm

•Diện tích bề mặt trong: Sbề mặt = 1,75 m 2 (Bảng XIII.10, T382, [2])

IV ĐƯỜNG KÍNH ỐNG DẪN

1 Đường kính ống dẫn hơi ở đỉnh tháp vào thiết bị ngưng tụ

+ V: lưu lượng thể tích trung bình m 3 /s

+ W: vận tốc trung bình của lưu thể m/s

+ Lưu lượng sản phẩm đỉnh: )

+ Khối lượng riêng sản phẩm đỉnh:

+ Vận tốc dòng W chọn theo (Bảng II.2 T370 [1])

W m/s Đường kính ống dẫn hơi ở đỉnh tháp vào thiết bị ngưng tụ:

Chọn đường kính ống dẫn là 200mm dựa trên bảng XIII.26 T415 [2] để lắp ráp với thiết bị thông qua các mặt bích theo quy chuẩn có sẵn, giúp tiết kiệm thời gian và công sức mà không cần gia công lại mặt bích.

2 Đường kính ống dẫn hỗn hợp đầu

- Lưu lượng hỗn hợp ban đầu:

- Khối lượng riêng của hỗn hợp ban đầu được tính theo công thức:

: khối lượng riêng của aceton và nước ở

Tra bảng ( I.2 T9 [1]) và bằng phương pháp nội suy ta được:

→ Chọn đường kính ống dẫn hỗn hợp đầu: d mm (T413[2]).

3 Đường kính ống dẫn sản phẩm đáy

- Lưu lượng sản phẩm đáy: )

- Khối lượng riêng của sản phẩm đáy được tính theo công thức

: khối lượng riêng của nước và axit axetic ở

→ Chọn đường kính ống dẫn sản phẩm đáy: d = 70 mm theo (bảng XIII.26

4 Đường kính ống dẫn hơi vào đáy tháp

+ V: lưu lượng thể tích trung bình m 3 /s

+ W: vận tốc trung bình của lưu thể m/s

+ Lưu lượng hơi đi vào đáy tháp )

+ Khối lượng riêng trung bình đối với pha hởi đáy tháp

+ Vận tốc dòng W chọn theo (bảng II.2 T370 [1])

W = 20 (m/s) Đường kính ống dẫn hơi vào đáy tháp:

Do đó chọn đường kính ống dẫn hơi vào đáy tháp là: d = 350 mm theo (bảng

5 Đường kính ống hồi lưu

- Khối lượng riêng của sản phẩm hồi lưu được tính theo công thức sau:

: khối lượng riêng của nước và axit axetic ở

Vậy đường kính ống hồi lưu:

Do đó chọn đường kính ống dẫn hồi lưu: dp mm theo (bảng XIII.26 T413 [2]).

V BỀ DÀY LỚP CÁCH NHIỆT

Lớp cách nhiệt có vai trò quan trọng trong việc ngăn chặn tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh, từ đó đảm bảo quá trình chưng đạt hiệu suất tối ưu nhất.

- Chọn vật liệu cách nhiệt là bông thủy tinh.

+ Theo bảng (I.126, T128 [1]) hệ số dẫn nhiệt của bông thủy tinh là:

+ Hệ số dẫn nhiệt của thép không gỉ X18H10T là �,3 (W/mđộ)

+ Chiều dày thân tháp S = 4 (mm) = 4*10 -3 (m)

+ Nhiệt độ trung bình tháp :

+ Chấp nhận quá trình truyền nhiệt trên là quá trình truyền nhiệt ổn định Xem nhiệt truyền từ bên trong ra bên ngoài và theo tường phẳng nhiều lớp.

+ Chấp nhận nhiệt độ mặt ngoài của lớp cách nhiệt là: t15 0 C.

- Tính tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh theo công thức

: hệ số cấp nhiệt bằng bức xạ và đối lưu từ bề mặt lớp cách nhiệt ra môi trường không khí, được xác định theo công thức

- Nhiệt lượng truyền từ trong tháp ra mặt ngoài lớp cách nhiệt:

+ : hiệu số nhiệt độ giữa nhiệt độ trong tháp và nhiệt độ mặt ngoài tháp.

- Vì truyền nhiệt ổn định nên

Vậy bề dày lớp cách nhiệt là 26 (mm).

- Mặt bích là bộ phận quan trọng dùng để nối các phần của thiết bị cũng như nối các bộ phận khác với thiết bị.

Công nghệ chế tạo mặt bích phụ thuộc vào vật liệu, cấu trúc và phương pháp nối, cũng như áp suất của môi trường Trong quá trình chưng luyện hỗn hợp nước và axit acetic diễn ra ở áp suất thường, việc lựa chọn bích liền là tối ưu nhất.

1 Bích để nối thiết bị

- Dựa vào (Bảng XII.27, T420, [2]), chọn bích kiểu 1 để nối các đọan của thân tháp, nối thân với đáy và nắp.

+ Với : Po = 0,167*10 6 (N/m 2 ) Để đảm bảo tính an toàn khi gặp những trường hợp bất thường, ta chọn áp suất:

Dt : đường kính bên trong của thiết bị

Dn : đường kính bên ngoài của thiết bị

Db : đường kính tâm bu lông

H : chiều cao bích db : đường kính bu lông

Z : số bu lông l : chiều dài đoạn ống nối

- Chọn vật liệu là thép X18H10T.

- Tương ứng với đường kính trong của tháp Dt = 1200 mm ta được các kích thước của bích như sau:

Py.10 6 (N/m 2 ) Dt D Db D1 Do db Z H

2 Bích nối tháp với ống dẫn

- Chọn mặt bích kiểu 1 cho các ống dẫn theo bảng (XIII.26T413, 415, 416 [2]) Ống dẫn D y D n

Kích thước ống nối Bu lông H

VII CỬA NỐI VỚI ỐNG DẪN THIẾT BỊ

- Ống dẫn thường được nối với thiết bị bằng mối ghép tháo được hoặc không tháo được Trong thiết bị này, ta sử dụng mối ghép tháo được.

- Đối với mối ghép tháo được, người ta làm đoạn ống nối, đó là các đoạn ống ngắn có mặt bích hay ren để nối với ống dẫn.

+ Loại có mặt bích thường dùng với ống có đường kính Dy > 10 mm.

+ Loại ren chủ yếu dùng với ống có đường kính Dy ≤ 10 mm.

- Chiều dài đoạn ống nối xác định theo (Bảng XIII.32, T434, [2]) như sau:

Vị trí cửa nối ống dẫn với thiết bị Đường kính ống (mm)

Chiều dài đoạn ống nối (mm)

Hơi vào đáy tháp 350 150 ống hồi lưu 70 110

VIII TAI TREO VÀ CHÂN ĐỠ THIẾT BỊ

1 Khối lượng toàn tháp a Khối lượng thân tháp

- Thân tháp làm bằng thép X18H10T có khối lượng riêng là 7900 kg/m 3 , gồm có thân tháp, phần gờ dư của đáy và nắp tháp.

- Phần gờ dư của đáy và nắp:

- Suy ra khối lượng phần gờ dư: b Khối lượng đáy và nắp tháp

- số nắp ứng với nắp đỉnh và 2 đáy:

M2 = 2 * Sb * = 2* 1,75 * 0,005 * 7900 = 138,25 (kg) c Khối lượng chất lỏng trong tháp

- Để thuận tiện cho việc tính toán, người ta chấp nhận chất lỏng chiếm toàn bộ tháp, với khối lượng riêng của lỏng lớn nhất.

→ Vậy khối lượng lỏng là: d Khối lượng mâm e Tổng khối lượng bích

- Khối lượng của bích để nối thiết bị ( thân, nắp, đáy):

- Khối lượng của bích nối thiết bị với ống dẫn sản phẩm đỉnh:

- Khối lượng của bích nối thiết bị với ống dẫn hỗn hợp đầu:

- Khối lượng của bích nối thiết bị với ống dẫn sản phẩm đáy:

- Khối lượng của bích nối thiết bị với ống hồi lưu:

- Khối lượng của mặt bích nối thết bị với ống dẫn hơi ở đáy:

→ Vậy tổng khối lượng các loại bích nối thân, nắp, đáy và ống dẫn là:

Vậy khối lượng toàn tháp:

2 Tai treo, chân đỡ a Chân đỡ

Để lắp đặt thiết bị, cần sử dụng tai treo và chân đỡ thay vì đặt trực tiếp lên bệ Cụ thể, cần sử dụng 4 chân đỡ và 4 tai treo Khi treo thiết bị, chỉ có thể thực hiện bằng một trong hai cách: treo bằng chân đỡ hoặc treo bằng tai treo, không thể treo đồng thời cả hai.

Để lắp đặt tháp một cách an toàn, cần sử dụng dây móc vào các tai treo và cẩu nâng tháp đặt lên giá đỡ Quan trọng là phải định vị cả giá đỡ và tai treo, đồng thời tính toán kỹ lưỡng 4 tai treo để đảm bảo đủ khả năng chịu tải trọng của tháp, nhằm tránh sự cố trong quá trình lắp ráp.

Để lắp đặt tháp, trước tiên cần cố định nó trên các chân đỡ Tiếp theo, lắp ráp các tai treo vào vị trí thích hợp Điều quan trọng là phải tính toán để đảm bảo rằng bốn chân đỡ có khả năng chịu tải trọng ban đầu của tháp, tương tự như trong trường hợp đã nêu.

Go Dựa vào (Bảng XIII.35, 437, [2]), ứng với tải trọng cho phép trên một chân lấy

G = 6.10^4 N được tính toán dựa trên chân đỡ và tai treo trong giai đoạn lắp ráp thiết bị khi chưa có nguyên liệu đầu vào Khi thiết bị hoạt động, tải trọng của tháp được phân bổ đều trên 4 chân đỡ và 4 tai treo, do đó giá trị G được chọn là 6.10^4 N.

= 6.10 4 N là nằm trong phạm vi cho phép.

Chọn chân đỡ [II-437/XIII.35]

Tải trọng cho phép trên một chân

Tải trọng cho phép trên bề mặt đỡ q*10 6 N/m 2

Chọn tai treo [II-438/XIII.36]

Tải trọng cho phép trên một chân

Tải trọng cho phép trên bề mặt đỡ q*10 6 N/m 2

Khối lượng một tai trao mm kg

THIẾT BỊ PHỤ

I THIẾT BỊ NGƯNG TỤ SẢN PHẨM ĐỈNH

- Chọn thiết bị ngưng tụ vỏ ống loại TH đặt nằm ngang.

- Ống truyền nhiệt được làm bằng thép X18H10T, kích thước ống 38 x 3.

- Đường kính ngoài: dn= 38 mm = 0,038 m.

Nước làm lạnh đi trong ống với nhiệt độ vào tV 0 0 C và nhiệt độ ra tRE 0 C. Dòng hơi tại đỉnh đi ngoài ống với nhiệt độ ngưng tụ tngưng0,06 0 C.

1 Hiệu số nhiệt độ trung bình

- Chọn kiểu truyền nhiệt ngược chiều, nên:

Hệ số truyền nhiệt K được tính theo công thức:

Với: : hệ số cấp nhiệt của dòng nước lạnh

: hệ số cấp nhiệt của dòng hơi ngưng tụ

: nhiệt trở qua thành ống và lớp cáu.

2 Xác định hệ số cấp nhiệt của nước đi trong ống

- Nhiệt độ trung bình của dòng nước đi trong ống:

- Tại nhiệt độ này thì:

+ Khối lượng riêng của nước:

+ Hệ số dẫn nhiệt của nước:

+ Nhiệt dung riêng của nước: CN = 4,187 KJ/kg.độ

+ Chọn vận tốc nước đi trong ống: vn= 1 m/s

- Qnt: nhiệt lượng ngưng tụ do hơi sản phẩm đỉnh ngưng tụ thành lỏng Chọn hơi sản phẩm đỉnh ngưng tụ hoàn toàn thành lỏng.

+ Xác định rP (ẩn nhiệt hố hơi của sản phẩm đỉnh):

Tra tài liệu tham khảo [4 (T1)], ở tP= 100,06 0 C ta có: Ẩn nhiệt hóa hơi của nước: rN = 2256,52 (KJ/kg). Ẩn nhiệt hóa hơi của axit acetic: rA = 406,103 (KJ/kg).

Suy ra: rP= rN *aP +(1-aP)*rA

- Suất lượng nước cần dùng để ngưng tụ sản phẩm đỉnh

Tra bảng (V.II, T48, [2) chọn n= 37 (ống).

→ Vận tốc thực trong ống:

- Áp dụng ( CTV40,T14, [2]) công thức xác định chuẩn số Nusselt:

+ Trong đó: là hệ số tính đến ảnh hưởng của hệ số cấp nhiệt theo tỷ lệ giữa chiều dài L và đường kính d của ống.

- Hệ số cấp nhiệt của nước đi trong ống trong:

3 Nhiệt tải qua thành ống và lớp cáu

: nhiệt độ của vách tiếp xúc với hơi ngưng tụ,

: nhiệt độ của vách tiếp xúc với nước lạnh,

+ Hệ số dẫn nhiệt của thép không gỉ:

+ Nhiệt trở lớp bẩn trong ống:

+ Nhiệt trở lớp bẩn ngoài ống:

4 Xác định hệ số cấp nhiệt của hơi ngưng tụ ngoài ống

+ Ngưng tụ hơi bão hoà.

+ Không chứa khí không ngưng.

+ Hơi ngưng tụ ở mặt ngoài ống.

+ Áp dụng công thức ( T120, [10] ) → đối với ống đơn chiếc nằm ngang thì: Đặt A - Nhiệt tải ngoài thành ống:

5 Xác định hệ số truyền nhiệt

- Bề mặt truyền nhiệt được xác định theo phương trình truyền nhiệt:

7 Cấu tạo của thiết bị

- Số ống truyền nhiệt: n= 37 (ống) Ống được bố trí theo hình lục giác đều.

- Chiều dài của ống truyền nhiệt:

Số ống trên đường chéo: b= 7 (ống)

Tra bảng T21, [3] bước ống: ) Áp dụng công thức V.140, T49, [2]: Đường kính trong của thiết bị: ).

II.THIẾT BỊ LÀM NGUỘI SẢN PHẨM ĐÁY

Thiết bị làm nguội sản phẩm đáy được chọn là thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống, với ống truyền nhiệt được chế tạo từ thép X18H10T Kích thước ống trong là 38x3mm và kích thước ống ngoài là 57x3mm.

+ Nước làm lạnh đi trong ống 38x3mm(ống trong) với nhiệt độ đầu: t1 = 30 0 C, nhiệt độ cuối: t2 = 45 0 C.

+ Sản phẩm đáy đi trong ống 38x3mm (ống ngoài) với nhiệt độ đầu: tw 1,95 0 C, nhiệt độ cuối: t’w = 30 0 C.

Các tính chất lý học của nước làm lạnh được tra ở tài liệu tham khảo [4 (tập 1)] ứng với nhiệt độ trung bình:

Khối lượng riêng: Độ nhớt động lực:

Các tính chất lý học của sản phẩm đáy nồng độ 5% được tra ở tài liệu tham khảo

[ 1] ứng với nhiệt độ trung bình:

Nhiệt dung riêng: cw= 2357,27 (J/kg*độ).

Khối lượng riêng: ρ w = 990,66 (Kg/m 3 ). Độ nhớt động lực: àw = 6,1254*10 -4 (N*s/m 2 ).

1 Suất lượng nước cần dùng để làm mát sản phẩm đáy

Suất lượng sản phẩm đáy:

Suất lượng nước cần dùng:

2 Xác định bề mặt truyền nhiệt

Bề mặt truyền nhiệt được xác định theo phương trình truyền nhiệt:

∆tlog : nhiệt độ trung bình logarit.

Chọn kiểu truyền nhiệt ngược chiều, nên:

Xác định hệ số truyền nhiệt K:

Hệ số truyền nhiệt K được tính theo công thức:

Với:α N : hệ số cấp nhiệt của nước trong ống (W/m 2 * o K). αP : hệ số cấp nhiệt của sản phẩm đỉnh (W/m 2 * o K).

∑r t : nhiệt trở của thành ống và lớp cáu.

Xác định hệ số cấp nhiệt của sản phẩm đỉnh ở ống ngoài:

Vận tốc của sản phẩm đỉnh đi trong ống ngoài: Đường kính tương đương: dtd = 0,013(m)

Vì:10 4 > Rew > 2300, chế độ chảy quá độ.

Do đó, công thức xác định chuẩn Nusselt có dạng:

: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc tỷ lệ chiều dài ống với đường kính ống 1, chọn ko: hệ số phụ thuộc Rew, ko !,44

: chuẩn số Prandlt của sản phẩm ở C nên:

Prw1 : chuẩn số Prandlt của sản phẩm đáy ở nhiệt độ trung bình của vách.

Hệ số cấp nhiệt của sản phẩm đỉnh trong ống ngoài:

Nhiệt tải phía sản phẩm đỉnh:

Với tw1 : nhiệt độ của vách tiếp xúc với sản phẩm đáy (ngoài ống nhỏ).

Nhiệt tải qua thành ống và lớp cáu:

Trong đó: tw2 : nhiệt độ của vách tiếp xúc với nước (trong ống nhỏ).

Bề dày thành ống: δt = 3 (mm).

Hệ số dẫn nhiệt của thép không gỉ: λ t = 16,3 (W/m 0 K).

Nhiệt trở trung bình của lớp bẩn trong ống với nước sạch: r1 = 1/5000 (m 2 0 K/W).

Nhiệt trở lớp cấu phía sản phẩm đáy: r2 = 1/5800 (m 2 * 0 K/W).

Xác định hệ số cấp nhiệt của nước trong ống nhỏ:

+ Vận tốc nước đi trong ống:

Vì: Rew > 10 4 , chế độ chảy rối Do đó, công thức xác định chuẩn Nusselt có dạng:

Trong đó: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào ReN và tỷ lệ chiều dài ống với đường kính ống:

PrN : chuẩn số Prandlt của nước ở 37,5 0 C, nên PrN = 4,42

Prw2 : chuẩn số Prandlt của nước ở nhiệt độ trung bình của vách.

+ Hệ số cấp nhiệt của nước trong ống:

+ Nhiệt tải phía nước làm lạnh:

+ Các tính chất lý học của sản phẩm đáy được tra ở tài liệu tham khảo [4 (tập 1)] ứng với nhiệt độ tw1= 51,25 0 C:

Nhiệt dung riêng: cw= 2261,35 (J/kg*độ). Độ nhớt động lực: à w = 7,37*10 -4 (N*s/m 2 ).

Xem nhiệt tải mất mát là không đáng kể: qt = 14149,39(W/m 2 ).

Tra tài liệu tham khảo [2]

Từ (IV.6), bề mặt truyền nhiệt trung bình:

Suy ra chiều dài ống truyền nhiệt :

Vậy: thiết bị làm mát sản phẩm đáy là thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống với chiều dài ống truyền nhiệt L = 15(m) ).

III THIẾT BỊ GIA NHIỆT DÒNG NHẬP LIỆU

Thiết bị gia nhiệt dòng nhập liệu sử dụng hệ thống truyền nhiệt vỏ ống nằm ngang, với hơi nước bão hòa có áp suất tuyệt đối 3at ngưng tụ bên ngoài ống Dòng nhập liệu được dẫn qua 37 ống thép X18H10T, có kích thước 57x3mm, đảm bảo hiệu suất truyền nhiệt tối ưu.

+ Các thông số của hơi ngưng tụ:

Nhiệt độ ngưng tụ: th = 132,9 0 C Ẩn nhiệt ngưng tụ: rh = 2171*10 3 (J/kg)

+ Các thông số của dòng nhập liệu:

Nhiệt độ trung bình của dòng nhập liệu:

+ Các thông số vật lý của dòng nhập liệu được tra ở nhiệt độ trung bình:

Nhiệt dung riêng: cF = 3016,91 (J/kg*độ).

Khối lượng riêng: ρ F = 990,872 (Kg/m 3 ). Độ nhớt động lực: à F = 5,63*10 -4 (N*s/m 2 ).

Hệ số giản nở thể tích:

1 Nhiệt lượng cung cấp cho dòng nhập liệu

2 Suất lượng hơi nước cần dùng để gia nhiệt

3 Xác định bề mặt truyền nhiệt

- Bề mặt truyền nhiệt được xác định theo phương trình truyền nhiệt:

: nhiệt độ trung bình logarit.

Chọn kiểu truyền nhiệt ngược chiều, nên:

Xác định hệ số truyền nhiệt K:

Hệ số truyền nhiệt K được tính theo công thức:

Với:αF : hệ số cấp nhiệt của hỗn hợp đầu trong ống (W/m 2 * o K). αN: hệ số cấp nhiệt của hơi ngưng tụ (W/m 2 *K). nhiệt trở của thành ống và lớp cáu.

Xác định hệ số cấp nhiệt của nước trong ống:

+ Vận tốc hỗn hợp đầu đi trong ống:

Vì < 2300: chế độ chảy tầng, công thức xác định chuẩn số Nuselt có dạng:

Trong đó: ε l : hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào ReF và tỷ lệ chiều dài ống với đường kính ống:

PrF : chuẩn số Prandlt của hỗn hợp đầu ở 65,11 0 C:

Hệ số cấp nhiệt của hỗn hợp đầu trong ống:

Nhiệt tải phía hỗn hợp đầu:

Với tw2 : nhiệt độ của vách tiếp xúc với hỗn hợp đầu (trong ống).

Nhiệt tải qua thành ống và lớp cáu:

Trong đó: tw1 : nhiệt độ của vách tiếp xúc với nước ngưng tụ (ngoài ống).

Bề dày thành ống: δt =3(mm).

Hệ số dẫn nhiệt của thép không gỉ: λ t = 16.3 (W/m o K).

Nhiệt trở trung bình của lớp bẩn trong ống với nước sạch: r1 = 1/5800 (m 2 * o K/W).

Nhiệt trở lớp cấu phía sản phẩm đỉnh: r2 = 1/5800 (m 2 * o K/W).

Hệ số cấp nhiệt của hơi ngưng tụ: Ẩn nhiệt ngưng tụ: rh = 2171*10 3 (J/kg)

Trị số A đối với nước tra bảng ở nhiệt độ màng ngưng:

Nhiệt tải ngoài thành ống:

Từ (IV.13), (IV.14), (IV.15) ta dùng phương pháp lặp để xác định tw1, tw2 :

Xem nhiệt tải mất mát là không đáng kể: qt = qh = 9419,6 (W/m 2 ).

Các tính chất lý học của hỗn hợp đầu được tra ứng với nhiệt độ

Nhiệt dung riêng: cF = 3078,3 (J/kg*độ). Độ nhớt động lực: à F = 0,149*10 -3 (N*s/m 2 ).

Bề mặt truyền nhiệt trung bình:

Suy ra chiều dài ống truyền nhiệt :

Kiểm tra hệ số cấp nhiệt cần xem xét ảnh hưởng của sự sắp xếp và bố trí ống Để tối ưu hóa hiệu suất, nên chọn cách xếp ống thẳng hàng và bố trí theo dạng lục giác đều Với 37 ống, có thể sắp xếp thành 7 hàng, giúp nâng cao hiệu quả truyền nhiệt.

+ Số ống trung bình trong 1 hàng: , tra tài liệu tham khảo II, ta có εtb = 0,75. Khi đó: α h = 0,75*13456,50= 10092,375 (W/m 2 * 0 C).

+ Tính lại hệ số truyền nhiệt K từ CT(IV.3), ta có:

Suy ra: bề mặt trung bình: Ftb,71(m 2 ).

Khi đó: chiều dài ống truyền nhiệt:

Thiết bị gia nhiệt nhập liệu là một hệ thống truyền nhiệt dạng vỏ – ống với 7 ống có chiều dài 1,7 mét Các ống được sắp xếp theo hình lục giác đều, tạo thành một cấu trúc hiệu quả với 7 ống trên đường chéo Bước ngang giữa hai ống được tính toán là 0,0855 mét, dựa trên công thức t = 1,5*dng, trong đó dng là đường kính ống là 0,057 mét.

IV.NỒI ĐUN ĐÁY THÁP

- Chọn thiết bị đun sôi đáy tháp là nồi đun Kettle.

- Ống truyền nhiệt được làm bằng thép X18H10T, kích thước ống 38x3.

- Hơi đốt là hơi nước ở 3at đi trong ống 38x3 Tra bảng 1.125, T314,[2]

+ Dòng sản phẩm tại đáy có nhiệt độ:tw1,95 0 C

+ Trước khi vào nồi đun ( lỏng ): ts11,95 0 C

+ Sau khi vào nồi đun (hơi ): ts22 0 C

1 Hiệu số nhiệt độ trung bình

+ Hệ số truyền nhiệt K được tính theo công thức như đối với tường phẳng:

Với: : hệ số cấp nhiệt của hơi đốt

: hệ số cấp nhiệt của sản phẩm đáy,

: nhiệt trở qua thành ống và lớp cáu.

•Nhiệt tải qua thành ống và lớp cáu:

Trong đó: tw1 : nhiệt độ của vách tiếp xúc với nước ngưng tụ (ngoài ống).

Bề dày thành ống: δ t =3(mm).

Hệ số dẫn nhiệt của thép không gỉ: λt = 16,3 (W/m 0 K).

Nhiệt trở trung bình của lớp bẩn trong ống với nước sạch: r1 = 1/5800 (m 2 * 0 K/W).

Nhiệt trở lớp cấu phía sản phẩm đỉnh: r2 = 1/5800 (m 2 * 0 K/W).

2 Xác định hệ số cấp nhiệt của dòng sản phẩm đáy ngoài ống

+ Nhiệt độ sôi trung bình của dòng sản phẩm ở ngoài ống: Áp dụng công thức V.89, T26, [2]:

Tại nhiệt độ trung bình thì:

Khối lượng riêng của pha hơi trong dòng sản phẩm ở ngoài ống:

Khối lượng riêng của nước:

Khối lượng riêng của axit:

•Độ nhớt: Độ nhớt của nước:

(Bảng 1.249, t310,[1]) Độ nhớt của axit:

Hệ số dẫn nhiệt của nước:

Hệ số dẫn nhiệt của axit:

(Bảng 1.101, t91,[1]) Áp dụng công thức (1.33, T123, )

Nhiệt dung riêng của nước:

Nhiệt dung riêng của axit:

Sức căng bề mặt của nước:

Sức căng bề mặt của axit:

Nhiệt hoá hơi của nước:

Nhiệt hoá hơi của axit:

Nên: Áp dụng công thức V.89, T26, [2]:

3 Xác định hệ số cấp nhiệt của hơi đốt nóng trong ống

- Nhiệt độ trung bình của màng nước ngưng tụ:

+ Tại nhiệt độ này thì:

Khối lượng riêng của nước: Độ nhớt của nước:

Hệ số dẫn nhiệt của nước:

4 Xác định hệ số truyền nhiệt

- Bề mặt truyền nhiệt được xác định theo phương trình truyền nhiệt:

6 Cấu tạo của thiết bị

- Chọn số ống truyền nhiệt: n(ống) Ống được bố trí theo hình lục giác điều.

- Chiều dài ống truyền nhiệt:

- Tra bảng V.II, T48, [2] →số ống trên đường chéo: b (ống)

- Chọn bước ngang giữa hai ống: t=1,5; dng=0,038m

- Đường kính vỏ thiết bị: Dv=t*(b-1)+4*dng= 0,057*(19-1)+ 4*0,038= 1,178 (m)

III TÍNH CHIỀU CAO BỒN CAO VỊ

Mục đích sử dụng bơm hỗn hợp lỏng lên thùng cao vị là để ổn định lưu lượng hỗn hợp đầu vào thân tháp Để đạt được điều này, chiều cao thùng cao vị cần đảm bảo thế năng cho hỗn hợp lỏng, giúp vượt qua các trở lực trên đường đi và duy trì lưu lượng theo yêu cầu ban đầu.

- Ta thiết kế đường ống dẫn hỗn hợp từ thùng cao vị chảy đến của nạp liệu có đường kính bằng đường kính ống dẫn hỗn hợp đầu d = 80 (m) = 0,08 (m).

- Hỗn hợp ở nhiệt độ 28 0 C có khối lượng riêng

→ Vậy vận tốc lỏng chảy là:

- Công thức tính chiều cao thùng cao vị so với của nạp liệu:

1 Áp suất động lực học

+ : khối lượng riêng của hỗn hợp ở 28 0 C

+ W: Vận tốc hỗn hợp chảy trong ống

2 Áp suất khắc phục trở lực do ma sát

- Áp suất khắc phục trở lực do ma sát khi dòng chảy ổn định trong ống thẳng :

+ L: chiều dài ống dẫn,cho L = 10 (m)

+λ: hệ số ma sát phụ thuộc vào độ nhẵn của thành ống và chế độ của chất lỏng, phụ thuộc vào Re:

+ : độ nhớt của hỗn hợp đầu ở 28 o C, tính theo công thức:

Với: độ nhám tuyệt đối,tra bảng (II 15, T 381,[2]),với điều kiện ống mới không hàn:

Do đó hệ số ma sát được tính theo công thức sau

3 Áp suất khắc phục trở lực cục bộ

Trên hành trình từ thùng cao vị đến cửa nạp liệu, cần lắp đặt một van chắn đơn giản trong ống tròn Hệ số trở lực cục bộ của hệ thống này là 6, được hình thành từ hai khuỷu 45 độ, tạo thành các khúc ngoặc 90 độ, góp phần vào việc tối ưu hóa hiệu suất dòng chảy.

- Van đơn giản trong ống tròn có tương ứng với độ mở của van là 50%,là

- Khuỷu ghép 90 0 C do hai khuỷu 45 0 C tạo thành,theo (bảng II.16,T 394, [1]).Chọn

- Áp suất khắc phục trở lực khi đi qua thiết bị đun nóng hỗn hợp đầu:

→ Vậy chiều cao thùng cao vị so với cửa nạp liệu là:

VI TÍNH TOÁN VÀ CHỌN BƠM

Để vận chuyển hỗn hợp đầu từ bể chứa lên thùng cao vị, cần sử dụng bơm thủy lực Trong điều kiện làm việc với yêu cầu kỹ thuật và năng suất cao, bơm ly tâm là lựa chọn tối ưu nhờ vào những ưu điểm vượt trội của nó.

+ Vận chuyển chất lỏng liên tục và đều đặn.

+ Có số vòng quay lớn,có thể truyền động trục tiếp từ động cơ điện.

+ Có thể bơm được những chất lỏng bẩn.

+ Không có suppape nên ít tắc và hư hỏng.

1 Tính năng suất của bơm

- Hỗn hợp đầu có lưu lượng GF = 1600(Kg/h), ứng với năng suất của bơm là:

+ : khối lượng riêng của hỗn hợp đầu ở 28 o C, được tính theo công thức:

+ ,: khối lượng riêng của nước và axit axetic ở 28 0 C, tra bảng (I-12, T9 ,[1]):

Vậy năng suất của bơm là: Đường kính ống bơm:

Tra tài liệu tham khảo (T 369,CT II.36, [2])

W – vận tốc của chất lỏng trong ống, tra bảng (II.2 ,T 370, [2]), chọn W = 1,5 (m/s)

Chọn đường kính của bơm hợp với tiêu chuẩn d (mm)

2 Tính áp suất toàn phần của bơm

- Áp suất bơm toàn phần được tính theo công thức:

: áp suất để khắc phục lực ma sát khi dòng chảy ổn định trong ống thẳng

: áp suất để khắc phục trở lực cục bộ

: áp suất để nâng chất lỏng lên cao

: áp suất để bổ xung khi cần thiết.

L- chiều dài ống dẫn: chọn L = 10 m d – đường kính của ống dẫn tương đương : d = 19,22 mm hệ số ma sát phụ thuộc vào độ nhám của thành ống và chế độ chuyển dộng của chất lỏng,phụ thuộc vào Re:

: độ nhớt của hỗn hợp đầu ở 28 0 C, tính theo công thức:

Với: độ nhám tuyệt đối,tra bảng( II.15,T381,[2]) với điều kiện ống mới không hàn: Chọn

Do đó hệ số ma sát được tính theo công thức sau:

3 Tính tổn thất áp suất do trở lực cục bộ

Tài liệu tham khảo,(CT II.56,trang 377, [1]),ta có công thức sau: hệ số trở lực cục bộ của hệ thống gồm:

+ Hai khuỷa ghép vuông góc có hệ số trở lực

+ Một van chắn trước ống đẩy có hệ số trở lực

+ Một van một chiều có hệ số rở lực

+ Đầu vào thùng cao vị có hệ số trở lực

- Tính: khuỷa ghép vuông góc, theo bảng (II -16 N 0 29 trang 394) chọn tỷ số:

Chọn van tiêu chuẩn theo bảng (-16 N 0 37 trang 397) ta có: Ứng với đường kính ống d = 20 mm,áp dụng nội suy ta có: suy ra :

Van một chiều có đĩa cố định ở dưới với các thông số sau: h- chiều cao mở của van. b- chiều rộng của vành đĩa.

D0 – Đường kính của ống dẫn trước van.

W0 – Tốc độ dòng tại mặt cắt trước van.

Tra tài liệu tham khảo ,theo bảng (N 0 47 ; N 0 48 ,trang 400,[1]) ,xác định được như sau:

Vậy tổng trở lực cục bộ của hệ thống dẫn:

4 Tính áp suất để nâng chất lỏng lên cao

- Tra tài liệu tham khảo (CT II.57 ,T377,[1]).

H – Chiều cao của chất lỏng hoặc cột chất lỏng

+ Công suất của bơm và của động cơ điện:

Chiều cao toàn phần H của bơm tạo ra:

+ Công suất yêu cầu trên trục của bơm được tính theo công thức (II.189,T 439, [1]).

: hiệu suất của bơm : chọn

+ Công suất của động cơ điện:

Tra tài liệu tham khảo ([1],T 439,CT II.190)

: hiệu suất động cơ điện :

Thông thường chọn động cơ điện có công suất thực tế lớn hơn công suất tính toán.

: hệ số dự trữ công suất :

Vậy công suất bơm : N = 0,317 (KW)

Công suất của động cơ :Ndc = 0,66 (KW)

Phần cân bằng vật chất:

- Bảng tổng kết các thành phần sản phẩm:

Phần khối lượng x (phần mol)

- Phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn luyện: y = 0,67x+0,323

- Phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn chưng: y = 1,187x+0,078

- Chỉ số hồi lưu thích hợp: Rx = 2

- Số mâm lý thuyết là: NLT = 24 mâm

- Số mâm thực tế là : NTT = 42 mâm

Phần cân bằng nhiệt lượng

- Lượng hơi đốt cung cấp thiết bị đốt nóng đầu: 187,66(kg/h)

- Lượng hơi đốt mang vào để đun sôi hỗn hợp ở đáy tháp: 1959,582 (kg/h)

- Lượng nước đưa vào thiết bị ngưng tụ: 3484,187279 (kg/h)

- Lượng nước đưa vào thiết bị làm lạnh: 152,73(kg/h)

- Đường kính chung cho toàn tháp: 1,2m

- Trở lực của toàn tháp:17954,5 (N/m 2 )

- Số lỗ trên một mâm: 16000lỗ

- Đường kính lỗ trên mâm: 3 mm

- Khoảng cách giữa hai tâm lỗ: 9mm

- Khoảng cách giữa hai mâm: 350 mm

- Chiều cao gờ chảy tràn: 50 mm

- Ống dẫn hơi ở đỉnh tháp: d = 200mm

- Ống dẫn hỗn hợp đầu: d = 80 mm

- Ống dẫn sản phẩm đáy: d = 70 mm

- Ống dẫn hơi vào đáy tháp: 350mm

- Đáy và nắp elip có gờ cao 50 mm, nắp cao 300 mm.

- Thân - đáy - nắp làm bằng thép X18H10T, có bề dày 4 mm

- Bích ghép thân – đáy – nắp làm bằng thép X18H10T, loại bích kiểu 1

- Bích ghép ống dẫn làm thép, loại bích kiểu 1.