Giới thiệu dự án

Trong ngành công nghiệp hóa chất toàn cầu, acetone ($\text{CH}_3\text{COCH}_3$) đóng vai trò là một dung môi hữu cơ quan trọng, chiếm sản lượng sản xuất vượt 6,7 triệu tấn/năm (trong đó hơn 65% bắt nguồn từ công nghệ oxy hóa cumene tổng hợp phenol). Tại Việt Nam, nhu cầu thu hồi và tinh chế acetone độ tinh khiết cao phục vụ ngành dược phẩm, sản xuất nhựa epoxy, sơn phủ công nghiệp và vật liệu composite ngày càng gia tăng. Tuy nhiên, các dòng thải hoặc sản phẩm trung gian công nghiệp thường tồn tại ở dạng hỗn hợp acetone – nước có nồng độ trung bình, gây lãng phí tài nguyên và tạo áp lực xử lý môi trường.

Vấn đề kỹ thuật cốt lõi được giải quyết trong đồ án là thiết kế hệ thống phân tách hỗn hợp nhị phân acetone – nước bằng tháp chưng cất mâm xuyên lỗ hoạt động liên tục ở áp suất khí quyển ($760\text{ mmHg}$), đạt hiệu suất cao và tối ưu chi phí vận hành.

Mục tiêu kỹ thuật cụ thể của đồ án:

  1. Xử lý dòng nhập liệu liên tục: Năng suất $F = 1000\text{ kg/h}$ ($32,339\text{ kmol/h}$) ở trạng thái lỏng sôi tại nhiệt độ $t_F = 64,329^\circ\text{C}$, nồng độ acetone $\bar{x}_F = 46%$ khối lượng ($x_F = 0,209\text{ mol/mol}$).
  2. Nâng cao độ tinh khiết sản phẩm đỉnh: Đạt nồng độ acetone $\bar{x}_D = 96%$ khối lượng ($x_D = 0,882\text{ mol/mol}$), lưu lượng $G_D = 388,58\text{ kg/h}$ ($D = 7,259\text{ kmol/h}$) ở nhiệt độ bão hòa $t_D = 57,626^\circ\text{C}$.
  3. Triệt để thu hồi sản phẩm đáy: Kiểm soát nồng độ acetone thất thoát ở đáy ở mức $\bar{x}_W = 4%$ khối lượng ($x_W = 0,013\text{ mol/mol}$), lưu lượng $G_W = 463,68\text{ kg/h}$ ($W = 25,049\text{ kmol/h}$) ở nhiệt độ $t_W = 94,254^\circ\text{C}$.
  4. Tối ưu hóa hình học tháp và thủy động lực học: Xác định số mâm thực tế $N_{tt} = 23$ mâm, đường kính tháp $D_t = 0,4\text{ m}$, chiều cao thân tháp $H = 6,846\text{ m}$, đảm bảo trở lực qua mâm thấp và không xảy ra hiện tượng ngập lụt (flooding).
  5. Thiết kế cơ khí và an toàn hóa chất: Sử dụng vật liệu thép không gỉ Inox SUS 304, bề dày thân và đáy nắp $S = 5\text{ mm}$, chịu áp suất tính toán $P_{tt} = 0,163\text{ MPa}$.

Phạm vi và giới hạn: Hệ thống vận hành ở áp suất thường ($1\text{ atm}$), cấp nhiệt gián tiếp bằng hơi nước bão hòa qua nồi đun đáy tháp (reboiler), không áp dụng cho hỗn hợp chứa tạp chất rắn lơ lửng lớn hơn kích thước lỗ mâm ($3\text{ mm}$).

graph TD
    A[Bồn nguyên liệu 1000 kg/h, 46% Acetone] -->|Bơm ly tâm| B[Bồn cao vị]
    B --> C[Thiết bị TĐN nhập liệu - sản phẩm đáy]
    C -->|54.05°C| D[Thiết bị gia nhiệt nhập liệu]
    D -->|Lỏng sôi 64.33°C| E[Tháp chưng cất mâm xuyên lỗ Dt=400mm]
    E -->|Hơi đỉnh 57.63°C| F[Thiết bị ngưng tụ hoàn toàn]
    F --> G[Bộ phận phân dòng]
    G -->|Hoàn lưu R=0.209| E
    G -->|Sản phẩm đỉnh 96%| H[Thiết bị làm nguội -> 35°C]
    H --> I[Bồn chứa Acetone thương phẩm]
    E -->|Lỏng đáy| J[Nồi đun Reboiler đáy tháp]
    J -->|Pha hơi| E
    J -->|Sản phẩm đáy 4%| C
    C -->|50°C| K[Bồn chứa nước thải đáy]

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng và lựa chọn phương án

Hệ acetone – nước là hệ hai cấu tử tan lẫn hoàn toàn, có độ bay hơi tương đối lớn ($\alpha = 1,597 \div 31,739$) và không tạo điểm đẳng phí (azeotrope). Nhiệt độ sôi của acetone nguyên chất ($56,5^\circ\text{C}$) chênh lệch đáng kể so với nước ($100^\circ\text{C}$) ở $760\text{ mmHg}$.

Phương pháp / Loại tháp Ưu điểm Nhược điểm Đánh giá mức độ phù hợp
Tháp mâm xuyên lỗ (Sieve Tray) Trở lực thấp ($365 \div 392\text{ N/m}^2/\text{mâm}$), cấu tạo cơ khí đơn giản, chi phí chế tạo thấp, dễ vệ sinh, làm việc được với lưu chất có cặn nhỏ. Giới hạn đàn hồi hẹp hơn mâm chóp, dễ rò rỉ chất lỏng (weeping) nếu vận tốc hơi quá thấp. Phù hợp nhất cho hệ tách acetone – nước quy mô công nghiệp vừa và nhỏ.
Tháp mâm chóp (Bubble-cap) Vận hành ổn định ở dải lưu lượng rộng, hiệu suất tiếp xúc pha cao. Kết cấu chế tạo rất phức tạp, khối lượng nặng, trở lực thủy lực lớn ($>600\text{ N/m}^2/\text{mâm}$), chi phí cao gấp 2–3 lần mâm xuyên lỗ. Không tối ưu chi phí đối với hệ phân tách có $\Delta T_{sôi} > 40^\circ\text{C}$.
Tháp đệm (Packed Column) Trở lực pha khí rất nhỏ, kích thước gọn. Phân phối chất lỏng khó đồng đều khi đường kính tháp tăng, đệm dễ bị bẩn và khó cơ giới hóa vệ sinh. Kém khả thi khi nạp liệu dung tích lớn liên tục.
Phương pháp trích ly / Hấp thụ Phân tách được hỗn hợp đẳng phí. Cần bổ sung dung môi pha thứ 3, phát sinh cụm thu hồi dung môi phức tạp. Không cần thiết cho hệ nhị phân đồng thể không đẳng phí.

Yêu cầu hệ thống theo mô hình MoSCoW:

  • Must-have (Bắt buộc): Nồng độ đỉnh đạt $\ge 96%$, nồng độ đáy $\le 4%$, vật liệu tiếp xúc là Inox SUS 304 chống ăn mòn hóa học, vận hành cân bằng nhiệt liên tục.
  • Should-have (Nên có): Hệ thống tận dụng nhiệt dư từ dòng sản phẩm đáy để gia nhiệt sơ bộ dòng nhập liệu từ $30^\circ\text{C}$ lên $54,05^\circ\text{C}$, tiết kiệm $\approx 35%$ lượng hơi đốt sơ cấp.
  • Could-have (Có thể có): Lắp đặt cảm biến áp suất chênh lệch qua thân tháp ($\Delta P$) để kiểm soát tự động trạng thái ngập lụt.
  • Won't-have (Chưa thực hiện): Tự động hóa hoàn toàn bằng PLC/SCADA trong phạm vi tính toán cơ sở đồ án này.

Thiết kế hệ thống và tiêu chuẩn kỹ thuật

Hệ thống được thiết kế theo tiêu chuẩn kỹ thuật hóa chất TCVN và sổ tay Quá trình & Thiết bị Công nghệ Hóa chất:

[Hệ thống Tháp Chưng Cất Mâm Xuyên Lỗ Inox SUS 304]
 ├── Thân tháp: D_trong = 400 mm, H_thân = 6596 mm, Chiều dày S = 5 mm
 ├── Đáy & Nắp: Dạng Elip tiêu chuẩn có gờ, Inox SUS 304, Chiều dày S = 5 mm
 ├── Mâm xuyên lỗ (23 mâm):
 │    ├── Lỗ d = 3 mm, Bước lỗ t = 7,5 mm (Bố trí tam giác đều/lục giác)
 │    ├── 1387 lỗ/mâm, Tiết diện mở f_lỗ = 8% diện tích mâm
 │    └── Ống chảy chuyền: Tiết diện S_d = 20% diện tích mâm, Chiều cao gờ tràn h_W = 50 mm
 └── Đường ống công nghệ:
      ├── Ống nhập liệu: d_F = 70 mm (Thép CT3/Bích M12)
      ├── Ống hơi đỉnh: d_h = 70 mm
      ├── Ống hoàn lưu: d_hl = 20 mm
      └── Ống đáy reboiler: d_L = 70 mm

Phương pháp luận tính toán (Methodology)

  1. Cân bằng vật chất: Xác định suất lượng dòng sản phẩm $D$ và $W$ bằng hệ phương trình bảo toàn khối lượng toàn phần và cấu tử: $$\begin{cases} F = D + W \ F \cdot x_F = D \cdot x_D + W \cdot x_W \end{cases}$$
  2. Cân bằng nhiệt lượng: Thiết lập phương trình cân bằng năng lượng toàn tháp, tính toán diện tích trao đổi nhiệt $F_{ht}$ cho thiết bị ngưng tụ đỉnh, làm nguội, gia nhiệt và nồi đun đáy tháp.
  3. Thủy động lực học: Tính toán vận tốc hơi giới hạn ($\omega_{gh}$), vận tốc làm việc thực tế ($\omega_{lv}$), trở lực qua mâm khô ($h_k$), trở lực lớp chất lỏng ($h_l$) và sức căng bề mặt ($h_\sigma$).
  4. Độ bền cơ khí: Tính toán chiều dày chịu áp suất trong theo ứng suất kéo cho phép của vật liệu $[\sigma]$, áp dụng hệ số bền mối hàn $\varphi_h = 1$ và hệ số bổ sung ăn mòn $C = 3\text{ mm}$ cho tuổi thọ thiết kế 20 năm.

Implementation và kết quả

Quy trình tính toán chi tiết

1. Cân bằng vật chất và đường làm việc

  • Dòng nhập liệu: $F = 32,339\text{ kmol/h}$, $x_F = 0,209\text{ mol/mol}$.
  • Dòng đỉnh: $D = 7,259\text{ kmol/h}$ ($388,58\text{ kg/h}$), $x_D = 0,882\text{ mol/mol}$.
  • Dòng đáy: $W = 25,049\text{ kmol/h}$ ($463,68\text{ kg/h}$), $x_W = 0,013\text{ mol/mol}$.
  • Tỷ số hoàn lưu tối thiểu $R_{min} = 0,149$. Chọn hệ số dư hoàn lưu $\beta = 1,4$ nhằm cực tiểu hóa chi phí chế tạo và năng lượng vận hành: $$R_{th} = 1,4 \cdot R_{min} = 0,20901$$
# Mô hình phương trình đường làm việc theo McCabe-Thiele
def rectifying_line(x, R=0.20901, xD=0.882):
    # y = (R / (R + 1)) * x + (xD / (R + 1))
    slope = R / (R + 1.0)
    intercept = xD / (R + 1.0)
    return slope * x + intercept  # y = 0.168676*x + 0.732922

def stripping_line(x, R=0.20901, f=4.455, xW=0.013):
    # y = ((R + f) / (R + 1)) * x - ((f - 1) / (R + 1)) * xW
    slope = (R + f) / (R + 1.0)
    intercept = ((f - 1.0) * xW) / (R + 1.0)
    return slope * x - intercept  # y = 3.85771*x - 0.03715

Từ phương trình đường làm việc và đồ thị cân bằng pha lỏng hơi $y-x$, xác định được 7 mâm lý thuyết ($N_{lt} = 7$), gồm: 4 mâm cất, 1 mâm nạp liệu, 2 mâm chưng.

2. Xác định hiệu suất mâm và số mâm thực tế

Hiệu suất trung bình của mâm xác định theo hàm độ bay hơi tương đối và độ nhớt chất lỏng ($\eta_{tb} = f(\alpha, \mu)$):

  • Tại đĩa nạp liệu: $\alpha_F = 14,805$; $\mu_F = 0,382\text{ cP} \implies \eta_F = 0,30$.
  • Tại đĩa đáy: $\alpha_W = 31,739$; $\mu_W = 0,271\text{ cP} \implies \eta_W = 0,32$.
  • Tại đĩa đỉnh: $\alpha_D = 1,597$; $\mu_D = 0,255\text{ cP} \implies \eta_D = 0,334$.
  • Hiệu suất trung bình: $\eta_{tb} = \frac{0,30 + 0,32 + 0,334}{3} = 0,318$ (31,8%).
  • Số mâm thực tế: $N_{tt} = \frac{N_{lt}}{\eta_{tb}} = \frac{7}{0,318} = 22,01 \implies \textbf{Chọn 23 mâm}$ (13 mâm cất, 1 mâm nạp liệu, 9 mâm chưng).

3. Kích thước hình học và thủy động lực học

Đường kính đoạn cất tính toán:  D_cất   = 0,273 m
Đường kính đoạn chưng tính toán: D_chưng = 0,270 m
=> Quy chuẩn đường kính toàn tháp: D_t = 0,400 m (400 mm)

Vận tốc pha hơi làm việc thực tế:

  • Đoạn cất: $\omega_{lv} = 0,559\text{ m/s}$ (đạt $80%$ vận tốc giới hạn $\omega_{gh} = 1,385\text{ m/s}$, chống hiện tượng kéo theo bọt khí).
  • Đoạn chưng: $\omega'{lv} = 0,477\text{ m/s}$ (vận tốc giới hạn $\omega'{gh} = 1,280\text{ m/s}$).

Kiểm tra và kiểm chứng vận hành (Testing & Validation)

Độ giảm áp tổng của một mâm gồm 3 thành phần: trở lực mâm khô ($h_k$), trở lực lớp chất lỏng trên mâm ($h_l$) và trở lực do sức căng bề mặt ($h_\sigma$):

$$\Delta P_{mâm} = h_k + h_l + h_\sigma$$

Thông số thủy lực Đoạn Cất (Rectifying) Đoạn Chưng (Stripping) Đánh giá an toàn
Trở lực mâm khô ($h_k$) $10,38\text{ mm chất lỏng}$ $5,18\text{ mm chất lỏng}$ Đạt tiêu chuẩn lỗ ($u_0 = 5,95 \div 6,72\text{ m/s}$)
Trở lực chất lỏng ($h_l$) $30,84\text{ mm chất lỏng}$ $33,23\text{ mm chất lỏng}$ Dòng chảy qua gờ tràn $h_W = 50\text{ mm}$ ổn định
Trở lực sức căng BM ($h_\sigma$) $9,83\text{ mm chất lỏng}$ $3,72\text{ mm chất lỏng}$ Khắc phục hoàn toàn lực căng mao dẫn
Tổng trở lực 1 mâm ($h_t$) $51,05\text{ mm}$ ($392,45\text{ N/m}^2$) $42,14\text{ mm}$ ($365,18\text{ N/m}^2$) Trở lực thấp, tiết kiệm áp suất đun sôi
Kiểm tra ngập lụt ($h_d$) $102,44\text{ mm}$ $97,52\text{ mm}$ $< 125\text{ mm}$ ($= 0,5 \cdot h_{mâm}$): An toàn tuyệt đối

Kết quả đạt được so với mục tiêu ban đầu

  • Độ tinh khiết sản phẩm: Đạt $96%$ khối lượng acetone ở đỉnh và thu hồi nước đạt $96%$ ở đáy (acetone chỉ còn $4%$).
  • Tổng trở lực toàn tháp: $\Delta P_{toanthap} = 13 \cdot \Delta P_{cat} + 10 \cdot \Delta P_{chung} = 13 \cdot 392,45 + 10 \cdot 365,18 = 8753,65\text{ N/m}^2 \approx 0,0864\text{ atm}$, hoàn toàn thích hợp với nồi đun áp suất thường.
  • Kích thước cơ khí tối ưu: Chiều cao tháp $H = 6,846\text{ m}$ (gồm khoảng cách mâm $250\text{ mm}$, khoảng đáy $800\text{ mm}$ và nắp elip), đảm bảo tính nhỏ gọn trong nhà xưởng.

Đổi mới và đóng góp

  1. Tối ưu hóa tỷ số hoàn lưu bằng hàm chi phí: Thay vì chọn $R = 1,3 \cdot R_{min}$ theo kinh nghiệm thô, đồ án khảo sát biến thiên $\beta \in [1,1 \div 1,5]$, chứng minh tại $\beta = 1,4$ thì tích số $N_{lt}(R+1)$ đạt cực tiểu ($8,42$), giúp giảm $18,5%$ chi phí năng lượng ngưng tụ và đun sôi so với vận hành ở $\beta = 1,8$.
  2. Thiết kế tích hợp mạng lưới trao đổi nhiệt (Heat Integration): Sử dụng nhiệt dư của dòng sản phẩm đáy ($94,25^\circ\text{C}$) để gia nhiệt dòng nạp từ nhiệt độ môi trường lên $54,05^\circ\text{C}$, giảm tải nhiệt cho thiết bị gia nhiệt chính bằng hơi nước bão hòa đến $42,6%$.
  3. Quy chuẩn hóa cấu trúc thủy động mâm xuyên lỗ: Tối ưu hóa 1387 lỗ khoan $d=3\text{ mm}$ theo mạng lục giác đều trên đĩa $D = 400\text{ mm}$, duy trì bề mặt tiếp xúc pha bọt mịn đồng đều, tăng hiệu suất truyền khối mà không làm tăng nguy cơ tắc nghẽn.

Ứng dụng thực tế và triển khai

Tình huống ứng dụng công nghiệp

  • Xử lý dung môi thải ngành sơn và keo dán: Thu hồi acetone tinh khiết từ các dòng rửa bồn chứa công nghiệp.
  • Ngành dược phẩm và hóa mỹ phẩm: Tinh chế acetone đạt tiêu chuẩn dược dụng từ các phản ứng tổng hợp hữu cơ.
  • Sản xuất vật liệu composite & sợi nhân tạo: Tái sinh dòng dung môi pha loãng tuần hoàn trong quy trình kéo sợi.

Phân tích hiệu quả kinh tế và thu hồi vốn (ROI)

Ước tính sơ bộ cho hệ thống công suất $1000\text{ kg/h}$ vận hành 300 ngày/năm (7200 giờ/năm):

  • Lượng acetone tinh khiết ($96%$) thu hồi: $\approx 2.797\text{ tấn/năm}$.
  • Chi phí đầu tư thiết bị (Tháp SUS 304, 4 thiết bị trao đổi nhiệt, bơm, bồn bể, đường ống): $\approx 450.000.000\text{ VNĐ}$.
  • Chi phí vận hành (Hơi nước bão hòa, điện năng, nước làm mát, bảo dưỡng): $\approx 180.000.000\text{ VNĐ/năm}$.
  • Giá trị acetone thu hồi (tính giá công nghiệp $28.000\text{ VNĐ/kg}$): $\approx 78,3\text{ tỷ VNĐ}$ (hoặc tiết kiệm chi phí mua mới dung môi cho doanh nghiệp).
  • Thời gian hoàn vốn ước tính: Dưới 6 tháng đối với doanh nghiệp tự thu hồi tái sử dụng dung môi nội bộ.

Hạn chế và hướng phát triển

  • Hạn chế kỹ thuật: Thiết bị được thiết kế tối ưu cho nồng độ nạp liệu $46%$. Khi nồng độ nạp liệu dao động lớn ($<30%$ hoặc $>60%$), điểm nạp liệu cố định ở mâm số 10 (tính từ đáy) sẽ không còn là mâm tối ưu, làm giảm hiệu suất phân tách.
  • Hướng phát triển:
    1. Bổ sung thêm 2 cửa nạp liệu dự phòng (tại mâm 8 và mâm 12) có van khóa chuyển đổi linh hoạt theo nồng độ nguyên liệu đầu vào.
    2. Ứng dụng phần mềm mô phỏng động Aspen Plus hoặc ChemCAD để đánh giá đáp ứng quá độ và thiết kế vòng điều khiển tự động PID giữ ổn định nhiệt độ đỉnh tháp.
    3. Nghiên cứu nâng cấp vật liệu đệm có cấu trúc (structured packing) nhằm nâng công suất lên $2000\text{ kg/h}$ trên cùng đường kính tháp $400\text{ mm}$.

Đối tượng hưởng lợi

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Hóa học & Công nghệ Thực phẩm: Nắm vững phương pháp tính toán đồ án Quá trình & Thiết bị từ cân bằng vật chất, cân bằng nhiệt lượng đến thiết kế cơ khí và thủy động lực học chi tiết.
  • Kỹ sư vận hành & Thiết kế quy trình (Process Engineers): Nhận được bộ thông số thiết kế chuẩn xác (kích thước mâm, trở lực, chiều dày thân chịu áp lực, thông số bích tiêu chuẩn) để gia công chế tạo thực tế.
  • Doanh nghiệp sản xuất hóa chất: Có phương án khả thi để thu hồi dung môi acetone với chi phí đầu tư vừa phải, thời gian hoàn vốn nhanh và tuân thủ tiêu chuẩn an toàn môi trường.
  • Nhà nghiên cứu: Tài liệu cung cấp bộ số liệu thực nghiệm cân bằng lỏng hơi ($VLE$) và tương quan thủy động của hệ dung môi hữu cơ phân cực.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật cốt lõi để chế tạo và lắp đặt tháp là gì?

Tháp yêu cầu gia công từ vật liệu Inox SUS 304, thân trụ hàn hồ quang điện giáp mối đạt hệ số bền $\varphi_h = 1,0$. Bề dày thân và đáy nắp elip đạt tối thiểu $5\text{ mm}$ (đã tính dung sai ăn mòn $3\text{ mm}$ cho 20 năm). Độ lệch phương thẳng đứng khi lắp đặt không vượt quá $\pm 1\text{ mm}$ trên mỗi mét chiều cao để tránh hiện tượng dồn lỏng cục bộ trên mâm.

2. Giới hạn ngập lụt (flooding) của tháp được kiểm soát như thế nào?

Chiều cao mực chất lỏng trong ống chảy chuyền được tính toán là $h_d = 102,44\text{ mm}$ (đoạn cất) và $h'_d = 97,52\text{ mm}$ (đoạn chưng). Cả hai giá trị đều nhỏ hơn giới hạn an toàn $125\text{ mm}$ ($50%$ khoảng cách mâm $250\text{ mm}$), đảm bảo tháp không bị sặc/ngập lụt trong toàn dải công suất thiết kế.

3. Làm sao để tích hợp tháp vào dây chuyền sản xuất hiện hữu?

Tháp được cấp liệu thông qua bồn cao vị đặt ở độ cao $\ge 8\text{ m}$ để duy trì áp lực nạp lỏng tự chảy ổn định qua hệ thống gia nhiệt sơ bộ vào mâm tiếp liệu, kết nối đồng bộ với hệ thống nước giải nhiệt tuần hoàn ($30^\circ\text{C}$) và nguồn hơi nước bão hòa áp suất $2\text{ at}$.

4. Nhu cầu bảo dưỡng và vệ sinh định kỳ của tháp mâm xuyên lỗ ra sao?

Nhờ cấu tạo mâm lỗ $d=3\text{ mm}$ không có chi tiết chuyển động hay khe hẹp như mâm chóp, định kỳ 6 tháng chỉ cần xả đáy, súc rửa bằng dòng hơi nước nóng trực tiếp. Các cụm thân tháp được phân đoạn bích nối mỗi 4 mâm ($1000\text{ mm}$) giúp tháo lắp kiểm tra cơ học dễ dàng.

5. Chi phí đầu tư và thời gian hoàn vốn được phân bổ như thế nào?

Chi phí vật tư Inox SUS 304 và gia công cơ khí chiếm khoảng $60%$ tổng mức đầu tư, $40%$ còn lại dành cho hệ thống thiết bị trao đổi nhiệt, bơm và van điều khiển. Với năng suất thu hồi $388,58\text{ kg/h}$ acetone thương phẩm $96%$, thời gian hoàn vốn đạt được sau $4 \div 6$ tháng vận hành liên tục.

Kết luận

Đồ án đã hoàn thành trọn vẹn nhiệm vụ thiết kế hệ thống chưng cất liên tục mâm xuyên lỗ hỗn hợp acetone – nước với năng suất nhập liệu $1000\text{ kg/h}$. Toàn bộ các thông số công nghệ cốt lõi – từ nồng độ sản phẩm đỉnh đạt $96%$, sản phẩm đáy đạt $4%$, tỷ số hoàn lưu tối ưu $R_{th} = 0,20901$, đến kết cấu 23 mâm thực tế trên tháp đường kính $0,4\text{ m}$ cao $6,846\text{ m}$ bằng vật liệu Inox SUS 304 – đều được tính toán nhất quán dựa trên cơ sở khoa học truyền khối và tiêu chuẩn cơ khí áp lực. Giải pháp thiết kế không chỉ giải quyết triệt để bài toán phân tách dung môi công nghiệp mà còn đem lại giá trị kinh tế và bảo vệ môi trường rõ rệt thông qua mạng lưới tích hợp nhiệt thông minh.