Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong công nghiệp hóa chất, acetone (propan-2-one, $\text{CH}_3\text{COCH}_3$) đóng vai trò là dung môi hữu cơ quan trọng phục vụ sản xuất sơn, nhựa epoxy, polycarbonate, chất nổ, sợi tổng hợp và các sản phẩm dược phẩm. Ở quy mô công nghiệp, acetone thường được sản xuất qua quy trình cumene hoặc tổng hợp từ axit axetic với xúc tác $\text{ThO}_2$ ở nhiệt độ cao, tạo ra hỗn hợp gồm acetone và nước với nồng độ acetone ban đầu dao động quanh mức 46% - 48% theo khối lượng. Do acetone và nước tan lẫn hoàn toàn và có nhiệt độ sôi cách biệt ở điều kiện thường ($56,5^\circ\text{C}$ so với $100^\circ\text{C}$ ở $760\text{ mmHg}$), đồng thời hỗn hợp không tạo điểm đẳng phí, phương pháp chưng cất liên tục là lựa chọn kỹ thuật tối ưu để phân riêng và nâng cao độ tinh khiết của acetone.
Đồ án tập trung giải quyết bài toán thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh cho một hệ thống chưng cất công nghiệp với các nhiệm vụ và thông số ban đầu được xác định cụ thể như sau:
- Thiết kế hệ thống tháp chưng cất hoạt động liên tục loại mâm xuyên lỗ có ống chảy chuyền.
- Năng suất nhập liệu đầu vào: $G_F = 1000\text{ kg/h}$ hỗn hợp acetone – nước.
- Nồng độ nhập liệu: $\bar{x}_F = 46%$ khối lượng acetone.
- Nồng độ sản phẩm đỉnh: $\bar{x}_D = 96%$ khối lượng acetone.
- Nồng độ sản phẩm đáy: $\bar{x}_W = 4%$ khối lượng acetone (96% nước).
- Tính toán cân bằng vật chất và cân bằng năng lượng cho toàn hệ thống.
- Tính toán kích thước công nghệ, kiểm tra thủy động lực học mâm và tính toán độ bền cơ khí của tháp chưng cất.
- Tính toán, lựa chọn các thiết bị truyền nhiệt phụ trợ (thiết bị gia nhiệt, ngưng tụ, làm nguội, nồi đun đáy) và ước tính chi phí sơ bộ.
Đối tượng nghiên cứu là hệ hỗn hợp hai cấu tử acetone – nước trong điều kiện làm việc ở áp suất khí quyển ($760\text{ mmHg}$). Phạm vi đồ án giới hạn ở việc tính toán công nghệ, kết cấu cơ khí thiết bị chính và mạng lưới trao đổi nhiệt phụ trợ phục vụ quy trình chưng cất liên tục.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp tính toán thiết kế
Đồ án được xây dựng dựa trên nền tảng lý thuyết truyền khối và chuyển pha trong kỹ thuật hóa học, kết hợp với các tiêu chuẩn tính toán thiết bị cơ khí theo quy chuẩn ngành:
- Khung lý thuyết nhiệt động: Quá trình chuyển pha lỏng – hơi của hệ dung dịch thực hai cấu tử acetone – nước ở áp suất đẳng áp $760\text{ mmHg}$. Đường cân bằng pha lỏng – hơi ($x - y$) và quan hệ nhiệt độ sôi ($t - x, y$) được xác lập từ số liệu thực nghiệm nhiệt động học tiêu chuẩn.
- Phương pháp xác định số mâm lý thuyết: Sử dụng phương pháp đồ thị McCabe – Thiele để thiết lập phương trình đường làm việc phần cất và phần chưng dựa trên tỉ số hoàn lưu thích hợp $R_{th}$. Tỉ số hoàn lưu tối ưu được khảo sát thông qua quan hệ hàm chi phí $N_{lt}(R + 1)$ với hệ số dư thừa $\beta$ biến thiên từ $1,1$ đến $1,5$.
- Phương pháp xác định số mâm thực tế: Ứng dụng mô hình tương quan O'Connell để tính hiệu suất trung bình của tháp $\eta_{tb} = f(\alpha, \mu)$, trong đó $\alpha$ là độ bay hơi tương đối và $\mu$ là độ nhớt động lực học của pha lỏng tại các vị trí mâm đỉnh, đĩa nhập liệu và mâm đáy.
- Phương pháp tính toán thủy động lực học: Tính toán vận tốc giới hạn của pha hơi $\omega_{gh}$, chọn vận tốc làm việc $\omega_{lv} = 0,8 \omega_{gh}$ nhằm ngăn ngừa hiện tượng tạo bọt và cuốn sương; tính toán trở lực mâm khô ($h_k$), trở lực lớp chất lỏng ($h_l$), trở lực do sức căng bề mặt ($h_R$) và kiểm tra điều kiện ngập lụt theo tiêu chuẩn khoảng cách mâm.
- Phương pháp tính toán cơ khí thiết bị áp lực: Dựa trên các công thức chuẩn trong Sổ tay Quá trình và Thiết bị Công nghệ Hóa chất (Tập 1, 2, 3), tính toán độ bền thân tháp chịu áp suất trong (bao gồm áp suất làm việc và áp suất thủy tĩnh), tính toán chiều dày đáy/nắp elip có gờ, bích ghép thân và các ống dẫn lưu chất theo ứng suất giới hạn chảy và bền của thép không gỉ SUS304 và thép CT3.
- Nguồn dữ liệu tra cứu: Số liệu nhiệt động học lỏng – hơi, ẩn nhiệt hóa hơi, khối lượng riêng, độ nhớt, sức căng bề mặt được tra cứu trực tiếp từ các tài liệu chuyên ngành kỹ thuật hóa học trong nước và quốc tế.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan
Chương 1 trình bày đặc tính lý - hóa học của nguyên liệu acetone và nước, các ứng dụng công nghiệp của acetone trong tổng hợp hữu cơ, dược phẩm và vật liệu. Tác giả phân tích các công nghệ sản xuất acetone quy mô công nghiệp (phương pháp cumene, oxy hóa propylene, lên men...). Tiếp theo, chương cung cấp cơ sở lý thuyết về chưng cất liên tục và tiến hành so sánh kỹ thuật giữa các loại thiết bị: tháp chêm, tháp mâm chóp và tháp mâm xuyên lỗ. Kết quả so sánh chỉ ra rằng tháp mâm xuyên lỗ có cấu tạo cơ khí đơn giản, trở lực thấp, hiệu suất truyền khối tương đối cao và có khả năng làm việc với chất lỏng chứa cặn bẩn, hoàn toàn phù hợp với đặc tính tách của hệ acetone – nước vốn có độ chênh lệch nhiệt độ sôi lớn và không xuất hiện điểm đẳng phí.
Chương 2: Quy trình công nghệ
Chương 2 mô tả chi tiết sơ đồ công nghệ hệ thống chưng cất liên tục:
- Hỗn hợp nguyên liệu 46% acetone từ bồn chứa (1) được bơm (2) đưa lên bồn cao vị (3), sau đó tự chảy qua thiết bị trao đổi nhiệt tận dụng nhiệt (4) với dòng sản phẩm đáy để nâng nhiệt độ lên $54,051^\circ\text{C}$.
- Hỗn hợp tiếp tục đi qua thiết bị gia nhiệt nhập liệu (5) sử dụng hơi nước bão hòa để đạt trạng thái lỏng sôi ở $64,329^\circ\text{C}$ trước khi nạp vào đĩa tiếp liệu của tháp chưng cất (6).
- Dòng hơi tại đỉnh tháp có nồng độ 96% khối lượng acetone ở $57,626^\circ\text{C}$ đi vào thiết bị ngưng tụ hoàn toàn (7). Dòng lỏng ngưng tụ qua bộ phận phân dòng (8): một phần được hồi lưu về đỉnh tháp với tỉ số hoàn lưu tối ưu $R_{th} = 0,20901$, phần còn lại qua thiết bị làm nguội (9) hạ nhiệt độ xuống $35^\circ\text{C}$ để chuyển vào bồn chứa sản phẩm đỉnh (10).
- Dòng lỏng ở đáy tháp (4% acetone) vào nồi đun đáy (11) để bốc hơi tái cấp nhiệt cho tháp; phần lỏng đáy thải ra được đưa qua thiết bị trao đổi nhiệt (4) hạ xuống $50^\circ\text{C}$ trước khi xả vào bồn chứa sản phẩm đáy (12).
Chương 3: Cân bằng vật chất
Chương 3 chuyển đổi các nồng độ khối lượng sang nồng độ phần mol:
- Nồng độ phần mol: $x_F = 0,209$; $x_D = 0,882$; $x_W = 0,013$.
- Khối lượng phân tử trung bình: $M_F = 26,364\text{ kg/kmol}$; $M_D = 53,265\text{ kg/kmol}$; $M_W = 18,511\text{ kg/kmol}$.
- Suất lượng mol các dòng: $F = 32,339\text{ kmol/h}$; $D = 7,259\text{ kmol/h}$ ($386,65\text{ kg/h}$); $W = 25,049\text{ kmol/h}$ ($463,68\text{ kg/h}$).
Khảo sát hệ số dư thừa hoàn lưu $\beta$ từ $1,1$ đến $1,5$, xác định tỉ số hoàn lưu thích hợp đạt giá trị tối ưu tại $\beta = 1,4$ với $R_{th} = 0,20901$ (ứng với giá trị cực tiểu $N_{lt}(R+1) = 8,42$). Phương trình đường làm việc được xác lập:
- Đường làm việc phần cất: $y = 0,168676x + 0,732922$
- Đường làm việc phần chưng: $y = 3,85771x - 0,03715$
Xác định số mâm lý thuyết qua đồ thị là $N_{lt} = 7$ mâm (gồm 4 mâm cất, 1 mâm nhập liệu, 2 mâm chưng). Hiệu suất trung bình của tháp tính toán được là $\eta_{tb} = 0,318$ (tính từ hiệu suất cục bộ: đỉnh 0,300; nhập liệu 0,334; đáy 0,320), từ đó quy đổi ra số mâm thực tế $N_{tt} = 23$ mâm (13 mâm cất, 1 mâm nhập liệu, 9 mâm chưng).
Chương 4: Tính toán thiết kế tháp chưng cất
Chương 4 thực hiện tính toán chi tiết về kích thước công nghệ và kết cấu cơ khí tháp:
- Đường kính tháp: Tính toán thủy lực cho ra đường kính đoạn cất $D_{cất} \approx 0,34\text{ m}$ và đoạn chưng $D_{chưng} \approx 0,27\text{ m}$. Tác giả quy chuẩn chọn đường kính chung cho toàn tháp là $D_t = 0,4\text{ m}$ ($400\text{ mm}$). Tốc độ hơi làm việc thực tế: phần cất $0,559\text{ m/s}$, phần chưng $0,477\text{ m/s}$.
- Cấu tạo mâm xuyên lỗ: Mâm bằng inox SUS304, bố trí lỗ tam giác đều (lục giác ngoài) với đường kính lỗ $d_l = 3\text{ mm}$, bước lỗ bằng 2,5 lần đường kính lỗ, tổng diện tích lỗ chiếm 8% diện tích mâm ($1387\text{ lỗ/mâm}$). Tiết diện ống chảy chuyền và gờ tràn chiếm 20% diện tích mâm, chiều cao gờ tràn $h_w = 50\text{ mm}$, chiều dài gờ tràn $L_w = 0,2906\text{ m}$.
- Kiểm tra thủy động lực học: Tổng trở lực một mâm phần cất là $51,05\text{ mm chất lỏng}$ ($392,45\text{ N/m}^2$), phần chưng là $42,14\text{ mm chất lỏng}$ ($365,18\text{ N/m}^2$). Với khoảng cách giữa 2 mâm chọn $h_{mâm} = 250\text{ mm}$, chiều cao mực chất lỏng trong ống chảy chuyền kiểm tra đạt $102,44\text{ mm} < 125\text{ mm}$ (phần cất) và $97,52\text{ mm} < 125\text{ mm}$ (phần chưng), đảm bảo hệ thống không bị ngập lụt khi vận hành.
- Chiều cao tháp: Chiều cao thân tháp $H_{thân} = 6,596\text{ m}$; chiều cao hai đáy và nắp elip $0,125\text{ m} \times 2$. Chiều cao toàn bộ tháp là $H = 6,846\text{ m}$.
- Tính toán cơ khí: Thân, đáy và nắp tháp chế tạo từ thép không gỉ SUS304 hàn giáp mối bằng phương pháp hồ quang tay ($\varphi_h = 1$). Áp suất tính toán thân $P_{tt} = 0,1628\text{ MPa}$ ở $100^\circ\text{C}$. Chiều dày tính toán thân sau khi cộng hệ số ăn mòn ($2\text{ mm}$ cho 20 năm làm việc) và sai lệch chế tạo cho ra chiều dày thực tế chọn $S = 5\text{ mm}$ đồng nhất cho thân, đáy và nắp.
- Bích và ống dẫn: Sử dụng 8 cặp bích liền không cổ bằng SUS304 ghép các đoạn thân tháp (đường kính ngoài $515\text{ mm}$, 20 bu lông M16, đệm cao su cách nhiệt dày $3\text{ mm}$). Đường kính các ống dẫn bằng thép CT3: ống nhập liệu $d_F = 70\text{ mm}$, ống hơi đỉnh $d_h = 70\text{ mm}$, ống hoàn lưu $d_{hl} = 20\text{ mm}$, ống hơi đáy $d_{hđ} = 70\text{ mm}$, ống lỏng vào nồi đun $d_L = 70\text{ mm}$.
Chương 5: Tính toán thiết bị truyền nhiệt và thiết bị phụ
Chương 5 thiết lập cân bằng nhiệt lượng toàn hệ thống và tính toán diện tích bề mặt truyền nhiệt cho các thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm hoặc ống lồng ống:
- Thiết bị ngưng tụ sản phẩm đỉnh: ngưng tụ hoàn toàn hơi đỉnh ở $57,626^\circ\text{C}$, xác định suất lượng nước làm mát và bề mặt truyền nhiệt.
- Thiết bị làm nguội sản phẩm đỉnh: làm mát dòng acetone thương phẩm từ $57,626^\circ\text{C}$ xuống $35^\circ\text{C}$.
- Nồi đun đáy tháp: cấp nhiệt gián tiếp bằng hơi nước bão hòa để đun sôi dòng lỏng đáy ở $94,254^\circ\text{C}$.
- Thiết bị trao đổi nhiệt giữa dòng nhập liệu và sản phẩm đáy: tận dụng nhiệt thừa dòng đáy để nâng nhiệt nguyên liệu từ nhiệt độ ban đầu lên $54,051^\circ\text{C}$, đồng thời làm nguội dòng đáy xả ra bồn chứa xuống $50^\circ\text{C}$.
- Thiết bị gia nhiệt nhập liệu: sử dụng hơi nước bão hòa để gia nhiệt tiếp dòng nhập liệu từ $54,051^\circ\text{C}$ đến nhiệt độ sôi $64,329^\circ\text{C}$.
- Tính toán thủy lực tổn thất áp suất trên đường ống, trở lực qua các cụm trao đổi nhiệt và tính toán lớp cách nhiệt cho hệ thống.
Chương 6: Tính toán chi phí
Chương 6 tổng hợp dự toán chi phí chế tạo sơ bộ cho toàn bộ hệ thống chưng cất, bao gồm chi phí vật liệu chế tạo tháp chính (SUS304), hệ thống đường ống và bích (thép CT3), hệ thống thiết bị truyền nhiệt phụ trợ, bơm lưu chất và chi phí phụ kiện lắp đặt.
Kết quả và thông số thiết kế chính
Các kết quả tính toán kỹ thuật chính của hệ thống chưng cất hỗn hợp acetone – nước được tổng hợp trong bảng số liệu dưới đây:
| Hạng mục thông số |
Giá trị tính toán |
Đơn vị |
| Năng suất nhập liệu ($G_F$) |
1000 |
$\text{kg/h}$ |
| Suất lượng sản phẩm đỉnh ($G_D$) |
386,65 |
$\text{kg/h}$ |
| Suất lượng sản phẩm đáy ($G_W$) |
463,68 |
$\text{kg/h}$ |
| Nồng độ mol nhập liệu ($x_F$) |
0,209 (46% wt) |
$\text{mol/mol}$ |
| Nồng độ mol sản phẩm đỉnh ($x_D$) |
0,882 (96% wt) |
$\text{mol/mol}$ |
| Nồng độ mol sản phẩm đáy ($x_W$) |
0,013 (4% wt) |
$\text{mol/mol}$ |
| Tỉ số hoàn lưu thích hợp ($R_{th}$) |
0,20901 |
— |
| Số mâm lý thuyết ($N_{lt}$) |
7 (4 cất, 1 nhập liệu, 2 chưng) |
mâm |
| Hiệu suất trung bình tháp ($\eta_{tb}$) |
0,318 |
— |
| Số mâm thực tế ($N_{tt}$) |
23 (13 cất, 1 nhập liệu, 9 chưng) |
mâm |
| Đường kính thân tháp ($D_t$) |
0,4 (400) |
$\text{m (mm)}$ |
| Khoảng cách giữa hai mâm ($h_{mâm}$) |
250 |
$\text{mm}$ |
| Chiều cao thân tháp ($H_{thân}$) |
6,596 |
$\text{m}$ |
| Tổng chiều cao tháp ($H$) |
6,846 |
$\text{m}$ |
| Số lỗ trên một mâm |
1387 (bố trí lục giác đều, $d_l=3\text{ mm}$) |
lỗ |
| Vật liệu chế tạo thân, nắp, đáy, mâm |
Thép không gỉ Inox SUS304 |
— |
| Bề dày thân, nắp và đáy tháp ($S$) |
5 |
$\text{mm}$ |
| Tổng trở lực một mâm đoạn cất |
51,05 ($392,45$) |
$\text{mm lỏng (N/m}^2\text{)}$ |
| Tổng trở lực một mâm đoạn chưng |
42,14 ($365,18$) |
$\text{mm lỏng (N/m}^2\text{)}$ |
| Nhiệt độ dòng nhập liệu vào tháp ($t_F$) |
64,329 |
$^\circ\text{C}$ |
| Nhiệt độ đỉnh tháp ($t_D$) |
57,626 |
$^\circ\text{C}$ |
| Nhiệt độ đáy tháp ($t_W$) |
94,254 |
$^\circ\text{C}$ |
Đồ án đã đề xuất giải pháp tận dụng nhiệt hợp lý bằng cách thiết kế cụm trao đổi nhiệt chéo giữa dòng sản phẩm đáy có nhiệt độ cao ($94,254^\circ\text{C}$) với dòng nhập liệu ban đầu, giúp gia nhiệt sơ bộ dòng nạp lên $54,051^\circ\text{C}$, qua đó tiết kiệm đáng kể lượng hơi nước bão hòa cần cung cấp tại thiết bị gia nhiệt chính.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế: Các tính toán nhiệt động học và truyền khối trong đồ án giả định hệ thống hoạt động ở trạng thái hoàn toàn ổn định tại áp suất khí quyển $760\text{ mmHg}$; chưa xét đến động học quá trình khởi động hoặc dao động thành phần nồng độ đầu vào. Việc tính toán đường kính đoạn chưng và đoạn cất cho kết quả khác nhau nhưng được quy chuẩn hóa về một đường kính duy nhất $D_t = 0,4\text{ m}$ theo tiêu chuẩn cơ khí chế tạo.
- Hướng phát triển tiếp: Cần nghiên cứu phát triển vòng điều khiển tự động hóa (PID) cho lưu lượng hồi lưu và công suất cấp nhiệt đáy tháp; khảo sát chi tiết hơn sự biến thiên áp suất thực tế dọc theo chiều cao tháp và tối ưu hóa kết cấu mâm nhằm giảm thiểu hơn nữa trở lực thủy lực của pha khí.
Giá trị tham khảo
Đồ án là tài liệu tham khảo chuyên ngành hữu ích đối với sinh viên, học viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Hóa học, Kỹ thuật Hóa dược, Công nghệ Thực phẩm và Kỹ thuật Môi trường khi thực hiện học phần Đồ án Quá trình và Thiết bị hoặc Khóa luận tốt nghiệp.
Nội dung đồ án có giá trị thực hành cao ở các phần:
- Phương pháp tính toán cân bằng pha và xây dựng đường làm việc cho hỗn hợp hai cấu tử có độ phân cực cao.
- Trình tự tính toán thủy động lực học mâm xuyên lỗ (trở lực mâm, kiểm tra ngập lụt, phân bố lỗ theo mạng lục giác đều).
- Quy trình tính toán cơ khí thiết bị áp lực chịu ăn mòn hóa học (thân, nắp elip, mối ghép bích, ống dẫn) dựa trên tiêu chuẩn thiết bị hóa chất Việt Nam.
Câu hỏi thường gặp
1. Tại sao đồ án lựa chọn tháp mâm xuyên lỗ mà không chọn tháp mâm chóp hay tháp chêm?
Hệ acetone – nước có độ chênh lệch nhiệt độ sôi tương đối lớn ($56,5^\circ\text{C}$ so với $100^\circ\text{C}$) và không có điểm đẳng phí, quá trình phân riêng diễn ra tương đối thuận lợi. Tháp mâm xuyên lỗ có hiệu suất truyền khối đạt yêu cầu, trở lực thấp hơn tháp mâm chóp, cấu tạo cơ khí đơn giản hơn, dễ chế tạo, chi phí đầu tư thấp hơn và ít bị tắc nghẽn khi chất lỏng có cặn bẩn so với tháp chêm hay tháp mâm chóp.
2. Tỉ số hoàn lưu thích hợp $R_{th} = 0,20901$ được xác định trên nguyên tắc nào?
Tác giả xác định tỉ số hoàn lưu tối ưu dựa trên bài toán kinh tế kỹ thuật: khi tăng tỉ số hoàn lưu, số mâm lý thuyết giảm nhưng đường kính tháp, lượng nhiệt đun đáy và lượng nước làm mát ngưng tụ đều tăng. Khảo sát hệ số dư thừa $\beta$ từ $1,1$ đến $1,5$ cho thấy hàm mục tiêu $N_{lt}(R+1)$ đạt cực tiểu tại $\beta = 1,4$, tương ứng với điểm chi phí đầu tư và vận hành tối ưu nhất, cho ra $R_{th} = 0,20901$.
3. Hiệu suất trung bình của tháp ($\eta_{tb} = 0,318$) được tính toán từ các vị trí nào?
Hiệu suất trung bình được tính theo mô hình tương quan giữa độ bay hơi tương đối $\alpha$ và độ nhớt chất lỏng $\mu$ tại 3 vị trí đặc trưng trong tháp:
- Đỉnh tháp: $\eta_{đỉnh} = 0,300$ ($x_D = 0,882; t_D = 57,626^\circ\text{C}$).
- Đĩa nhập liệu: $\eta_{nhập liệu} = 0,334$ ($x_F = 0,209; t_F = 64,329^\circ\text{C}$).
- Đáy tháp: $\eta_{đáy} = 0,320$ ($x_W = 0,013; t_W = 94,254^\circ\text{C}$).
Giá trị trung bình cộng của 3 vị trí này là $\eta_{tb} = (0,300 + 0,334 + 0,320)/3 = 0,318$.
4. Chiều dày thực tế của thân tháp và nắp/đáy được lựa chọn là bao nhiêu và căn cứ vào đâu?
Chiều dày thân và đáy/nắp được chọn đồng nhất là $S = 5\text{ mm}$ bằng thép không gỉ SUS304. Chiều dày tính toán chịu áp suất trong $P_{tt} = 0,1628\text{ MPa}$ rất nhỏ ($< 1\text{ mm}$), tuy nhiên phải cộng thêm lượng bổ sung do ăn mòn hóa học $C_a = 2\text{ mm}$ (tốc độ ăn mòn $0,1\text{ mm/năm}$ cho 20 năm làm việc), sai lệch khi chế tạo, dung sai cán và làm tròn quy chuẩn cơ khí để đảm bảo độ cứng vững cho tháp thẳng đứng cao $6,846\text{ m}$.
5. Dòng nhập liệu được nâng nhiệt qua những giai đoạn nào trước khi vào đĩa tiếp liệu?
Dòng nhập liệu 46% acetone được nâng nhiệt qua 2 giai đoạn liên tiếp:
- Qua thiết bị trao đổi nhiệt tận dụng nhiệt dòng đáy: gia nhiệt sơ bộ từ nhiệt độ môi trường lên $54,051^\circ\text{C}$.
- Qua thiết bị gia nhiệt nhập liệu sử dụng hơi nước bão hòa: gia nhiệt từ $54,051^\circ\text{C}$ lên đến nhiệt độ sôi bão hòa $64,329^\circ\text{C}$ trước khi đưa vào đĩa nhập liệu của tháp.
Kết luận
Đồ án đã hoàn thành trọn vẹn nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật hệ thống chưng cất liên tục mâm xuyên lỗ tách hỗn hợp acetone – nước năng suất $1000\text{ kg/h}$, đảm bảo chất lượng sản phẩm đỉnh đạt 96% và đáy đạt 4% khối lượng acetone. Toàn bộ các thông số công nghệ cốt lõi gồm đường kính tháp $0,4\text{ m}$, chiều cao $6,846\text{ m}$, 23 mâm thực tế cùng kết cấu cơ khí bằng thép không gỉ SUS304 đều được tính toán nhất quán, thỏa mãn các tiêu chuẩn kiểm tra ngập lụt và an toàn áp lực. Hệ thống trao đổi nhiệt phụ trợ được bố trí hợp lý, giúp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng nhiệt trong toàn bộ dây chuyền sản xuất.
