Thông tin tài liệu
2/6/2012 Chuong 1- Khai niem mo dau 1
KỸ THUẬT PHẢN
ỨNG
Chemical Reaction Engineering
Vuõ Baù Minh
Bm Maùy Thieát bò – ÑH Baùch Khoa TP.HCM
2/6/2012 Chuong 1- Khai niem mo dau 2
Tài liệu tham khảo
1) Vũ Bá Minh, “Quá trình & TB trong công
nghệ hóa học- tập 4” , Nxb Đại học QG
TP.HCM.
2) Octave Levenpiels; “Chemical Reaction
Engineering”, John Wiley&sons, 1999.
3) H. Scot Foggler, “Elements of Chemical
Reaction Engineering”,International
students edition, 1989.
2/6/2012 Chuong 1- Khai niem mo dau 3
Tài liệu đọc thêm
1) E.B.Nauman, “Chemical Reactor Design”, John
Wiley & sons, 1987.
2) Stanley M. Walas, “Reaction Kinetics for
Chemical Engineers”,Int. Student Edition, 1990.
3) Coulson & Richardsons, “Chemical
Engineering – Vol 6”,Elsevier, 1979.
4) Richard M. Felder, “Elementary Principles of
Chemical Processes”, John Wiley & sons, 2000.
2/6/2012 Chuong 1- Khai niem mo dau 4
Kỹ thuật phản ứng đồng thể
(Homogeneous chemical reaction eng.)
Kỹ thuật phản ứng dị thể
(Heterogeneous chemical reaction eng.)
2/6/2012 Chuong 1- Khai niem mo dau 5
Kỹ thuật phản ứng đồng thể
• Chương 1: Khái niệm mở đầu
(Introduction to Chem. Reaction Eng.)
• Chương 2: Xử lý dữ kiện động học
• (Interpretation of Chemical Kinetics Data)
• Chương 3: Phương trình thiết kế (Design Equation)
• Chương 4: Áp dụng phương trình thiết kế
• (Application of Design Equation)
• Chương 5: Hiệu ứng nhiệt độ. (Temperature Effects)
• Chương 6: Dòng chảy thực (Real Flow)
2/6/2012 Chuong 1- Khai niem mo dau 6
Chương 1: Khái niệm mở đầu
QUÁ TRÌNH
VẬT LÝ HÓA HỌC
THUẬN NGHỊCH
K. THUẬN NGHỊCH
TH. NGHỊCH
K. THUẬ
N
NG
TRUYỀN KHỐI
CƠ, NHIỆT
CÂN BẰNG PHA
Cân bằng P.Ư
2/6/2012 Chuong 1- Khai niem mo dau 7
Chương 1: Khái niệm mở đầu
_
• Thiết kế thiết bị phản ứng (T.B.P.Ư)
không có khuôn mẫu,
có thể có nhiều bản thiết kế,
bản thiết kế tối ưu về kinh tế.
Liên quan đến nhiều lĩnh vực khác nhau:
Nhiệt động lực học,
Động hóa học,
Cơ lưu chất,
Truyền nhiệt;
Truyền khối.
2/6/2012 Chuong 1- Khai niem mo dau 8
Các quá trình trong qui trình sản xuất công nghiệp
2/6/2012 Chuong 1- Khai niem mo dau 9
Trước khi thiết kế cần trả lới hai câu hỏi sau:
1. Phản ứng nào là phản ứng chính ?
2. Tốc độ phản ứng đó như thế nào ?
Câu hỏi 1 liên quan đến nhiệt động lực học.
Câu hỏi 2 liên quan đến các quá trình vận
tốc như: động hóa học, truyền nhiệt,
truyền khối…
2/6/2012 Chuong 1- Khai niem mo dau 10
1.1. Động hóa học
(Chemical Kinetics)
• “Động học là cách mà thiên nhiên ngăn
ngừa mọi quá trình xảy ra cùng một
lúc”.
• S.E. LeBlanc
[...]... Chuong 1- Khai niem mo dau 14 1.3 Phân lọai phản ứng Đồng thể Không xúc tác Có xúc tác Phản ứng pha khí Dị thể 2/6/2012 Phản ứng pha lỏng Phản ứng cháy cuả ngọn lửa Phản ứng cháy của than Nung quặng Axit + chất rắn Hấp thu + phản ứng Phản ứng ở thể keo Chuong 1- Khai niem mo dau Tổng hợp ammoniac Oxit hóa ammoniac HNO3 Phản ứng cracking, reforming Tổng hợp metanol 15 1.4 Định nghĩa vận tốc phản ứng ... • Nghiên cứu tốc độ phản ứng hóa học và cơ chế phản ứng 1 Phản ứng đơn và phản ứng đa hợp (single &multiple reaction) 2 Phản ứng sơ đẳng & không sơ đẳng (elementary & non elementary reaction) 3 Cân bằng cho phản ứng thuận nghịch sơ đẳng ( Chemical Equilibrium) 4 5 Bậc phản ứng (Reaction Order) Sự phụ thuộc nhiệt độ – định luật Arrhénius (Temperature dependency) 2/6/2012 Chuong 1- Khai niem mo dau 11... của hệ đẳng áp 2/6/2012 Chuong 2-Xu ly du kien dong hoc 3 Các phương pháp xử lý số liệu động học 1 Phương pháp tích phân 2 Phương pháp vi phân 3 Phương pháp thời gian bán sinh (half-life time) 4 Phương pháp tốc độ phản ứng ban đầu (Intial reaction rate) 2/6/2012 Chuong 2-Xu ly du kien dong hoc 4 2.1 Thiết bị phản ứng gián đọan có thể tích không đổi (thể tích hỗn hợp phản ứng) • V = const 1 dN i 1 d(C... Chuong 1- Khai niem mo dau 21 Bình phản ứng khuấy trộn 2/6/2012 Chuong 1- Khai niem mo dau 22 Bình ống Thiùởt bừ phaón ỷỏng Naphtha vaõ khủ hoaõn lỷu 2/6/2012 Chuong 1- Khai niem mo dau 23 Kết hợp giữa hình dạng và phương pháp vận hành sẽ có bao nhiêu dạng thiết bị phản ứng ? 2/6/2012 Chuong 1- Khai niem mo dau 24 Chương 2: Xử lý dữ kiện động học (Interpretation of Kinetic Data) 2/6/2012 Chuong 2-Xu ly... kg.h W dt Chuong 1- Khai niem mo dau 20 1.5 Phân lọai thiết bị phản ứng 1) Phương pháp vận hành /họat động (Mode of Operation) Gián đọan (batch/ unsteady state) Liên tục (continuous / steady state) Bán liên tục (semi continuous) 2) Hình dạng thiết bị phản ứng Khuấy trộn lý tưởng (Ideal Mixing-Stirred Tank) Ống/ Đẩy lý tưởng (Ideal Plug Flow Reaactor) 3) Số pha của hỗn hợp phản ứng Đồng thể... dụng trên m3 cơ thể trong một giây Cho biết 2.816 KJ / mol glucose 2/6/2012 Chuong 1- Khai niem mo dau 18 Các yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc phản ứng Phản ứng đồng thể Áp suất Nhiệt độ Nồng độ Phản ứng dị thể … Truyền khối giữa hai pha Truyền nhiệt Giai đọan kiểm sóat vận tốc (rate controlling step) 2/6/2012 Chuong 1- Khai niem mo dau 19 Thí dụ 1.3 • Hóa chất A → 2R, thiết bị chêm bằng hạt cầu không... thermodynamics) Nhiệt hấp thu hoặc phóng thích Mức độ phản ứng 1 Nhiệt phản ứng (Heat of reaction) 2 Cân bằng hóa học (Chemical Equilibrium) 2/6/2012 Chuong 1- Khai niem mo dau 12 1 Nhiệt phản ứng T H r,T H r,T 0 C dT p T0 C p (N i C pi ) sp (N C i pi ) tc H r,T H r,T0 (N i C pi ) sp (T T0 ) (N i C pi ) tc (T T0 ) 2/6/2012 Chuong 1- Khai niem mo dau 13 2 Cân bằng hóa học 0 F... 2-Xu ly du kien dong hoc 1 • Phương trình vận tốc: Đặc trưng cho phản ứng Được xác định từ: lý thuyết, mô hình cho trước, thực nghiệm Hai giai đọan: phụ thuộc nồng độ và sự phụ thuộc nhiệt độ 2/6/2012 Chuong 2-Xu ly du kien dong hoc 2 Thiết bị phản ứng thí nghiệm có thể họat động gián đọan hoặc liên tục Theo dõi mức độ phản ứng: 1 Nồng độ của một cấu tử 2 Tính chất vật lý của hỗn hợp 3 Áp... ra sản phẩm cháy 108 kg/s Nếu quá trình cháy hòan tòan, tìm vận tốc phản ứng của hydrogen và oxygen • 2/6/2012 H2 1 O2 H 2O 2 Chuong 1- Khai niem mo dau 17 Thí dụ 1.2 • Một người nặng 75 kg tiêu thụ khỏang 6.000 kJ thực phẩm mỗi ngày Giả sử tất cả thực phẩm là glucose và phản ứng tổng quát như sau • C6 H12 O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O • - ΔHr = 2.816 kJ • Tính tốc độ biến dưỡng theo số mol oxygen sử dụng... tích hỗn hợp phản ứng Dựa trên một đơn vị thể tích bình phản ứng Dựa trên một đơn vị diện tích bề mặt tiếp xúc pha Dựa trên một đơn vị khối lượng chất xúc tác 2/6/2012 1 dN i ri , mol/ m 3 h V dt ri ' 1 dN V b dt 1 dN ri S dt 1 dN ''' ri W dt '' Chuong 1- Khai niem mo dau i , mol/m 3 h i , mol/ m 2 h i , mol/ kg h 16 Thí dụ 1.1 • Một động cơ hỏa tiễn đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu gồm H2 . thu + phản ứng
Phản ứng ở thể keoPhản ứng cháy cuả ngọn
lửa
Dị thể
Phản ứng pha lỏngPhản ứng pha khí
Có xúc tácKhông xúc tácĐồng thể
2/6/2012 Chuong 1- Khai. Chuong 1- Khai niem mo dau 11
1.1. Động hóa học
(Chemical Kinetics)
• Nghiên cứu tốc độ phản ứng hóa học và cơ chế
phản ứng.
1. Phản ứng đơn và phản ứng đa
Ngày đăng: 17/02/2014, 07:20
Xem thêm: Tài liệu KỸ THUẬT PHẢN ỨNG - VŨ BÁ MINH doc, Tài liệu KỸ THUẬT PHẢN ỨNG - VŨ BÁ MINH doc