Thiết bị phản ứng khuấy trộn lý tưởng

53 11 0
  • Loading ...
1/53 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 14/04/2018, 17:46

1.2.Thiết bị phản ứng khuấy trộn lý tưởng−Thiết bị phản ứng khấy trôn lý tưởng có ba cách vận hành: vận hành liên tục, gián đoạn và bán liên tục.−Đặc trưng của loại này là quá trình khuấy trộn hoàn toàn. Do đó, hỗn hợp phản ứng đồng nhất trong tất cả các phần của thiết bị và giống với dòng ra (sản phẩm). Điều này có nghĩa là phân tố thể tích trong các phương trình cân bằng có thể được lấy là thể tích V của toàn thiết bị phản ứng. Ngoài ra thành phần và nhiệt độ tại đó phản ứng xảy ra bằng với thành phần và nhiệt độ của dòng ra.−Thiết bị phàn ứng khuấy trộn liên tục: −Tính chất của các dòng nhập liệu và sản phẩm không thay đổi theo thời gian. Như vậy hai số hạng đầu của phương trình cân bằng vật chất là không đổi. Vì hỗn hợp phản ứng trong bình có nhiệt độ không đổi và thành phần đồng nhất, vận tốc phản ứng không đổi được xác định tại nhiệt độ và thành phần của dòng sản phẩm. Ngoài ra vì điều kiện hoạt động liên tục ổn định nên không có tích tụ, nên số hạng thứ tư bằng không.Vậy phương trình cân bằng vật chất có dạng:FAo .(1 – XAo). Δt – FAo .(1 – XAf). Δt – (rA)f .V. Δt = 0Hay: (1)Với: X Ao, X Af: độ chuyển hóa trước khi và và ra khỏi thiết bị của dòng nhập liệu. : lưu lượng của dòng nhập liệu.−Nếu dòng nhập liệu có cấu tử A chưa có chuyển hóa thì X Ao = 0, khi đó: (2)−Để xác định nhiệt độ của dòng sản phẩm nhằm tính vận tốc của phản ứng, ta viết phương trình cân bằng năng lượng cho toàn thể tích hỗn hợp phản ứng V. Số hạng thứ tư trong phương trình cân bằng năng lượng bằng không. Chọn trạng thái chuẩn (nhiệt độ, áp suất, thành phần) để tính enthalpy.−Giả sử enthalpy (cho một đơn vị khối lượng kJkg) so với trạng thái chuẩn của nhập liệu là Ho và của dòng sản phẩm Hf. Nếu gọi mt là suất lượng tổng cộng của dòng nhập liệu (kgs), phương trình cân bằng năng lượng có dạng:mt.(Ho – Hf). Δt + K.S.(Tn – Tf). Δt = 0Hay:mt.(Ho – Hf) + K.S.(Tn – Tf) = 0(3)−Sự trao đổi nhiệt độ với môi trường bên ngoài được biểu diễn theo nhiệt độ môi trường ngoài Tn và nhiệt độ của hỗn hợp phản ứng Tf, hệ số truyền nhiệt tổng quát K, diện tích bề mặt truyền nhiệt S. −Nhiệt phản ứng ΔHr và vận tốc phản ứng (rA)f không xuất hiện trực tiếp trong phương trình.−Tuy nhiên, ảnh hưởng của các đại lượng này được phản ánh trong sự sai biệt enthalpy của dòng nhập liệu và dòng sản phẩm do các dòng này có nhiệt độ và thành phần khác nhau. Để tính enthalpy Hf của dòng sản phẩm, cần biết ΔHr và (rA)f. Company Logo TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC LỚP HC06TP Continuously Stired Tank Reactor (CSTR) GVHD: Thầy Trịnh Hồi Thanh Nhóm : Tơ Huỳnh Quốc Cường Nguyễn Ngọc Huệ Nguyễn Thị Vân Linh Lê Quang Minh Nguyễn Thị Triều My Đinh Ngọc Thư Bùi Cao Sỹ www.themegallery.com CƠ SỞ THUYẾT cân vật chất, lượng  Cân vật chất: www.themegallery.com CƠ SỞ THUYẾT cân vật chất, lượng  Cân lượng: www.themegallery.com CƠ SỞ THUYẾT Thiết bị phản ứng khuấy trộn tưởng Thiết bị khuấy trộn tưởng có ba cách vận hành:  Liên tục  Gián đoạn  Bán liên tục www.themegallery.com CƠ SỞ THUYẾT Thiết bị phản ứng khuấy trộn tưởng - - Được đặc trưng q trình khuấy trộn hồn tồn Phương trình cân vật chất có dạng: Với: X Ao, X Af: độ chuyển hóa trước và khỏi thiết bị dòng nhập liệu v: lưu lượng dòng nhập liệu www.themegallery.com ỨNG DỤNG Với thiết bị CSTR mô Pro/II, từ suất lượng thông số trạng thái ban đầu (nhiệt độ, áp suất ) ngun liệu mà tính tốn xác định sản phẩm tạo thành, độ chuyển hóa nguyên liệu… www.themegallery.com ỨNG DỤNG Thiết bị CSTR Pro/II ứng dụng để tính tốn trường hợp khi:  Nhiệt độ dòng nhập liệu sản phẩm  Nhiệt độ dòng nhập liệu sản phẩm khác  Từ công suất thiết bị mà biết lượng sản phẩm, mức độ chuyển hóa www.themegallery.com ỨNG DỤNG Khi thiết kế tối ưu thiết bị phản ứng, vấn đề kiểm soát thiết bị phản ứng xác định phương án thay đổi điều kiện điều hành để thiết bị phản ứng trở điều kiện tối ưu nhanh tốt điều kiện ban đầu bị thay đổi (nhiệt độ, Enthalpy )  Sử dụng pro II để khảo sát điều kiện ban đầu thay đổi nhằm xác định độ chuyển hóa đạt yêu cầu www.themegallery.com VÍ DỤ  Cho dòng nhập liệu 25oC atm với thành phần cho bảng sau: Thành phần CH3COOH C2H5OH Lượng nhập liệu (kg-mol/h) 1.8144 2.2680 Sử dụng Continuous Stirred Tank Reactor để thực phản ứng ester hóa : CH3COOH + C2H5OH ↔ CH3COOC2H5 + H2O Với điều kiện nhập liệu xác định:  Sản phẩm tạo thành  Độ chuyển hóa www.themegallery.com VÍ DỤ  B1: Tạo sơ đồ PFD cho trình www.themegallery.com BÀI TOÁN ỨNG DỤNG Bước : Thiết lập liệu khảo sát Thiết lập kết khảo sát độ chuyển hóa lượng thiết bị CSTR Click Parameter (màu đỏ) Trong cửa sổ Parameter Selection Parameter: Conversion Reaction Name: ESTER www.themegallery.com BÀI TOÁN ỨNG DỤNG Bước : Thiết lập liệu khảo sát Thiết lập kết khảo sát độ chuyển hóa lượng thiết bị CSTR www.themegallery.com BÀI TOÁN ỨNG DỤNG Bước : Thiết lập liệu khảo sát Thiết lập kết khảo sát độ lượng thiết bị CSTR Các bước thiết lập tương tự www.themegallery.com BÀI TOÁN ỨNG DỤNG Bước : Thiết lập liệu khảo sát Cửa sổ case study hồn tất: www.themegallery.com BÀI TỐN ỨNG DỤNG Bước : Thiết lập liệu thiết bị - Reactor Type: chọn Continuous Stirred Tank Reaction Set Name: chọn phản ứng xảy Thermal Specification : chọn Combined Feed Temperature : dòng có nhiệt độ dòng vào www.themegallery.com BÀI TOÁN ỨNG DỤNG Bước : Thiết lập liệu thiết bị Click Unit Reaction Definitions, click Kinetic Data (các thiết lập khác chọn mặc định PRO/II) www.themegallery.com BÀI TOÁN ỨNG DỤNG Bước : Thiết lập liệu thiết bị www.themegallery.com BÀI TOÁN ỨNG DỤNG Bước : Thiết lập liệu thiết bị Click reactor data: Reactor Volume: thể tích thiết bị CSTR: 200 m3 www.themegallery.com BÀI TỐN ỨNG DỤNG Bước : Thiết lập liệu thiết bị Click Pressure:Pressure Drop: chênh lệch áp suất: www.themegallery.com BÀI TOÁN ỨNG DỤNG Bước 8: Chạy kết mơ www.themegallery.com BÀI TỐN ỨNG DỤNG Bước 8: Chạy kết mơ www.themegallery.com BÀI TỐN ỨNG DỤNG Bước 8: Chạy kết mơ www.themegallery.com BÀI TỐN ỨNG DỤNG Bước 8: Chạy kết mô www.themegallery.com BÀI TỐN ỨNG DỤNG Nhận xét Vậy: độ chuyển hóa acid Acetic 0.9667 đạt nhiệt độ nhập liệu 45oC www.themegallery.com Company Logo www.themegallery.com ... Thiết bị khuấy trộn lý tưởng có ba cách vận hành:  Liên tục  Gián đoạn  Bán liên tục www.themegallery.com CƠ SỞ LÝ THUYẾT Thiết bị phản ứng khuấy trộn lý tưởng - - Được đặc trưng q trình khuấy. .. www.themegallery.com ỨNG DỤNG Khi thiết kế tối ưu thiết bị phản ứng, vấn đề kiểm soát thiết bị phản ứng xác định phương án thay đổi điều kiện điều hành để thiết bị phản ứng trở điều kiện tối... SỞ LÝ THUYẾT cân vật chất, lượng  Cân vật chất: www.themegallery.com CƠ SỞ LÝ THUYẾT cân vật chất, lượng  Cân lượng: www.themegallery.com CƠ SỞ LÝ THUYẾT Thiết bị phản ứng khuấy trộn lý tưởng
- Xem thêm -

Xem thêm: Thiết bị phản ứng khuấy trộn lý tưởng, Thiết bị phản ứng khuấy trộn lý tưởng

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay