Kỹ thuật thiết bị phản ứng

Các khái niệm cơ bảnPhản ứng trong hệ đồng nhất (thiết bị lý tưởng)Động họcXứ lý số liệu trong thiết bị phản ứng gián đoạnThiết kế thùng phản ứngThùng phản ứng đơn giản, song song, phức tạpẢnh hưởng của nhiệt độ, áp suấtChọn lựa thiết bị
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kỹ thuật thiết bị phản ứngKỹ thuật thiết bị phản ứng TS. Lê Minh ĐứcKhoa Hoá, Trường Đại học Bách Khoa Đại học Đà Nẵng 1 Tài liệu tham khảoNguyễn Hoa Toàn, Động hoá học và thiết bịphản ứng trong công nghiệp Hoá học, 1999Vũ Bá Minh, Kỹ thuật phản ứng, 1999 (lưuhành nội bộ, Trường ĐH Kỹ thuật tp HCMNgô Thị Nga, Kỹ thuật phản ứng, 2002O. Levelspiel, Chemical reaction Engineering,1999, Third edition, J. Wiley & SonLê Thị Như Ý, Bài giảng Kỹ thuật, thiết bịphản ứng, ĐH Bách Khoa ĐN 2 Nội dungCác khái niệm cơ bảnPhản ứng trong hệ đồng nhất (thiết bị lý tưởng) Động học Xứ lý số liệu trong thiết bị phản ứng gián đoạn Thiết kế thùng phản ứng Thùng phản ứng đơn giản, song song, phức tạp Ảnh hưởng của nhiệt độ, áp suất Chọn lựa thiết bị 3Dòng chảy thực Các khái niệm Nối tiếp thiết bịPhản ứng xúc tác pha rắnPhản ứng không có xúc tác 4 Các khái niệm cơ bảnPhân loại phản ứngCác biến ảnh hưởng tốc độ phản ứngĐịnh nghĩa tốc độ phản ứng 5 Phản ứng đồng nhất trong thiết bị lý tưởngLoại TB phản ứng đơn 6Phương trình tốc độ 78 Tốc độ phụ thuộc nồng độLoại phản ứng Đơn giản: chỉ có 1 phương trình tỷ lượng, phương trình tốc độ Phức tạp: nhiều phương trình tỷ lượng, tốc độ • Song song • Nối tiếp 9Xét phản ứng đơn giảnGiả sử, phản ứng khống chế bởi sự va chạm của các hạt A, B,thì tốc độ phản ứng sẽ tỷ lệ với số lần va chạm của hạt A và B.Nhưng tại một nhiệt độ nào đó, số lần va chạm lại tỷ lệ với nồng độ Phản ứng sơ đẳng (elementary reaction) Phản ứng không sơ đẳng 10 Bậc phản ứng Bậc phản ứng a theo A, b theo B, n là bậc chungHằng số tốc độ k có thứ nguyênVới phản ứng bậc 1, k có thứ nguyên 11Biểu diễn tốc độ phản ứng sơ đẳng 12Phản ứng không sơ đẳng 13 Các mô hình động học của phản ứng không cơbảnGiải thích bằng: giả sử phản ứng là kết quả củamột loạt các phản ứng cơ bản Các dấu * biểu diễn các hợp chất trung gian 14 Các loại hợp chất trung gian*Gốc tự do (free radical):nguyên tử,mảnh phân tử có một hay nhiềuelectron chưa cặp đôi*Ion hoặc các hợp chất có cực: nguyên tử, phân tử, mảnh phân tử cómang điện*Phân tử: R tồn tại trong thời gian rất ngắn,nồng độ nhỏ, R là hợp chấttrung gian hoạt động 15Các dạng phản ứng *Phản ứng không tạo nhánh (nonchain reactions) *Phản ứng tạo nhánh Ví dụ 1: 16 Cơ chế mạch, gốc tự do (free radicals, chain reaction mechanism)Ví dụ 2: Cơ chế không tạo mạch, chất trung gian phân tử Cơ chế không phát triển mạch, phức trung gian 17 Ảnh hưởng của nhiệt độQuy luật Arrhenius E: constant 18 Năng lượng hoạt hoá và nhiệt độ1. Quan hệ lnk – 1/ T là đường thẳng. E lớn, độ dốc lớn2. Phản ứng có E lớn, nhạy nhiệt3. Một phản ứng bất kỳ, ở nhiệt độ thấp phản ứng nhạy nhiệt hơn nhiệt độ cao4. Theo Arrhenius, giá trị ko không ảnh hưởng độ nhạy nhiệt. 19 Nghiên cứu cơ chế phản ứngNghiên cứu phản ứng: hệ số tỷ lượng, độnghọc, cơ chế phản ứngMột vài thông tin cần chú ý Hệ số TL: phản ứng đơn giản hay phức tạp Hệ số TL: sơ đẳng hay không sơ đắng Pt tỷ luợng, pt động học thực nghiệm: phản ứng sơ đẳng hay không Nếu có sai khác lớn giữa k thực nghiệm và k tính theo thuyết va chạm, thuyết hợp chất trung gian thì phản ứng đó có thể là không sơ đẳng Tăng nhiệt độ, E tăng phản ứng song song, E giảm 20 phản ứng nối tiếp