Vận tốc phản ứng theo độ chuyển hóa trong bình phản ứng đọan nhiệt... Độ chuyển hóa – nhiệt độ cho phản ứng thuận nghịch bậc 1 trong bình khuấy họat động đọan nhiệt... Bình khuấy lý tưởn
Trang 1Chương 5: Hiệu ứng nhiệt độ
Temperature Effect
5.1 Khái niệm
5.2 Bình khuấy lý tưởng hoạt động ổn định
5.3 Bình khuấy lý tưởng hoạt động gián đoạn 5.4 Bình ống lý tưởng hoạt động ổn định
5.5 Khoảng nhiệt độ tối ưu
Trang 25.1 Khái niệm về hiệu ứng nhiệt độ
Trang 3Vận tốc phản ứng theo độ chuyển hóa
trong bình phản ứng đọan nhiệt
Trang 4Độ chuyển hóa – nhiệt độ cho phản ứng thuận nghịch
bậc 1 trong bình khuấy họat động đọan nhiệt
Trang 55.2 Bình khuấy lý tưởng hoạt động ổn định
nhiệt độ không đổi và do đó vận tốc phản ứng là hằng số.
Cân bằng năng lượng
Trang 6Điều kiện hoạt động ổn định cho bình
khuấy lý tưởng hoạt động ổn
định-Ph n ng b c 1 ản ứng bậc 1 ứng bậc 1 ậc 1
) H (
F
C
m
X
(5.2)
e
k 1
e
k
X
0
f r
A0
p
t Af
E/RT 0
E/RT 0
f
Trang 85.3 Bình khuấy lý tưởng hoạt động gián đoạn
Ph ương trình cân bằng nhiệt lượng và quá trình đọan nhiệt ng trình cân b ng nhi t l ằng nhiệt lượng và quá trình đọan nhiệt ệt lượng và quá trình đọan nhiệt ượng và quá trình đọan nhiệt ng và quá trình đọan nhiệt
X X (5.6) C
m
N
H T
T
(5.5)
dX
N ) H (
dT C
m
(5.4)
) T
KS(T dt
dX )N
H
( dt
dT C
m
A0
A P
t
A0
r 0
A A0
r P
t
i 0
A A0
r P
t
Trang 95.4 Bình ống lý tưởng hoạt động ổn định
Đọan nhiệt
(5.14)
)
X X
( C
m
F ) H
( T
T
(5.13)
dX ΔHH
F dT
C
m
A0 A
A0
r 0
A r
A0 P
t
Trang 105.5 Khoảng nhiệt độ tối ưu V, FA0, XAf
Tối đa hoá năng suất
Khoảng nhiệt độ tối ưu có thể:
Trang 11Phản ứng không thuận nghịch / thu & phát nhiệt
có thể.
ứng phụ nếu có.
Trang 12Phản ứng thuận nghịch thu nhiệt
Tăng nhiệt độ làm tăng độ chuyển hoá cân
bằng và vận tốc
Sử dụng nhiệt độ cao nhất có thể
Trang 13Phản ứng thuận nghịch phát nhiệt
Tăng nhiệt độ sẽ tăng tốc độ phản ứng
nhưng làm giảm độ chuyển hoá cân bằng, và ngược lại.
Phản ứng được thực hiện với nhiệt độ giảm
dần từ lúc bắt đầu đến khi chấm dứt.
Xác định khoảng nhiệt độ tối ưu (V, FA0, XAf)
Trang 14Vận tốc phản ứng là hàm số theo XA và T cho phản ứng thuận nghịch phát nhiệt
Trang 15Thí dụ 5.4: Phản ứng thuận nghịch bậc một
A <=> R
a) Từ 0 0 C đến 100 0 C xác định độ chuyển hoá cân bằng X Ae
theo nhiệt độ cho phản ứng trên ∆F 0298K = - 1.744 cal/mol,
∆H r,298K = - 18.000 cal/mol.
b) Phản ứng thực hiện trong bình ống t = 10 phút Xác định
độ chuyển hoá nếu thiết bị phản ứng hoạt động đẳng nhiệt lần lượt ở 25 0 C, 65 0 C và nhiệt độ tối ưu.
Thí nghiệm động học trong bình gián đoạn:
X A = 0,793 sau 19 phút ở 25 0 C
Trang 16Thí dụ 5.4: Phản ứng thuận nghịch bậc một
A <=> R
d) Sử dụng khoảng nhiệt độ tối ưu cho bình ống với
C A0 =1mol/lít, tính t để đạt X A = 0,76 và xác định tỷ lệ
tăng năng suất so với hoạt động đẳng nhiệt T max = 65 0 C.
e) Sử dụng khoảng nhiệt độ tối ưu cho hệ hai bình khuấy
mắc nối tiếp, tính t để đạt X A = 0,60 và xác định tỷ lệ tăng năng suất so với hoạt động đẳng nhiệt và nhiệt độ, độ chuyển hoá đạt được trong mỗi bình.
Trang 18Vận tốc phản ứng theo XA tại những nhiệt
độ khác nhau