Tiểu luận Kỹ thuật phản ứng: Viết Phương Trình Vận Tốc Tính Cấu Tạo Thiết Bị

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HÔ CHÍ MINHKHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC TIỂU LUẬN KĨ THUẬT PHẢN ỨNG Tên đề tài: Viết Phương Trình Vận Tốc Tính Cấu Tạo Thiết Bị GVHD: Bùi Châu Lanh Trần Đăng Hò

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HÔ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

TIỂU LUẬN KĨ THUẬT PHẢN ỨNG

Tên đề tài:

Viết Phương Trình Vận Tốc Tính Cấu Tạo Thiết Bị

GVHD:

Bùi Châu Lanh Trần Đăng Hòa

TP Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2010

ĐỀ

Phản ứng phân hủy ở 50oC:

C2H5COONa + HCl = C2H5COOH + NaCl

Có số liệu động học như sau:

k=2,65.10-2 lit/mol.phút

- Xác định phương trình vận tốc của phản ứng

- Lựa chọn hệ thống phàn ứng dạng ống

Tính cấu tạo thiết bị phản ứng năng suất 350kg axit acetic/h, nồng độ C2H5COONa

và HCl trong dòng nhập liệu lần lượt là 0,8 và 1 Các thông số khác tự chọn

Bài giải

C2H5COONa + HCl = C2H5COOH + NaCl

Vì phản ứng phân hủy ở 500C nên phản ứng này là một chiều

Ta có k=2,65.10-2 lit/mol.phút

Nên phản ứng thuộc loại phản ứng không thuận nghịch bâc 2 loại hai phân tử

t = 500C = 323K

B A B

A

dt

dC dt

dC

Để ý rằng lượng A và B mất đi tại thời điểm bất kỳ là bằng nhau C A X A C B X B

0

do đó ta có thể viết theo XA:

 A A A B A A

A A

A k C C X C C X

dt

dX

C



Đặt

0

0

A

B

C

C

M  là tỉ số mol ban đầu của hai tác chất:

A

A A

A kC X M X

dt

dX C

0 0

Phân tách biến số và lấy tích phân:





A

A A

A

X M

X

dX

0

1

A

B A

B

A B A

A A

B

MC

C C

C

C C X

M

X M X

X

ln ln

) 1 (

ln

1

1

ln

0

0















k=2,65.10-2 lít/mol.phút = 2,65.10-2

60

mol

lít

= 2,65.10-2.60 lít/mol.h =1,59

lít/mol.h

Vậy ta có phương trình vận tốc của phản ứng là

h mol

lít C

C C

C kt C C

57

, 513 323 59 , 1

0 0 0

0 0





Phương trình thiết kế

Chọn hệ thống phản ứng dạng ống

Chọn độ chuyển hóa tác chất là 80%

8 0



h mol X

F F

X F

F

h mol h

kg F

lit mol C

lit mol C

A

R A

A A R

R

B

A

/ 8 , 0 74

10 350

/ 74

10 350 /

350

/ 1

/ 8 0

3 3

0

0

0

0

















Ta có phương trình thiết kế

1

0

A A

X X

A

A

r

dX F

V

(3.25

lít X

X dX

X M X

dX kC

F X

M X kC

dX F

V

A A

A

X

A A

A A

A X

A A

A

A A

A A

94 , 13659 35114

, 2 8 0 59 , 1

8 , 0 74

10 350

8 0

1 1

8

.

0

.

59

,

1

8

,

0

.

74

10

.

350

1 1

2

3 8

0 0 2

3

0 2

0 0

0 0











































 thời gian lưu

h F

VC A

848 , 1 8

, 0 74

10 350

8 , 0 94 , 13659

3 0

0









Cho đường kính hệ thống phản ứng dạng ống là 1,5 mét

d = 1,5m

75 , 0



Ta có

m R

V l

l R V

733 , 7 75

, 0 14 , 3

10 94 , 13659

.

2 3 2

2

















Ta có thiết bị phản ứng dạng ống như hình

CBo

FAo

XAo=0

Vo

l=7.733m

d=1,5m

FA+dFA

XA+dXA