Bài giảng Kỹ thuật phản ứng - Chương 1: Khái niệm mở đầu - Trần Tấn Việt

Nội dung text: Bài giảng Kỹ thuật phản ứng - Chương 1: Khái niệm mở đầu - Trần Tấn Việt

1. Tài liệu tham khảo 1) Vuõ Baù Minh, “Quaù trình & TB trong coâng ngheä hoùa hoïc- taäp 4” , Nxb Ñaïi hoïc 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. 12/30/2022 2
2. ▪ Kyõ thuaät phaûn öùng ñoàng theå (Homogeneous chemical reaction eng.) ▪ Kyõ thuaät phaûn öùng dò theå (Heterogeneous chemical reaction eng.) 12/30/2022 4
3. Chương 1: Khái niệm mở đầu QUAÙ TRÌNH VAÄT LYÙ HOÙA HOÏC KHÔNG KHÔNG THUAÄN THUẬN THUẬN THUẬN NGHÒCH NGHỊCH NGHÒCH NGHỊCH TRUYEÀN KHOÁI CÔ, NHIEÄT Caân baèng P.Ö CAÂN BAÈNG PHA 6 12/30/2022
4. Các quá trình trong qui trình sản xuất công nghiệp 12/30/2022 8
5. Sản xuất acid Lactic
6. Glutamate export by YggB (NCgl1221) in bacterial cells. Sano C Am J Clin Nutr 2009;90:728S-732S ©2009 by American Society for Nutrition
7. Tröôùc khi thieát keá caàn traû lời hai caâu hoûi sau: 1. Phaûn öùng naøo laø phaûn öùng chính ? 2. Toác ñoä phaûn öùng ñoù nhö theá naøo ? Caâu hoûi 1: lieân quan ñeán nhieät ñoäng löïc hoïc Caâu hoûi 2: lieân quan ñeán caùc quaù trình vaän toác nhö: ñoäng hoùa hoïc, truyeàn nhieät, truyeàn khoái 14 12/30/2022
8. 1.1. Động hóa học (Chemical Kinetics) ❖ Nghieân cöùu toác ñoä phaûn öùng hoùa hoïc vaø cô cheá phaûn öùng. 1. Phaûn öùng ñôn vaø phaûn öùng ña hôïp (single &multiple reaction) ❖ Phản ứng đơn là phản ứng chỉ cần một phương trình lượng hóa học và một phương trình vận tốc để biểu diễn quá trình phản ứng. ❖ Phản ứng đa hợp là phản ứng phải cần hơn một phương trình lượng hóa học và phương trình vận tốc để biểu diễn quá trình phản ứng. 12/30/2022 16
9. 1.1. Động hóa học (Chemical Kinetics) 3. Caân baèng cho phaûn öùng thuaän nghòch sô ñaúng ( Chemical Equilibrium) , ) = ) =− ( ) +=( ) . = . KC . == . 12/30/2022 18
10. 1.1. Động hóa học (Chemical Kinetics) 5. Söï phuï thuoäc nhieät ñoä – ñònh luaät Arrheùnius (Temperature dependency) ().−= − / 12/30/2022 20
11. 1. Nhiệt phản ứng T H = H + C dT r,T r,T 0 p T0 C = (N C ) − (N C ) p  i pi sp  i pi tc H = H + (N Cp ) (T − T ) − (N Cp ) (T − T ) r,T r,T0  i i sp 0  i i tc 0 12/30/2022 22
12. 1.3. Phân loại phản ứng Ñoàng Khoâng xuùc taùc Coù xuùc taùc theå Phaûn öùng pha khí Phaûn öùng pha loûng Dò theå Phaûn öùng chaùy cuaû ngoïn Phaûn öùng ôû theå keo löûa Phaûn öùng chaùy cuûa than Toång hôïp ammoniac Nung quaëng Oxit hoùa ammoniac Axit + chaát raén HNO3 Haáp thu + phaûn öùng Phaûn öùng cracking, reforming Toång hôïp metanol 12/30/2022 24
13. Thí dụ 1.1 Một động cơ hỏa tiễn đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu gồm H2 và O2 lỏng. Buồng đốt hình trụ có đường kính là 60cm, chiều dài 75cm và quá trình đốt sinh ra sản phẩm cháy 108 kg/s. Nếu quá trình cháy hòan tòan, tìm vận tốc phản ứng của hydrogen và oxygen. 1 H + O → H O 2 2 2 2 12/30/2022 26
14. Các yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc phản ứng ❖Phaûn öùng ñoàng theå ✓AÙp suaát ✓Nhieät ñoä ✓Noàng ñoä ❖Phaûn öùng dò theå ✓ . ✓Truyeàn khoái giöõa hai pha ✓Truyeàn nhieät Giai ñoaïn kieåm soaùt vaän toác (rate controlling step) 12/30/2022 28
15. 1 dN (-r''' ) = - A = 0,1 C , molA/ (kg chat xuc tac).(h) A W dt A a) Ñôn vò cuûa CA laø (mol A)/  theå tích roãng ''' 1 dNA mol A  the tich rong molA (-rA ) = - = = 0,1 CA , W dt (kg chat ran)(h) (kg chat ran)(h)  the tich rong b) Döïa treân ñôn vò theå tích bình phaûn öùng Khoái löôïng chaát xuùc taùc cho moãi ñôn vò theå tích bình phaûn öùng laø 3 W/Vb = 2908kg/m theå tích bình phaûn öùng ' 1 dNA mol A W 1 dNA W ''' (-rA ) = - = = − . = − (− rA ) Vb dt ( binh phan ung)(h) Vb W dt Vb '  the tich rong molA (-rA ) = (2,908kg/l) 0,1 CA , (kg chat ran)(h)  the tich rong  the tich rong = 0,2908 (C ,molA/ the tich rong) ( binh phan ung)(h) A 30 12/30/2022
16. 1.5. Phân lọai thiết bị phản ứng 1) Phöông phaùp vaän haønh /hoaït ñoäng (Mode of Operation) ❖ Giaùn ñoaïn (batch/ unsteady state) ❖ Lieân tuïc (continuous / steady state) ❖ Baùn lieân tuïc (semi continuous) 2) Hình daïng thieát bò phaûn öùng ❖ Khuaáy troän lyù töôûng (Ideal Mixing) ❖ OÁng/ Ñaåy lyù töôûng (Ideal Plug Flow) 3) Soá pha cuûa hoãn hôïp phaûn öùng ❖ Ñoàng theå ❖ Dò theå 12/30/2022 32
17. Bình ống 12/30/2022 34
18. Chương 1. 12/30/2022