Tài liệu Kỹ thuật thiết bị phản ứng docx

Wiley & Son 9Lê Thị Như Ý, Bài giảng Kỹ thuật, thiết bị phản ứng, ĐH Bách Khoa ĐN... Nội dung 9Các khái niệm cơ bản 9Phản ứng trong hệ đồng nhất thiết bị lý tưởng ƒ Động học ƒ Xứ lý số l

Kỹ thuật thiết bị

phản ứng

TS Lê Minh Đức Khoa Hoá, Trường Đại học Bách Khoa

Đại học Đà Nẵng

Tài liệu tham khảo

9Nguyễn Hoa Toàn, Động hoá học và thiết bị

phản ứng trong công nghiệp Hoá học, 1999

9Vũ Bá Minh, Kỹ thuật phản ứng, 1999 (lưu

hành nội bộ, Trường ĐH Kỹ thuật tp HCM

9Ngô Thị Nga, Kỹ thuật phản ứng, 2002

9O Levelspiel, Chemical reaction Engineering,

1999, Third edition, J Wiley & Son

9Lê Thị Như Ý, Bài giảng Kỹ thuật, thiết bị

phản ứng, ĐH Bách Khoa ĐN

Nội dung

9Các khái niệm cơ bản

9Phản ứng trong hệ đồng nhất (thiết bị lý tưởng)

ƒ Động học

ƒ Xứ lý số liệu trong thiết bị phản ứng gián đoạn

ƒ Thiết kế thùng phản ứng

ƒ Thùng phản ứng đơn giản, song song, phức tạp

ƒ Ảnh hưởng của nhiệt độ, áp suất

ƒ Chọn lựa thiết bị

Phản ứng đồng nhất

9Loại TB phản ứng đơn

9Phương trình tốc độ

8

Xét phản ứng đơn giản

Giả 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

9Biểu diễn tốc độ phản ứng sơ đẳng

9Phản ứng không sơ đẳng

Các loại hợp chất trung gian

*Gốc tự do (free radical):nguyên tử,

mảnh phân tử có một hay nhiều

electron 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

Ví dụ 2: Cơ chế không tạo mạch, chất trung gian phân tử

Cơ chế không phát triển mạch, phức trung gian

Ảnh hưởng của nhiệt độ

9Quy luật Arrhenius

E: constant

Nghiên cứu cơ chế phản ứng

9Nghiên cứu phản ứng: hệ số tỷ lượng, động

học, cơ chế phản ứng

9Một vài thông tin cần chú ý

ƒ Hệ số TL: phản ứng đơn giản hay phức tạp

ƒ Hệ số TL: sơ đẳng hay không sơ đắng

ƒ Pt tỷ luợng, pt động học thực nghiệm: phản ứng sơ đẳng hay không

ƒ 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

ƒ Tăng nhiệt độ, E tăng phản ứng song song, E giảm phản ứng nối tiếp

21

9Dự đoán tốc độ p/ư từ lý thuyết

ƒ Phần phụ thuộc nồng độ

• Phản ứng có nhiều hướng, một hướng ưu tiên

• Năng lượng của hợp chất trung gian: dự đoán chiềuhương ưu tiên, biểu thức tốc độ

• Biểu thức tốc độ thực nghiệm là cơ sở để dự đoán nănglượng của chất trung gian

ƒ Thành phần phụ thuộc nhiệt độ

• Nếu biết cơ chế phản ứng, có thể dự đoán k và E

• Theo thuyết trạng thái trung gian, kết quả dự đoán có sai

số lớn Tốt hơn nên dựa vào các phản ứng tương tự

ƒ Sử dụng các giá trị cho thiết kế

• Thường sai khác lớn 102 – 106

• Nên dựa vào các giá trị thực nghiệm

23

9Hiệu suất chuyển hoá

ƒ Lượng cấu tử nào đó tham gia vào phản ứng hoá học tạo thành sản phẩm so với lượng ban đầu, tính theo tỷ lệ phần trăm

ƒ Ở trạng thái cân bằng

Ao

A

Ao A

* A