kỹ thuật phản ứng
Trang 1CHƯƠNG 6: ĐẠI CƯƠNG VỀ PHẢN ỨNG DỊ THỂ
Trang 21 PHÂN LOẠI PHẢN ỨNG DỊ THỂ
Khi thiết kế phản ứng dị thể thường gặp 2 khó khăn chính:
Sự phức tạp của phương trình vận tốc phản ứng: vừa phải xét các yếu tố động hóa học cho phản ứng vứa phải xét đến quá trình truyền khối và quá trình thay đổi số pha hiện diện trong hệ.
Phương pháp tiếp xúc pha: trong hệ dị thể lý tưởng mỗi lưu chất có thể theo dòng khuấy trộn hoặc dạng ống (liên tục) hoạt dạng rắn, bọt (không liên tục) Có nhiều cách tiếp xúc pha khác nhau nên không có một phương trình thiết kế tổng quát áp dụng cho mọi cách tiếp xúc pha.
Trang 31 PHÂN LOẠI PHẢN ỨNG DỊ THỂ
1.1 Phản ứng khí - rắn
Phản ứng quan trọng nhất trong công nghiệp hóa chất, phản ứng pha rắn là xúc tác như cracking, đồng hóa, reforming,… phản ứng pha rắn là tác chất như nung quặng FeS, ZnS,…
Phản ứng khí rắn khơng xúc tác
• Trong các phản ứng khí rắn không xúc tác vận tốc phản
ứng là hàm số theo thời gian, vị trí, pha rắn thường là dòng liên tục đi qua thiết bị phản ứng.
• Để thiết lập biểu thức tốc độ phản ứng ta phải xác định rõ
mô hình phản ứng xảy ra từ đó tiên đoán biểu thức tốc độ hoặc ngược lại.
• Có hai mơ hình đặc trưng cho phản ứng rắn – khí dị thể: có
Trang 51 PHÂN LOẠI PHẢN ỨNG DỊ THỂ
Phản ứng khí rắn xúc tác
• Chất xúc tác do một phản ứng không được biết nhiều do đó cần
phải dọ dẫm để tìm được xúc tác thích hợp.
• Cơ cấu hóa học giống nhau của xúc tác khônng đảm bảo là
hoạt tính xúc tác giống nhau.
• Cấu trúc vật lý hoặc tinh thể phần nào cho biết hoạt tính xúc
tác, do đó các nghiên cứu về xúc tác thường tập trung vào cấu trúc bề mặt của vật liệu.
• Các phần tử tác chất biến đổi, hoạt hóa, ảnh hưởng lên sự tạo
thành các chất trung gian trong các vùng gần bề mặt xúc tác.
• Xúc tác làm giảm hàng rào năng lượng qua đó tác chất biến đổi
thành sản phẩm.
• Mặc dù xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng nhưng không làm
thay đổi hằng số cân bằng phản ứng.
Trang 61 PHÂN LOẠI PHẢN ỨNG DỊ THỂ
1.2 Phản ứng lỏng - rắn
Với pha rắn là chất xúc tác ta có phản ứng alkyl hóa với chất xúc tác là AlCl3 Trong phản ứng này chất xúc tác thường tạo phức với tác chất hay sản phẩm tạo thành một hỗn hợp lỏng rắn Lý thuyết mô tả quá trình phản ứng này có khá đơn giản chủ yếu là theo lý thuyết của phản ứng khí rắn.
1.3 Phản ứng khí - lỏng - rắn
Trang 71 PHÂN LOẠI PHẢN ỨNG DỊ THỂ
1.4 Phản ứng lỏng – lỏng
Loại phản ứng này rất phổ biến trong tổng hợp hữu cơ
Phương pháp tính toán chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố sau:
•Biểu thức vận tốc tổng quát bao gồm trong đó vận tốc
truyền khối và vận tốc phản ứng.
•Độ hồn tan cân bằng quyết định phản ứng xảy ra trong
một pha hay cả hai pha.
•Mơ hình tiếp xúc pha thơng thường là mơ hình tiếp xúc
pha gián đoạn và hệ khuấy – lắng cùng chiều hoặc nghịch chiều.
1.5 Phản ứng khí – lỏng
Trang 102 VẬN TỐC PHẢN ỨNG
Những điểm cần lưu ý khi kết hợp
•Phải quy đổi các vận tốc thành phần quy đổi thành cùng
một dạng.
•Biểu thức vận tốc tổng quát phải được viết theo nồng độ
hay hiệu nồng độ có thể đo được.
Quá trình kiểm soát vận tốc: trong quá trình phản ứng có trở lực chính và khi vượt qua trở lực này thì phản ứng xảy ra Những quá trình đó gọi là quá trình hay giai đoạn kiểm soát, chúng là quá trình rất chậm so với các quá trình còn lại Vận tốc tổng quát bằng vận tốc quá trình kiểm soát.
Trang 113 THIẾT BỊ PHẢN ỨNG DỊ THỂ
Trang 123 THIẾT BỊ PHẢN ỨNG DỊ THỂ
Trang 133 THIẾT BỊ PHẢN ỨNG DỊ THỂ