bài tập lớn thiết kế hệ thống quy trình công nghệ hóa học đề tài sản xuất ethylbenzene từ benzene

Khảo sát nhiệt động và quy trình nhiệt động...2IV... CBenzeneII.Mô tả thông số dòng và quy trìnhDòng Benzene: là dòng nhập liệu benzene cho quy trình với Composition: 100%benzene được tr

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN

THIẾT KẾ HỆ THỐNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

ĐỀ TÀI: SẢN XUẤT ETHYLBENZENE TỪ BENZENE

Lớp L04 – Nhóm 5 – HK232

Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Kim Trung

1 Đoàn Hữu Tuấn Tài2114679

3 Huỳnh Thị Nguyệt Thơ2012136

4 Nguyễn Hoàng Phúc2114437

5 Dương Phước Lộc2110341

6 Nguyễn Thị Ngọc Mai2114013

Thành phố Hồ Chí Minh – 2024

MỤC LỤC

I Phương trình động học phản ứng 1

II Mô tả thông số dòng và quy trình 1

III Khảo sát nhiệt động và quy trình nhiệt động 2

IV Hệ động học 7

TÀI LIỆU THAM KHẢO 8

−r(3)=1000 exp(−6.276 × 10RT 4) CDEB CBenzene

II.Mô tả thông số dòng và quy trình

Dòng Benzene: là dòng nhập liệu benzene cho quy trình với Composition: 100%benzene được trữ ở nhiệt độ thường 25 độ C, áp suất 100 kPa, lưu lượng benzene đầuvào bằng 100 kmol/h.

Dòng Ethylene: là dòng nhập liệu ethylene cho quy trình với Composition: 100%ethylene được trữ ở nhiệt độ thường 25 độ C, áp suất 2000 kPa, lưu lượng ethyleneđầu vào bằng 100 kmol/h.

Dòng Benzene sẽ đi vào máy nén để tăng áp suất, thông số máy nén được dòng 1 xácđịnh với áp suất bằng với dòng Ethylene là 2000 kPa Sau đó đi qua thiết bị gia nhiệt

(delta P=0) được xác định bởi dòng 2 với nhiệt độ phản ứng là 400 độ C DòngEthylene sẽ đi qua thiết bị gia nhiệt (delta P=0) để tăng nhiệt độ đến nhiệt độ phản ứnglà 400 độ C Chúng được trộn với nhau qua bộ MIX-100 và đi ra dòng 4 có nhiệt độ400 độ C và áp suất 2000 kPa Sản phẩm thu được ở dòng 5 sau khi đi qua bình phảnứng Để tháo liệu dễ dàng, cho dòng sản phẩm qua thiết bị làm lạnh và van điều khiểnđể hạ nhiệt độ và áp suất và thu được sản phẩm cuối cùng ở dòng 10.

III.Khảo sát nhiệt động và quy trình nhiệt động

Hình 1: Phản ứng (1) trong gói Kinetic reaction

Hình 2: Phản ứng (2) trong gói Kinetic reaction

Hình 3: Phản ứng (3) trong gói Kinetic reaction

Dòng 4 sẽ đi vào bình phản ứng và khảo sát nhiệt động Thông số khảo sát là nhiệt độcủa dòng số 4 và thông số phụ thuộc là dòng số 5 đi ra khỏi bình phản ứng.

Hình 4: Các thông số khảo sát

Hình 5: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của lưu lượng EB ở dòng 5 vào nhiệt độ

Hình 6: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của lưu lượng EB ở dòng 5 vào thể tích bình

Hình 7: Lưu lượng sản phẩm sau phản ứng

Sau khi xác định được độ chuyển hóa tối ưu, ta tiến hành tháo bình PFR ra và đặt bìnhConversion vào nhằm cố định độ chuyển hóa.

Hình 8: Phản ứng (1) trong Conversion Reaction

Hình 9: Phản ứng (2) trong Conversion Reaction

Hình 10: Phản ứng (3) trong Conversion Reaction

Sau phản ứng thu được sản phẩm EB đạt độ chuyển hóa 99,375% nên nhóm đã hàilòng với kết quả và tiến hành lắp thiết bị làm lạnh giảm nhiệt độ xuống còn 100 độ Cvà thêm 1 van điều khiển nhằm hạ áp suất của dòng sản phẩm xuống 200 kPa để dễdàng tháo sản phẩm.

Hình 11: Quy trình sản xuất EB từ Benzene theo hệ nhiệt động

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Douglas L.Erwin, P.E (2014) Industrial Chemical Process Design 2nd Edition,

McGraw-Hill Education

2 James M.Douglas (1988) Conceptual Design Of Chemical Processes 1st Edition,

McGraw-Hill Book Company.

3 Qi Han Ng, Shivom Sharma, Gade Pandu Rangaiah (2017) Design and analysis of

an ethyl benzene production process using conventional distillation columns and

dividing-wall column for multiple objectives Department of Chemical & Biomolecular

Engineering, National University of Singapore, Singapore.