Giáo trình kỹ thuật thiết bị phản ứng hóa học pptx

Giáo trình kỹ thuật thiết bị phản ứng hóa học 20 PHẦN II : THIẾT BỊ PHẢN ỨNG ĐẠI CƯƠNG I I.1 PHÂN LOẠI THIẾT BỊ PHẢN ỨNG Dựa vào cách phân loại phản ứng hóa học mà người ta phân loại thiết bị phản ứng sau : I.1.a Theo pha hệ • Theo chất pha : thiết bị phản ứng pha khí, lỏng rắn ; • Theo số pha : - thiết bị phản ứng pha (đồng thể) : pha khí lỏng, - thiết bị phản ứng nhiều pha (dị thể) : - • thiết bị phản ứng hai pha : khí-lỏng, lỏng-lỏng, khí-rắn, lỏng-rắn thiết bị phản ứng ba pha : khí-lỏng-rắn Theo trạng thái pha : thiết bị phản ứng pha liên tục pha phân tán I.1.b Điều kiện tiến hành q trình • Theo phương thức làm việc: - liên tục • thiết bị phản ứng gián đoạn bán liên tục Theo điều kiện nhiệt - thiết bị phản ứng đẳng nhiệt - đoạn nhiệt I.1.c Theo điều kiện thủy động • Theo chiều chuyển động pha : - • thiết bị phản ứng xi dòng, ngược dòng dòng chéo thiết bị phản ứng dọc trục xuyên tâm Theo chế độ chuyển động : - thiết bị phản ứng khuấy trộn hoàn tồn • thiết bị phản ứng dạng ống ; thiết bị phản ứng nhiều ngăn Theo trạng thái tầng xúc tác : - thiết bị phản ứng tầng xúc tác cố định ; - thiết bị phản ứng tầng xúc tác di động ; Kỹ thuật - Thiết bị phản ứng ThS Lê thị Như Ý 21 - thiết bị phản ứng tầng sôi ; - thiết bị phản ứng tầng xúc tác kéo theo I.2 PHÂN LOẠI CÁC THIẾT BỊ PHẢN ỨNG THEO PHƯƠNG THỨC LÀM VIỆC Tuỳ thuộc vào phương thức làm việc, người ta chia thiết bị phản ứng thành loại : I.2.a Thiết bị phản ứng gián đoạn : • Định nghĩa : thiết bị phản ứng làm việc theo mẻ, nghĩa thành phần tham gia phản ứng chất phụ gia (dung môi, chất trơ) chất xúc tác đưa tất vào thiết bị từ thời điểm đầu Sau thời gian định, phản ứng đạt độ chuyển hóa yêu cầu, người ta cho dừng thiết bị tháo sản phẩm • Ưu điểm : - Đạt độ chuyển hóa cao khống chế thời gian phản ứng theo u cầu • Tính linh động cao : dùng thiết bị để thực phản ứng khác tạo sản phẩm khác Chi phí đầu tư thấp phải trang bị thiết bị điều khiển tự động Nhược điểm : - Mức độ giới hóa tự động hóa thấp - Khó điều chỉnh khống chế q trình tính bất ổn định phương thức làm việc gián đoạn • Năng suất thấp thời gian chu kỳ làm việc dài : đòi hỏi thời gian nạp liệu, đốt nóng, làm nguội, tháo sản phẩm làm thiết bị Mức độ gây độc hại nguy hiểm người sản xuất cao mức độ tự động hóa thấp, người cơng nhân phải tiếp xúc nhiều với hóa chất Phạm vi ứng dụng : - Chỉ thích hợp với phân xưởng suất nhỏ - Phục vụ cho mục đích sản xuất nhiều loại sản phẩm khác thiết bị I.2.b Thiết bị phản ứng liên tục : • Định nghĩa : thiết bị mà chất tham gia phản ứng đưa liên tục vào thiết bị sản phẩm lấy liên tục Sau thời gian khởi động nhiệt độ, áp suất, lưu lượng nồng độ chất tham gia phản ứng không thay đổi theo thời gian, thiết bị làm việc trạng thái ổn định • Ưu điểm : - suất cao không tốn thời gian nạp liệu tháo sản phẩm • Có khả giới hóa tự động hóa cao chất lượng sản phẩm ổn định tính ổn định trình Nhược điểm : Kỹ thuật - Thiết bị phản ứng ThS Lê thị Như Ý 22 • Chi phí đầu tư cao, trước hết địi hỏi phải trang bị thiết bị tự động điều khiển để đảm bảo tính ổn định q trình Tính linh động thấp, có khả thực phản ứng khác nhau, tạo sản phẩm khác Phạm vi ứng dụng : thiết bị phản ứng liên tục sử dụng thích hợp cho q trình sản xuất với suất lớn, chất lượng sản phẩm đảm bảo I.2.c Thiết bị phản ứng bán liên tục : • Định nghĩa : thiết bị mà có thành phần chất tham gia phản ứng đưa vào gián đoạn chất khác đưa vào liên tục Sản phẩm lấy gián đoạn hay liên tục • Phạm vi ứng dụng : thực q trình khơng có khả thực theo phương thức liên tục, thực theo phương thức gián đoạn lại cho suất thấp ⇒ Khi tính tốn thiết kế thiết bị phản ứng phải dựa yêu cầu sản xuất (năng suất chất lượng sản phẩm) Trên sở phương trình cân vật chất cân nhiệt - phương trình tốn học mơ tả quan hệ thông số động học, nhiệt động điều kiện thực q trình với thơng số đặc trưng cho kích thước hình học thiết bị thể tích, chiều dài thiết bị, thời gian lưu, từ tính tốn kích thước thiết bị I.3 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ THIẾT BỊ PHẢN ỨNG • Thiết kế thiết bị phản ứng xác định kích thước thiết bị để đạt hiệu suất thu sản phẩm mong muốn, đồng thời xác định nhiệt độ, áp suất thành phần hỗn hợp phản ứng điều kiện vận hành phần khác thiết bị • Các số liệu cần thiết hay cịn gọi điều kiện thiết kế bao gồm : - Chế độ vận hành thiết bị : gián đoạn liên tục, đoạn nhiệt đẳng nhiệt, • Các liệu ban đầu dòng nguyên liệu : lưu lượng, nhiệt độ, áp suất, thành phần chất tham gia phản ứng, Yêu cầu suất chất lượng sản phẩm Thiết kế tối ưu dựa nguyên liệu, chi phí ban đầu, chi phí vận hành giá trị thương mại sản phẩm cuối I.4 CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ CÂN BẰNG NHIỆT TỔNG QUÁT I.4.a Cân vật chất • Cân vật chất cho tác chất viết dạng tổng quát áp dụng cho dạng thiết bị phản ứng • Trong phân tố thể tích ∆V phân tố thời gian ∆t, cân vật chất dạng tổng quát : Kỹ thuật - Thiết bị phản ứng ThS Lê thị Như Ý 23 Lượng tác chất nhập vào phân Lượng tác chất − tố thể tích rời khỏi phân Lượng tác chất − Lượng tác chất phản ứng = cịn lại phân tố thể tích tố thể tích (III-1) phân tố thể tích • Hai số hạng biểu diễn khối lượng tác chất vào khỏi phân tố thể tích khoảng thời gian ∆t ; • Số hạng thứ ba phụ thuộc vào vận tốc phản ứng phân tố thể tích ∆V có dạng r.∆V.∆t với r - phương trình vận tốc phản ứng hóa học khơng có trở lực vật lý (gradient nhiệt độ nồng độ) • Số hạng thứ tư biểu diễn lượng tác chất lại phân tố thể tích ∆V sau khoảng thời gian ∆t phản ứng ; • phương trình (5-1) tính theo khối lượng theo mol I.4.b Cân nhiệt • Cân nhiệt nhằm mục đích xác định nhiệt độ điểm thiết bị phản ứng (hay thời điểm thiết bị hoạt động gián đoạn) để xác định vận tốc điểm • Trong phân tố thể tích ∆V phân tố thời gian ∆t, phương trình cân nhiệt tổng quát cho thiết bị phản ứng : Nhiệt tác chất mang vào phân tố thể tích Nhiệt tác chất − mang khỏi Nhiệt trao đổi Nhiệt tích tụ + với mơi trường = lại phân bên ngồi tố thể tích phân tố thể tích (III-2) • Dạng phương trình (III-1) (III-2) phụ thuộc vào loại thiết bị phản ứng phương pháp vận hành Trong nhiều trường hợp, nhiều số hạng phương trình khơng có Quan trọng khả giải phương trình cịn phụ thuộc vào giả thiết điều kiện khuấy trộn hay khuyếch tán thiết bị phản ứng Điều giải thích ý nghĩa việc phân loại thiết bị phản ứng thành dạng : dạng khuấy trộn dạng ống II MÔ TẢ MỘT SỐ DẠNG THIẾT BỊ PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ CƠ BẢN II.1 Thiết bị phản ứng liên tục Đối với dạng thiết bị này, ta phân thành loại : II.1.a Thiết bị phản ứng dạng ống : • Trong thiết bị phản ứng dạng ống, nguyên liệu nhập vào đầu ống hình trụ dịng sản phẩm đầu ; Kỹ thuật - Thiết bị phản ứng ThS Lê thị Như Ý 24 • Do thiết bị dạng thường hoạt động trạng thái ổn định, khơng có khuấy trộn theo phương dọc trục nên tính chất dịng chảy thay đổi từ điểm đến điểm khác trình phản ứng Vì vậy, người ta giả thiết thiết bị dạng này, tính chất phần tử tiết diện không thay đổi theo thời gian ; • Chúng ta có sơ đồ đơn giản thiết bị phản ứng dạng ống hình vẽ bên Từ biểu diễn phụ thuộc nồng độ tác chất xét vào chiều dài thiết bị phản ứng đường cong liên tục giảm dần từ đầu vào đến đầu thiết bị Sơ đồ đơn giản thiết bị phản ứng dạng ống Tác chất Sản phẩm xAo xAf Đầu vào Đầu Chiều dài thiết bị • Thiết bị phản ứng dạng thường sử dụng loại tầng xúc tác sau : tầng xúc tác cố định, di động kéo theo • Về phương diện động học, mô tả thiết bị phản ứng dạng ống theo sơ đồ sau : CAo FAo xAo= vo FA xA FA+dFA xA+ dxA CAf FAf xAf vf dV dx xA V Kỹ thuật - Thiết bị phản ứng ThS Lê thị Như Ý 25 • Phương trình (III-1) (III-2) viết cho đơn ngun thể tích ∆V : Lượng tác chất nhập vào phân tố thể tích • Lượng tác chất − Lượng tác chất − rời khỏi phân phản ứng phân tố thể tích tố thể tích Lượng tác chất = cịn lại (III-1) phân tố thể tích Đối với phương trình (III-1) : - Số hạng thứ FAo.(1 - xA ).∆t ; - Nếu độ chuyển hóa khỏi phân tố thể tích xA + ∆xA số hạng thứ hai : FAo.(1 - xA - ∆xA).∆t ; - Số hạng thứ ba (- rA ) ∆V ∆t ; - Số hạng thứ tư trình trạng thái ổn định Vậy phương trình (5-1) viết : FAo.(1 - xA ).∆t − FAo.(1 - xA - ∆xA).∆t −(- rA ) ∆V ∆t = Hay : FAo ∆xA − (- rA ) ∆V = Chia vế cho ∆V lấy giới hạn cho ∆V → 0, ta có : dx A (− rA ) = dV FA Vì FAo lưu lượng ban đầu tác chất nên khơng đổi, lấy tích phân theo xA từ xA1 đến xA2 ta có : x dx A V = ∫ FA x (− rA ) A2 (VI - 1) A1 Ví dụ : Phản ứng phân hủy pha khí đồng thể 650oC : 4PH3 (k) ⇒ P4 (k) + 6H2 (k) Đây la phản ứng bậc với phương trình vận tốc : ( − rPH3 ) = (10 h-1 ) CPH3 Tìm thể tích bình phản ứng dạng ống hoạt động 650oC 4,6 at để đạt độ chuyển hóa 80% với lưu lượng dòng nguyên liệu phosphin tinh chất ban đầu kmol/h Ví dụ : Xác định thể tích thiết bị phản ứng dạng ống để sản xuất 30 000 éthylène/ năm từ trình nhiệt phân (pyrolyse) étane nguyên chất Biết : Kỹ thuật - Thiết bị phản ứng ThS Lê thị Như Ý 26 - Phản ứng bậc một, không thuận nghịch ; - Độ chuyển hóa đạt 80% ; - Thiết bị phản ứng đẳng nhiệt vận hành 1100oC at ; - Ở 1000K, số vận tốc k = 0,072 s-1 lượng hoạt hoá phản ứng 82 kcal/gmol II.1.b Thiết bị phản ứng dạng khuấy trộn lý tưởng • Có cách vận hành : liên tục (ổn định) , gián đoạn bán liên tục a- Liên tục b- Gián đoạn c- Bán liên tục • Được đặc trưng trình khuấy trộn hồn tồn, hỗn hợp phản ứng đồng nhiệt độ thành phần tất phần thiết bị giống dòng sản phẩm Điều có ý nghĩa phân tố thể tích ∆V phương trình cân lấy thể tích V tồn thiết bị • Người ta giả thiết đầu vào thiết bị phản ứng, nồng độ tác chất giảm cách đột ngột nồng độ điểm tồn thể tích thiết bị nồng độ dịng sản phẩm Ta biểu diễn thay đổi nồng độ tác chất từ đầu vào đến đầu thiết bị đường gấp khúc sau : Nồng độ tác chất CAo CAfì Đầu vào Kỹ thuật - Thiết bị phản ứng Đầu Thể tích thiết bị ThS Lê thị Như Ý 27 II.1.b.1 Thiết bị phản ứng khuấy trộn hoạt động ổn định : • Xét trường hợp đơn giản có dịng nhập liệu dịng sản phẩm tính chất dịng không thay đổi theo thời gian, : - - Vì hỗn hợp phản ứng bình có nhiệt độ thành phần đồng nhất, nên vận tốc phản ứng không đổi xác định với nhiệt độ thành phần dòng sản phẩm (-rA ).V.∆t ; - • Hai số hạng đầu phương trình cân khơng đổi : Lượng tác chất nhập vào thể tích V thiết bị phản ứng FAo(1-xAo).∆t lượng tác chất khỏi thiết bị phản ứng FAo (1-xAf).∆t ; Vì thiết bị phản ứng hoạt động liên tục ổn định nên khơng có tích tụ tác chất thiết bị, số hạng thứ tư ; Vậy phương trình vật chất viết cho thiết bị phản ứng khuấy trộn hoạt động ổn định khoảng thời gian ∆t : FAo(1-xAo).∆t − FAo (1-xAf).∆t − (-rA ).V.∆t = x − x Ao V V = = Af (− rA )f FA ν CA Hay : : (IV - 2) xAo xAf - Độ chuyển hóa tác chất trước vào thiết bị sau khỏi thiết bị ; v - lưu lượng dòng nguyên liệu (l/h) Nếu dịng ngun liệu chứa cấu tử A hồn tồn chưa chuyển hóa, nghĩa xAo = : x Af V = (− rA )f FA (IV - 3) • Để xác định nhiệt độ dịng sản phẩm nhằm tính vận tốc phản ứng, ta tính phương trình cân nhiệt cho tồn thể tích hỗn hợp phản ứng V Muốn vậy, trước hết ta chọn trạng thái chuẩn (nhiệt độ, áp suất, thành phần) để tính enthalpie - Giả sử enthalpie (J/kg) so với trạng thái chuẩn dòng nguyên liệu Ho dòng sản phẩm Hf Gọi m tổng lưu lượng dịng ngun liệu (kg/s) (cũng tổng lưu lượng dòng sản phẩm) Do vậy, số hạng thứ thứ hai phương trình cân nhiệt m.Ho.∆t m.Hf.∆t ; - Số hạng thứ ba nhiệt trao đổi với môi trường bên ngồi biểu diễn theo nhiệt độ mơi trường ngồi Tn, nhiệt độ hỗn hợp phản ứng Tf, hệ số truyền nhiệt tổng quát K diện tích bề mặt truyền nhiệt S với biểu thức : K.S (Tn − Tf) ∆t • Số hạng thứ tư Vậy phương trình cân nhiệt : m.Ho.∆t − m.Hf.∆t + K.S (Tn − Tf) ∆t = Hay : m (Ho − Hf.) + K.S (Tn − Tf) = Kỹ thuật - Thiết bị phản ứng (IV-4) ThS Lê thị Như Ý 28 • Nhiệt phản ứng ∆HR vận tốc phản ứng (- rA) không xuất trực tiếp (IV-4) ảnh hưởng đại lượng phản ánh sai biệt enthalpie dòng nguyên liệu dòng sản phẩm theo công thức : Hf − H0 = Cp (Tf − To) + (xAf − xAo) ∆HR FAo / m , kJ/kg (IV-5) Thay (xAf − xAo) từ phương trình (IV-2 ) vào (IV-5 ), ta : Hf − H0 = Cp (Tf − To) + (- rA) ∆HR V / m • (IV-6) Kết hợp (IV-4) (IV-5), ta : m (To − Tf.) Cp − (xAf − xAo) ∆HR FAo + K.S (Tn − Tf) = • (IV-7) Kết hợp (IV-4) (IV-6), ta : m (To − Tf.) Cp − (- rA) ∆HR V + K.S (Tn − Tf) = (IV-8) Ví dụ : 2,8 mol A/l Xét phản ứng pha lỏng, thuận nghịch : A + B R + S với k1 = lít/mol.ph k1 = lít/mol.ph thực bình phản ứng dạng khuấy trộn hoạt động ổn định tích 120 lít 1,6 mol B/l Hai dòng nguyên liệu : dòng chứa 2,8mol A/l, dòng chứa 1,6mol B/l đưa vào bình phản ứng với lưu lượng thể tích để đạt độ chuyển hóa B giới hạn 75% Xác định lưu lượng dòng xB = 75% Ví dụ : Từ số liệu thực nghiệm sau đây, tìm phương trình vận tốc phù hợp cho phản ứng phân hủy pha khí : A ⇒ R + S xảy đẳng nhiệt, đẳng áp thiết bị phản ứng khuấy trộn hoạt động ổn định : Thí nghiệm số τ= V , ph v 0,423 5,10 13,5 44,0 192 0,63 0,75 0,88 0,96 xA (với CAo = 0,002 mol/l) 0,22 với τ thời gian phản ứng Kỹ thuật - Thiết bị phản ứng ThS Lê thị Như Ý 56 xA x x1 T0 T2 T T1 nhiệt độ • Đối với phản ứng thu nhiệt, người ta phải tiến hành đốt nóng lại dịng lưu thể tầng xúc tác Tuỳ theo nhiệt độ vận hành thiết bị phản ứng mà sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt lị để đốt nóng lại dịng lưu thể Cụ thể, trình reforming xúc tác, người ta thường bố trí thiết bị phản ứng mắc nối tiếp, có lị đốt xen kẻ • Trong trường hợp phản ứng thu nhiệt toả nhiệt mạnh, người ta bắt buộc phải cấp nhiệt loại bớt nhiệt tầng xúc tác Chất xúc tác nhồi hệ chùm ống song song hệ chùm ống đặt lò đốt, đốt trực tiếp mỏ đốt (trong trường hợp phản ứng thu nhiệt mạnh) chúng nhúng chìm dịng lưu thể lạnh (trong trường hợp phản ứng toả nhiệt mạnh) Để đảm bảo q trình trao đổi nhiệt bên ngồi ống lòng chất xúc tác tốt, người ta thường thiết kế hệ chùm ống có Φ ≤ 60 mm • Đối với phản ứng bậc (A1 ⇒ A2 ), giả sử hệ phản ứng đoạn nhiệt, phương trình cân nhiệt viết sau : ⎛ K A SH ⎞ ⎛ K A V⎞ C Af = C Ao exp ⎜ − S ⎟ = C Ao exp ⎜ − S ⎟ v v ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ Với : CAo - nồng độ cấu tử A1 đầu vào thiết bị phản ứng (kmol/m3) CAf - nồng độ cấu tử A1 đầu thiết bị phản ứng (kmol/m3) K1 - số động học trình khuyếch tán cấu tử A1 đến bề mặt hạt xúc tác ; AS - diện tích bề mặt riêng hạt xúc tác, tỉ số tổng diện tích bề mặt hạt xúc tác thể tích tầng xúc tác (m-1) v - lưu lượng thể tích hỗn hợp phản ứng (m3/s) S - tiết diện ngang tầng xúc tác (m2) H - chiều cao tầng xúc tác (m) V - thể tích tầng xúc tác (m3) Kỹ thuật - Thiết bị phản ứng ThS Lê thị Như Ý 57 Trong công thức trên, thời gian tiếp xúc ℑ cấu tử A1 với chất xúc tác tính : ℑ = V/v (s ) Người ta đưa khái niệm vận tốc truyền thể tích VVH vận tốc truyền khối lượng PPH : VVH = lỉu lỉåüng thãø têch ca ngun liãûu (m / h ) = ℑ thãø têch ca táưng xục tạc (m ) PPH = VVH × (h ) -1 ρF ρC Với : ρF - khối lượng thể tích hỗn hợp phản ứng điều kiện xác định VVH ρC - khối lượng thể tích tầng xúc tác • Thơng thường, người ta xác định VVH điều kiện nhiệt độ áp suất đầu vào thiết bị phản ứng Tuy nhiên, số trường hợp người ta xác định VVH điều kiện chuẩn 15 oC • Trong thực tế, tỉ số chiều cao H tầng xúc tác đường kính hạt xúc tác phải lớn 50 : H > 50 dp • Trong trường hợp lưu thể pha lỏng tỉ số lớn, khoảng 104 ; • Tổn thất áp suất cho phép đơn vị chiều dài tầng xúc tác phải < 2500 Pa/ m để đảm bảo trình vận hành thiết bị phản ứng Giá trị tổn thất áp suất qua tầng hạt xúc tác xác định biểu thức Ergun : ε p µ F VSF εp ρ F VSF ∆P =A +B H (1 − ε p )3 d p2 (1 − ε p )3 d p Với : ep : phần thể tích hạt xúc tác ; VSF : vận tốc bề mặt lưu thể ; pha lỏng : VSF ≥ cm/s µF : độ nhớt động học lưu thể ; A, B : hệ số ; hạt xúc tác dạng bi cầu : A = 150 ; B = 1,75 V.3.c.2 Tầng xúc tác di động • Các hạt chất xúc tác chuyển động tịnh tiến thiết bị phản ứng dạng ống từ xuống tác dụng lực trọng trường ; • Theo chiều chuyển động lưu thể, người ta phân biệt : - thiết bị phản ứng xi dịng : lưu thể chuyển động từ xuống ; - thiết bị phản ứng ngược dòng : lưu thể chuyển động từ lên ; - thiết bị phản ứng chéo dòng : lưu thể chuyển động theo phương ngang Kỹ thuật - Thiết bị phản ứng ThS Lê thị Như Ý 58 • Ta xét chủ yếu thiết bị phản ứng chéo dòng, thường sử dụng trình reforming - xúc tác tái sinh liên tục (régénératif) : - Trong đó, chất xúc tác chuyển động lớp lưới trụ đồng tâm Nguyên liệu qua lớp lưới ngoài, xuyên ngang tầng xúc tác sản phẩm lấy qua lớp lưới - Tổn thất áp suất qua lớp xúc tác xác định qua biểu thức Ergun Tuy nhiên, trường hợp phải xác định giá trị (1 − ep) : độ rỗng tầng xúc tác di động cách xác thực nghiệm cho loại chất xúc tác - Sự tuần hoàn chất xúc tác thường đảm bảo thiết bị nâng khí động thẳng đứng Khi chất xúc tác xuống phía thiết bị phản ứng thiết bị tái sinh (có mật độ sít đặc : phase dense) đưa vào phận nâng khí động (Hình 7.11) Lúc đó, dịng khí thứ cấp đẩy hạt xúc tác vào ống nâng giữa, đây, chúng lại dịng khí sơ cấp kéo lên (có mật độ lỗng : phase dile) đến bình chứa chất xúc tác phía Từ đó, chúng lại chuyển động xuống thiết bị phản ứng tác dụng lực trọng trường Như vậy, lưu lượng chất xúc tác tuần hoàn liên tục hệ thống điều khiển suất thiết bị nâng khí động V.3.c.3 Tầng xúc tác sơi • Trong trường hợp này, tầng xúc tác trạng thái tầng sôi hạt chất xúc tác kéo lên (bởi hay nhiều lưu thể chuyển động từ lên trên) lại rơi xuống tác dụng lực trọng trường • Theo chất lưu thể, người ta phân biệt : - Tầng sôi lỏng - rắn ; • Tầng sơi khí - rắn ; Tầng sơi khí - lỏng - rắn ; Chuyển động tầng sơi hạt chất xúc tác đạt vận tốc chuyển động từ lên lưu thể vượt giới hạn gọi vận tốc bề mặt tối thiểu lưu thể (VSF)m : vượt vận tốc này, tầng xúc tác trạng thái tầng sôi ; bé vận tốc này, tầng xúc tác trở trạng thái cố định (VSF )m 33,7 µ F = d pρF ⎛ 3,6 × 10 −5 ( ρ P − ρ F )ρ F d g ⎞ p ⎜1 + ⎟ àF 1/ ã Khi cho dòng lưu thể từ lên qua tầng xúc tác rắn, người ta đo độ tổn thất áp suất phụ thuộc vào vận tốc bề mặt VSF lưu thể thu đường cong hình 7.13 • Khi VSF < (VSF)m : Tổn thất áp suất tăng VSF tăng • Khi VSF > (VSF)m : Tổn thất áp suất không đổi VSF tăng Lúc đó, khối lượng biểu kiến tầng xúc tác xem khơng đổi • Khi VSF = uT : Tổn thất áp suất giảm VSF tăng, với uT vận tốc kéo theo hạt xúc tác Lúc đó, lực kéo lưu thể thắng lực trọng trường hạt chất xúc tác bị kéo theo dòng lưu thể Kỹ thuật - Thiết bị phản ứng ThS Lê thị Như Ý 59 d p (VSF )m ρ F • Chuẩn số Reynolds : Re = • Khi Re < : Xác định uT theo định luật Stokes : uT = • Khi Re > 103 : Xác định uT theo định luật Newton : uT = 3,1 • Khi < Re < 103 : Aïp dụng công thức : ln C D = −5,50 + µF (ρ P − ρ F )gd p 18µ F (ρ P − ρ F )gd p ρF 69,43 ln (Re ) + 7,99 Với CD : hệ số kéo theo ; uT = ∆P tổng tầng xúc Và tính uT theo cơng thức : Tầng xúc tác sôi Tầng xúc tác cố định (VSF)m • ( ρ P − ρ F )gd p C D ρ F Tầng xúc tác kéo theo UT VSF (m/s) Để tránh kéo theo nhiều hạt xúc tác theo dòng lưu thể, ta chọn vận tốc bề mặt dòng lưu thể cho : (VSF )m < VSF < uT Tuy nhiên, vận tốc bề mặt tối thiểu (VSF)m tính sở đường kính trung bình dp tầng xúc tác, đó, uT tính sở dp đường kính trung bình hạt bé • Trong trường hợp thiết bị phản ứng tầng xúc tác kéo theo, người ta phải cố gắng tạo cho dòng lưu thể vận tốc bề mặt VSF tối thiểu uT tương ứng với đường kính hạt lớn kéo theo dòng lưu thể Kỹ thuật - Thiết bị phản ứng ThS Lê thị Như Ý 60 V.3.d Thiết bị phản ứng xúc tác rắn nhiều pha V.3.d.1 Thiết bị phản ứng ba pha với tầng xúc tác cố định • Tuỳ thuộc vào chiều chuyển động hai pha khí lỏng mà phân thành loại : - Hệ xi dịng chuyển động từ xuống ; - Hệ xi dịng chuyển động từ lên ; - Hệ ngược dịng ; A- Hệ xi dịng chuyển động từ xuống Khí Lỏng B- Hệ xi dịng chuyển động từ lên Khí + Lỏng Tầng xúc tác cố định Khí + Lỏng C- Hệ ngược dịng Khí Khí Lỏng Lỏng Khí Lỏng Kỹ thuật - Thiết bị phản ứng ThS Lê thị Như Ý 61 V.3.d.1.1 Hệ xi dịng chuyển động từ xuống : • thường sử dụng dễ vận hành ; • hiệu suất thiết bị phản ứng phụ thuộc vào hiệu suất đĩa phân phối lỏng phía tầng xúc tác ; • Lượng lỏng tối thiểu để thấm ướt toàn tầng xúc tác : ep àL L Lm = 0,47 ì dp g ⎝ • 1/ ⎞ ⎟ σ 3/ ⎟ ⎠ Tổn thất áp suất đơn vị chiều dài tầng xúc tác xác định theo công thức sau : ⎛ ∆P ⎞ ⎟ = δ LG − g (β L ρ L + (1 − β L )ρ G ) ⎜ ⎝ H ⎠ LG Våïi β L − Hãû säú bo ho lng v âỉåüc theo biãøu thỉïc : β L = − 10 −Γ V X G = SG VSL δ LG = FLG Vaì : Våïi − -0,15 Γ = 1,22 × X G × Re L 0, × We L,15 ρ L VSL d p Re L = µL ρG ρL 2 ρ GVSG dh ( ρ L VSL d p We L = σ (chuáøn säú Weber ) ⎛ 16(1 − e p )3 ⎞ ⎟ Våïi d h l âỉåìng kênh thu lỉûc ca hảt xục tạc : d h = d p ⎜ ⎜ 9πe ⎟ p ⎠ ⎝ FLG = κ −1,5 31,3 + 17,5 × κ −0,5 ) 1/ Våïi : κ = X G (Re L We L ) , 25 X G , Re L , We L , Γ, κ , FLG âãöu l cạc âải lỉåüng khäng thỉï ngun • Ta tính phần thể tích thiết bị phản ứng bị chiếm chổ pha lỏng pha khí theo biểu thức sau : eL = βL (1 − ep) eG = (1 − βL ) (1 − ep) V.3.d.1.2 Hệ xi dịng chuyển động từ lên • Không cần phận phân phối lỏng mà đảm bảo pha lỏng thầm ướt toàn hạt xúc tác tầng xúc tác ; • Chỉ sử dụng trường hợp suất nhỏ, đặc biệt mơ hình thiết bị phản ứng thí nghiệm ; • Tổn thất áp suất tính trường hợp với giả thiết tầng xúc tác cố định, hạt xúc tác không bị kéo theo dòng lưu thể lên V.3.d.1.3 Hệ ngược dịng • Được ứng dụng số q trình thực tế, Đối với trình phản ứng cân ; • Đặc biệt hiệu thiết bị « chưng cất - phản ứng » (distillation réactive) sử dụng trình tổng hợp MTBE Chất xúc tác trường hợp nhựa trao đổi ion dạng bi cầu, đường kính khoảng mm Đây thiết bị kết hợp tháp chưng cất thiết Kỹ thuật - Thiết bị phản ứng ThS Lê thị Như Ý 62 bị phản ứng, khu vực phản ứng nằm phần với nhiều tầng xúc tác Như vậy, người ta thực đồng thời trình tách MTBE sản phẩm trình chuyển hóa isobutène Theo nguyên tắc Le Chatellier, với phản ứng thuận nghịch, ta tiến hành loại cấu tử cân dịch chuyển phía tạo thành cấu tử Ở đây, sản phẩm MTBE tạo thành tách liên tục nhờ chưng cất nên cân phản ứng dịch chuyển triệt để phía tạo thành MTBE nên hiệu suất chuyển hóa iso-butène cao V.3.d.2 Thiết bị phản ứng ba pha với tầng xúc tác sôi (A lit bouillonnant) • Sơ đồ : Sản phẩm Khí + Lỏng Mực lớp xúc tác sơi Tầng xúc tác sơi Khí Lỏng • Hai pha lỏng khí vào thiết bị phản ứng, từ lên tạo trạng thái chuyển động sôi dạng huyền phù cho hạt xúc tác có đường kính khoảng ÷ mm Sau đó, hỗn hợp sản phẩm khí - lỏng từ phần thiết bị phản ứng mà khơng kéo theo hạt xúc tác • Xác định vận tốc bề mặt tối thiểu lưu thể : Ta áp dụng biểu thức đề cập đến phần thiết bị phản ứng tầng sôi xúc tác rắn lưu thể, bao gồm hai đại lượng tính cho hai lưu thể lỏng khí (VSL )m 33,7 µ L = d p ρL (VSG )m 33,7 µ G = d p ρG Kỹ thuật - Thiết bị phản ứng ⎛ 3,6 × 10 −5 ( ρ P − ρ L )ρ L d p g ⎞ ⎜1 + ⎟ ⎜ àL 1/ 3,6 ì 10 −5 ( ρ P − ρ G )ρ G d p g ⎞ ⎜1 + ⎟ ⎜ ⎟ µG ⎝ ⎠ −1 1/ −1 ThS Lê thị Như Ý 63 • Tổn thất áp suất tính đơn giản dựa áp suất tĩnh : ∆P = (ρpep + ρLeL + ρGeG) Hg Với H - chiều cao tầng xúc tác sôi Và eL xác định theo công thức : e L = 1,504(Fr )G −0 , 086 Với Fr - chuẩn số Froude : (Fr )G = We - chuẩn số Weber : We = (Fr )0,234 (Re )−0,082 (We)0,092 L L VSG g d P vaì (Fr )L = VSL g d P VSG µ L σ Ta lại có biểu thức : (e L + eG ) = 1,40(Fr )L ,17 (We)0,078 = − eP Từ ta tính tổn thất áp suất ∆P nên cộng thêm giá trị tổn thất áp suất đĩa phân phối lỏng khí V.4 Phản ứng rắn - lưu chất không xúc tác V.4.a Đại cương ♦ Xét phản ứng xảy pha khí (hoặc pha lỏng) với pha rắn chất xúc tác : A (lưu chất) + bB (rắn) ⇒ sản phẩm pha lỏng (pha khí) /pha rắn hai pha ♦ Chia làm loại : • Những phản ứng hạt rắn khơng thay đổi kích thước đáng kể : - phản ứng oxy hóa phản ứng ngung quặng oxyt kim loại : 2ZnS(R) + 3O2(K) ⇒ 2ZnO(R) + 2SO2(K) 4FeS(R) + 11O2(K) ⇒ 2Fe2O3(R) + 8SO2(K) - phản ứng điều chế kim loại từ oxyt kim loại : Fe3O4(R) + 4H2(K) ⇒ 3Fe(R) + 4H2O(K) - phản ứng mạ kim loại để bảo vệ bề mặt kim loại : 2e- + Cu2+(L) + M(R) ⇒ M + Cu • Những phản ứng kích thước hạt rắn thay đổi đáng kể : - phản ứng cháy than, củi : C(R) + O2(K) ⇒ CO2(K) C(R) + O2(K) ⇒ 2CO(K) C(R) + CO2(K) ⇒ 2CO(K) - phản ứng sản xuất carbon disulfur : Kỹ thuật - Thiết bị phản ứng ThS Lê thị Như Ý 64 750 ÷1000 C C(R) + 2S(K) ⎯⎯ ⎯ ⎯ ⎯ → CS2(K) ⎯ - sản xuất cyanur natri từ Natri amid : 800 C NaNH2(L) + C(R) ⎯⎯ ⎯ → NaCN(L) + H2(K) ⎯ Hạt phản ứng phần Hạt ban đầu Thời gian Hạt phản ứng hoàn toàn Thời gian Hạt cuối kích thước khơng đổi Hạt ban đầu Thời gian Thời gian Tro sản phẩm khí làm hạt co rút Thời gian Hạt co rút theo thời gian cuối biến V.4.b Mơ hình phản ứng ♦ Để thiết lập biểu thức vận tốc phản ứng rắn - lưu chất khơng có chất xúc tác, ta phải xác định rõ mơ hình phản ứng xảy Nếu chọn mơ hình phải chấp nhận biểu thức vận tốc tương đương ngược lại ♦ Có mơ hình lý tưởng hóa đơn giản : • Mơ hình chuyển hóa liên tục : tác chất khí (hoặc lỏng) xâm nhập vào hạt chất rắn phản ứng xảy khắp hạt rắn, liên tục với vận tốc khác hạt rắn Như vậy, tác chất rắn tham gia phản ứng liên tục tồn hạt • Mơ hình lỏi chưa chuyển hóa : tác chất khí ban đầu xâm nhập vào lớp vỏ hạt rắn phản ứng xảy lớp vỏ Vùng phản ứng sau tiến dần vào bên trong, bỏ lại bên ngồi lớp vật chất hồn tồn chuyển hóa chất trơ (tro) Như vậy, thời điểm luôn tồn lỏi vật chất chưa chuyển hóa có đường kính giảm dần theo thời gian phản ứng Kỹ thuật - Thiết bị phản ứng ThS Lê thị Như Ý 65 Độ chuyển hóa thấp Độ chuyển hóa cao Nồng độ tác chất rắn Thời gian Thời gian Nồng độ ban đầu R O R R O R R O R Hình : Mơ hình chuyển hóa liên tục ♦ Thực tế cho thấy : mơ hình lỏi chưa chuyển hóa phản ánh nhiều trường hợp Tro Độ chuyển hóa thấp Lõi chưa phản ứng Nồng độ tác chất rắn Thời gian Độ chuyển hóa cao Thời gian Vùng phản ứng R O R R O R R O R Hình : Mơ hình lỏi chưa chuyển hóa phản ứng lưu chất - rắn cách trung thực (ta thường quan sát thấy lớp tro bao bọc lỏi tác chất chưa phản ứng) ⇒ dùng mơ hình để thiết lập phương trình vận tốc sau áp dụng vào thiết kế Để thuận lợi, ta xét lưu thể xung quanh chất rắn chất khí , với chất lỏng chứng minh hoàn toàn tương tự V.4.c Vận tốc phản ứng theo mơ hình lõi chưa chuyển hóa Mơ hình bao gồm giai đoạn xảy nối tiếp : 1- Tác chất khí A khuyếch tán qua lớp phim khí bao bọc xung quanh hạt rắn (lớp biên thuỷ lực) để đến bề mặt hạt rắn 2- Tác chất khí A tiếp tục khuyếch tán qua lớp tro để đến bề mặt lõi chất rắn chưa phản ứng 3- phản ứng tác chất khí A chất rắn xảy bề mặt lõi chất rắn chưa phản ứng Kỹ thuật - Thiết bị phản ứng ThS Lê thị Như Ý 66 4- Các sản phẩm tạo thành thể khí khuyếch tán qua lớp tro để đến bề mặt hạt rắn 5- Các sản phẩm tạo thành thể khí tiếp tục khuyếch tán qua lớp phim khí để nhập vào dịng khí Mơ hình mơ hình tổng qt, có nhiều trường hợp thiếu nhiều giai đoạn trên, chẳng hạn sản phẩm không sinh sản phẩm khí phản ứng khơng thuận nghịch giai đoạn không tạo nên trở lực cho phản ứng Ngồi ra, ta cịn đơn giản hóa mơ hình khái niệm giai đoạn kiểm sốt vận tốc giai đoạn xảy liên tiếp không thiết trở lực giai đoạn có độ lớn Xét phản ứng chiều : A (K ) + bB(R ) → Saín pháøm Để đơn giản việc phân tích mơ hình lõi chưa chuyển hóa, ta xem hạt rắn hạt đơn hình cầu giai đoạn thành phần xem thuộc dạng trở lực : - trở lực khuyếch tán qua lớp phim khí - trở lực khuyếch tán qua lớp tro - trở lực phản ứng V.4.c.1 Giai đoạn khuyếch tán qua lớp phim khí giai đoạn kiểm sốt Lớp phim khí Bề mặt lõi chưa phản ứng Tro Bề mặt hạt Nồng độ tác chất khí Lõi CAK CAr = CAc R rc rc R Gọi : R - bán kính hạt rắn ban đầu rc - bán kính lõi chưa chuyển hóa CAk, CAr, CAc - nồng độ tác chất A dòng khí, bề mặt hạt ban đầu bề mặt lõi chưa chuyển hóa Kỹ thuật - Thiết bị phản ứng ThS Lê thị Như Ý 67 Trong trường hợp nồng độ tác chất mặt giao tiếp lớp phim khí lớp tro ln ln : CAk - CAr = CAk = const thời điểm Với phản ứng không thuận nghịch : CAr = CAc = Từ phương trình tỉ lượng, ta có : dNB = bdNA, nên biểu thức vận tốc viết : dN A dN B b dN B ⋅ =− ⋅ =− ⋅ S0 dt 4πR dt 4πR dt (1) = b k k (C Ak − C Ar ) = b k k C Ak = const (− rB ) = − Với : kk hệ số truyền khối A pha khí, m/s Nếu gọi ρB khối lượng mol B, ta : ⎛4 3⎞ N B = ρ B Vh = ρ B ⎜ π rc ⎟ ⎝3 ⎠ (2) Với Vh thể tích hạt rắn hình cầu Lấy vi phân phương trình : dN B = b dN A = ρ B dVh = 4ρ B π rc drc (3) Thay (3) vào (1), ta biểu thức vận tốc biểu diễn biến thiên bán kính lõi chưa chuyển hóa theo thời gian : 2 4ρ B π rc drc ρ B rc drc dN B (− rB ) = − ⋅ =− ⋅ =− ⋅ = b k k C Ak S0 dt dt dt 4πR R2 (4) Sắp xếp lại lấy tích phân : − ρB rc t R2 R ∫ rc drc = b k k C Ak ∫ dt Từ tính thời gian cần thiết để đạt đến độ chuyển hóa : ρ B R ⎡ ⎛ rc ⎞ ⎤ t= ⎢1 − ⎜ ⎟ ⎥ b k C Ak ⎢ ⎝ R ⎠ ⎥ ⎣ ⎦ Nếu gọi θ - thời gian để hạt rắn phản ứng hoàn tồn ⇔ rc = 0, ta có : ρBR t ⎛r ⎞ ⇒ = 1− ⎜ c ⎟ θ= θ b k k C Ak ⎝R⎠ Và gọi xB độ chuyển hóa hạt rắn : 3 π rc Thãø têch li chỉa chuøn họa ⎛ rc ⎞ 1− xB = =⎜ ⎟ == Thãø têch ban âáưu ca hảt ⎝R⎠ πR 3 Do : t ⎛r ⎞ = 1− ⎜ c ⎟ = xB θ ⎝R⎠ Kỹ thuật - Thiết bị phản ứng ThS Lê thị Như Ý 68 V.4.c.2 Giai đoạn khuyếch tán qua lớp tro giai đoạn kiểm sốt Trong trường hợp này, việc phân tích thiết lập phương trình vận tốc phức tạp lõi chưa chuyển hóa lúc co lại làm cho bề dày lớp tro ngày tăng thêm, nghĩa trở lực lớp tro tăng theo thời gian Ta chia giai đoạn thành giai đoạn nhỏ : ♦ Giai đoạn : giai đoạn này, xem kích thước lõi khơng đổi, A khuyếch tán qua lớp tro để vào bên Điều hợp lý A di chuyển qua lớp tro với vận tốc gấp ngàn lần vận tốc lõi co rút (tương ứng với tỉ số khối lượng riêng chất rắn chất khí) Do gradient nồng độ A qua lớp tro khơng đổi theo thời gian Ở trạng thái ổn định này, vận tốc phản ứng tương ứng với vận tốc khuyếch tán qua mặt cầu lớp tro Aïp dụng định luật Fick II : − dN A dC A = 4π r D Ae dt dr (5) Trong đó, DAe hệ số khuyếch tán tác chất khí qua lớp tro, m2/s Thường khó xác định giá trị đại lượng tính chất lớp tro nhạy với tạp chất không tinh khiết chất rắn biến đổi mơi trường xung quanh hạt Lấy tích phân qua lớp tro với r biến thiên từ R đến rc : − − ⇒ C Ac = dN A rc dr = 4π D Ae ∫ ∫ dC A dt R r C Ak = C Ar dN A dt ⎛1 1⎞ ⎜ − ⎟ = 4π D Ae C Ak ⎜r R⎟ ⎝ c ⎠ (6) ♦ Giai đoạn : giai đoạn này, ta cho kích thước lõi chưa phản ứng thay đổi theo thời gian Lõi lúc giảm dần kích thước bề dày lớp tro tăng lên, làm giảm thơng lượng khuyếch tán A Phương trình vận tốc chứa biến số : t, NA, rc, phải khử bớt biến theo biến trước lấy tích phân Thay phương trình (3) vào (6), tách biến số lấy tích phân ta : rc t ⎛1 1⎞ − ρ B ∫ ⎜ − ⎟ rc drc = b.D Ae C Ak ∫ dt ⎜ R⎟ ⎠ R ⎝ rc Hay thời gian cần thiết để đạt đến độ chuyển hóa : ρBR ⎡ ⎛ rc ⎞ ⎛ rc ⎞ ⎤ t= ⎢1 − 3⎜ ⎟ + 2⎜ ⎟ ⎥ b D A C Ak ⎢ ⎝R⎠ ⎝R⎠ ⎥ ⎦ ⎣ Thời gian θ để hạt rắn phản ứng hoàn toàn ⇔ rc = 0, ta có : θ = ρBR b D A C Ak (7) t ⎛r ⎞ ⎛r ⎞ ⇒ = − 3⎜ c ⎟ + 2⎜ c ⎟ θ ⎝R⎠ ⎝R⎠ Hay tính theo độ chuyển hóa xB hạt rắn : Kỹ thuật - Thiết bị phản ứng t = − 3(1 − x B )2 / + 2(1 − x B ) θ ThS Lê thị Như Ý 69 V.4.c.3 Giai đoạn phản ứng hóa học giai đoạn kiểm sốt Trong trường hợp này, phản ứng khơng chịu ảnh hưởng lớp tro mà phụ thuộc vào bề mặt lõi : Sc = 4π rc Do đó, biểu thức vận tốc phản ứng cho phương trình (1), (2) (3) : − 4π rc ⋅ dN B b dN A =− ⋅ = b k r C Ak dt dt 4π rc (8) Với kr số vận tốc phản ứng bậc xảy bề mặt lõi, s-1 Kết hợp (5) (3), ta : − 4π rc ⋅ 4ρ B π rc drc dr = −ρ B ⋅ c = b k r C Ak dt dt rc t R − ρ B ⋅ ∫ drc = b k r C Ak ∫ dt Hay : t= Suy ra, thời gian cần thiết để đạt đến độ chuyển hóa : Thời gian θ để hạt rắn phản ứng hồn tồn ⇔ rc = 0, ta có : θ = ⇒ ρB (R − rc ) bkr CAk ρBR b k r C Ak (9) r t = − c = − (1 − x B )1 / θ R V.4.c.4 Biểu thức vận tốc trường hợp tổng quát Các trở lực trrên xảy nối tiếp nhau, ta kết hợp trở lực theo cách : ♦ Thời gian cần thiết để đạt đến độ chuyển hóa tổng thời gian cần thiết để vượt t Σ = t phim + t tro + t li qua trở lực : ♦ Hay chuyển hóa hồn tồn : θ Σ = θ phim + θ tro + θ li ♦ Kết hợp trở lực riêng biểu thức vận tốc tổng quát : (− rA ) = − Hay − drc = dt b CA dN A ⋅ =− S0 dt R (R − rc ) R + + kk rc D Ae rc k r b CB ρB rc R2 kk + (R − rc )rc R D Ae + kr (9) Ta thấy trở lực thay đổi theo rc nghĩa theo tiến triển phản ứng Từ lúc hạt rắn bắt đầu phản ứng phản ứng hoàn tồn trở lực trung bình giai đoạn : Kỹ thuật - Thiết bị phản ứng ThS Lê thị Như Ý 70 − CA dN A ⋅ = k r CA = R S0 dt + + k r 2D Ae k r (7) Ví dụ : Nung quặng ZnS : 1- Dưới dạng hạt hình cầu đường kính mm dịng khí chứa 8% oxygen 900oC Phản ứng xảy theo phương trình sau : 2ZnS + 3O2 ⇒ 2ZnO + 2SO2 giả sử phản ứng xảy theo mơ hình lõi chưa chuyển hóa, tính thời gian cần thiết để chuyển hóa tồn hạt 2- Lặp lại q trình tính tốn với đường kính hạt 0,2 mm Biết : - khối lượng riêng hạt rắn : 4,13 kg/m3 - số vận tốc phản ứng : kr = cm/s - áp suất : at - hệ số khuyếch tán : DAe = 0,08 cm2/s Kỹ thuật - Thiết bị phản ứng ThS Lê thị Như Ý ... tác : - thiết bị phản ứng tầng xúc tác cố định ; - thiết bị phản ứng tầng xúc tác di động ; Kỹ thuật - Thiết bị phản ứng ThS Lê thị Như Ý 21 - thiết bị phản ứng tầng sôi ; - thiết bị phản ứng tầng... phản ứng khác cho thiết bị đơn cho hệ nhiều thiết bị phản ứng III.1 SO SÁNH CÁC THIẾT BỊ PHẢN ỨNG ĐƠN III.1.a Thiết bị phản ứng khuấy trộn hoạt động ổn định thiết bị phản ứng dạng ống với phản ứng. .. - theo thời gian thiết bị phản ứng hoạt động gián đoạn - theo chiều dài thiết bị phản ứng dạng ống - từ thiết bị phản ứng sang thiết bị phản ứng khác hệ thống thiết bị phản ứng mắc nối tiếp IV.1