Tiểu luận Kỹ thuật phản ứng: Viết Phương Trình Vận Tốc Tính Cấu Tạo Thiết Bị

xbh1479967616.doc TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HÔ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC TIỂU LUẬN KĨ THUẬT PHẢN ỨNG Tên đề tài: Viết Phương Trình Vận Tốc Tính Cấu Tạo Thiết Bị GVHD: SVTH :Lê Văn Tiên Bùi Châu Lanh Trần Đăng Hòa -MSSV:09278881 xbh1479967616.doc TP Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2010 ĐỀ Phản ứng phân hủy 50oC: C2H5COONa + HCl = C2H5COOH + NaCl Có số liệu động học sau: k=2,65.10-2 lit/mol.phút - Xác định phương trình vận tốc phản ứng - Lựa chọn hệ thống phàn ứng dạng ống Tính cấu tạo thiết bị phản ứng suất 350kg axit acetic/h, nồng độ C2H5COONa HCl dòng nhập liệu 0,8 Các thông số khác tự chọn Bài giải C2H5COONa + HCl = C2H5COOH + NaCl Vì phản ứng phân hủy 500C nên phản ứng chiều → sản phẩm A +B Ta có k=2,65.10-2 lit/mol.phút Nên phản ứng thuộc loại phản ứng không thuận nghịch bâc loại hai phân tử t = 500C = 323K − rA = dC A dC = − B = kC A C B dt dt (2.12) xbh1479967616.doc Để ý lượng A B thời điểm C A X A = C B X B 0 ta viết theo XA: − rA = C A0 Đặt M = ( )( dX A = k C A0 − C A0 X A C B0 − C A0 X A dt C B0 ) C A0 tỉ số mol ban đầu hai tác chất: dX A = kC A20 (1 − X A )( M − X A ) dt − rA = C A0 Phân tách biến số lấy tích phân: XA ∫ ln t dX A = kC A0 ∫ dt (1 − X A )( M − X A ) C B C A0 1− X B M − XA C = ln = ln = ln B 1− X A M (1 − X A ) C B0 C A MC A ( ) = C A0 ( M − 1) kt = C B0 − C A0 kt , M#1 lít -2 -2 k=2,65.10 lít/mol.phút = 2,65.10 mol h = 2,65.10-2.60 lít/mol.h =1,59 lít/mol.h 60 Vậy ta có phương trình vận tốc phản ứng ( ) ( ) ( − rA = C B0 − C A0 kt = C B0 − C A0 1,59.323 = 513,57 C B0 − C A0 Phương trình thiết kế Chọn hệ thống phản ứng dạng ống Chọn độ chuyển hóa tác chất 80% ⇒ X A = 0.8 lít ) mol h xbh1479967616.doc C A0 = 0.8mol / lit C B0 = 1mol / lit 350.10 FR = 350kg / h = mol / h 74 FR = FA0 X A ⇒ FA0 = FR 350.10 = mol / h XA 74.0,8 Ta có phương trình thiết kế X A2 dX V A =∫ X A F0 (− r ) A ⇔ V = FA0 ∫ XA FA dX A = 02 kC (1 − X A )( M − X A ) kC A0 XA dX A ∫ (1 − X )( M − X ) A0 350.10 74.0,8 = 1,59.0.8 (3.25 A ∫ 0.8 A 350.10 dX A 74.0,8 = 2,35114 = 13659,94lít   1,59.0.8 (1 − X A )  − X A   0.8  ⇒ thời gian lưu τ= VC A0 F0 = 13659,94.0,8 = 1,848h 350.10 74.0,8 Cho đường kính hệ thống phản ứng dạng ống 1,5 mét d = 1,5m ⇒ R = 0,75 Ta có V = π R l V 13659,94.10 −3 ⇒l = = = 7,733m π R 3,14.0,75 Ta có thiết bị phản ứng dạng ống hình xbh1479967616.doc d=1,5m CAo CBo FAo XAo=0 Vo FA+dFA XA+dXA l=7.733m