b. Giai đoạn dehydro hóa
V.2.6.Nhiệt lượng mất mát ra môi trường:
Nhiệt mất mát ra môi trường bằng 5% tổng các nhiệt ra: Qm = 0,05× (Q4 +Q5) ,Kj/h
=0,05× 106× 4,792 + 0,05× 3764,25× G(H O25 ),Kj/h =0,24×106 + 188,21× G(H O25),Kj/h
*Ta có cân bằng nhiệt lượng cho thiết bị phản ứng:
Tổng nhiệt lượng vào = Tổng nhiệt lượng ra Q1 + Q2 + Q3 = Q4 + Q5 +Qm
5,007×106 + 1880,5×G(H O22 )+ 5,584×106 = 4,792×106 + 3764,25× 50× G5(H O2 )
+0,24×106 + 188,21× G(H O25 ), Giả sử khối lượng chất tải nhiệt đi vào = Khối lượng chất tải nhiệt đi ra Ta có G2(H O2 ) = G5(H O2 ) = G(H O2 ) , ta có
Như vậy nhiệt lượng do nước làm lạnh mang vào là:
Q2 = 1880,5 ×G2(H O2 ) = 2682,967× 1880,5 = 5,054×106 Kj/h Nhiệt lượng do chất tải nhiệt mang ra:
Q5 = 2682,967 ×75,28 × 50 = 10,099×106 Kj/h Nhiệt lượng mất mát ra môi trường :
Qm = 0,05× 106×(4,972 + 10,099) = 0,745 × 106 Kj/h
Bảng 24: Cân bằng nhiệt lượng cho thiết bị tổng hợp MTBE:
Nhiệt lượng mang vào Nhiệt lượng mang ra
Thành phần Lượng, kj/h Thành phần Lượng, Kj/h Q1 5,007×106 Q4 4,792×106 Q2 5,045×106 Q5 10,099×106 Q3 5,584×106 Qm 0,745×106 Tổng 15,636×106 15,636×106 V.3. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHẢN ỨNG CHÍNH
Thiết bị chính làm việc ở nhiệt độ khoảng 60-800C. Phản ứng tổng hợp MTBE được tiến hành trong pha lỏng ở điều kiện 60-800C áp suất p= 10-15 at, sử dụng xúc tác nhựa trao đổi ion Amberlyst-15, có các tính chất như sau: [5]
+Tốc độ phản ứng : r = 0,0151 mol/h.mequiv +Độ axit : C = 4,75 mequiv/gxt
+Độ chuyển hoá : XMeOH = 7,2% +Diện tích bề mặt : A = 42,0 m2/g +Thể tích mao quản : V = 0,35 ml/g +Đường kính mao quản : D = 343 A0
+Đường kính tương đương : dp = 0,74 mm
V.3.1.Tính thể tích làm việc của thiết bị phản ứng.
Phản ứng tổng hợp có phương trình sau :
Iso-C4H8 + MeOH MTBE
Đây là phản ứng thuận nghịch, toả nhiệt dạng bậc hai tốc độ phản ứng xảy ra trên xúc tác Amberlyst-15 là :
ω = k×C1×C2