C O+ 2H2 H 3OH H 3OOH Điều chế từ 2H2 hoặc H4:
2.4. Tính cân bằng nhiệt lượng cho thiết bị phản ứng.
- Hỗn hợp nguyên liệu đầu vào sau khi đi qua thiết bị đun nĩng sơ bộ (1) được gia nhiệt bởi nhiệt của hỗn hợp khí sản phẩm lên đến 1600C. Do đĩ nhiệt độ nguyên liệu vào thiết bị phản ứng (3) là 1600C. Hỗn hợp sản phẩm đi ra khỏi thiết bị phản ứng (3) cĩ nhiệt độ 1800C.
• Hỗn hợp nguyên liệu đầu vào gồm các cấu tử : C2H4, O2 , CH3COOH 95% • Hỗn hợp sản phẩm đầu ra gồm các cấu tử sau: sản phẩm chính VA, sản phẩm
phụ CO2 (chủ yếu), CH3CHO, etyl axetat, C2H4 cịn dư , CH3COOH cịn dư, O2 cịn dư, lượng H2O sinh ra.
Do các phản ứng xảy ra trong thiết bị phản ứng đều toả ra một lượng nhiệt tương đối lớn nên ta cần khống chế nhiệt độ trong thiết bị phản ứng (2) để đạt hiệu suất chuyển hố cao nhất. Vì vậy ta chọn tác nhân khống chế nhiệt độ là dầu tải nhiệt với các thơng số sau:
+ Nhiệt độ dầu tải nhiệt đi vào : 700C. + Nhiệt độ dầu tải nhiệt đi ra : 1400C.
+ Khối lượng riêng của dầu tải nhiệt : ρ =900( / ).kg h
[20]
Dựa vào khối lượng riêng và nhiệt độ dầu tải nhiệt đi vào, đi ra. Tra tốn đồ ở sổ tay xác định nhiệt dung riêng của dầu tải nhiệt :
+ Nhiệt dung riêng của dầu tải nhiệt tại nhiệt độ 700C :
0,49
d p
C =
(kcal/kg.độ).
+ Nhiệt dung riêng của dầu tải nhiệt tại nhiệt độ 1400C :
0,56 d p C = (kcal/kg.độ). Các ký hiệu dùng trong tính tốn :
+ Q1 : Nhiệt lượng do nguyên liệu đầu mang vào (kcal/h). + Q2 : Nhiệt lượng do dầu tải nhiệt mang vào (kcal/h). + Q3 : Nhiệt lượng do các phản ứng toả ra (kcal/h). + Q4 : Nhiệt lượng sản phẩm mang ra (kcal/h). + Q5 : Nhiệt lượng do dầu tải nhiệt mang ra (kcal/h).
+ Q6 : Nhiệt lượng mất mát ra mơi trường xung quanh (kcal/h).
+ Gd : Lưu lượng dầu cần thiết để khống chế nhiệt độ phản ứng (kcal/h). + Qvào : Nhiệt lượng vào thiết bị phản ứng (kcal/h). Qvào= Q1 + Q2 + Q3. + Q ra : Nhiệt lượng ra khỏi thiết bị phản ứng (kcal/h). Q ra= Q4 + Q5 + Q6.
2.4.1. Tính nhiệt lượng mang vào thiết bị phản ứng: Qvào [8].
Nhiệt lượng đầu vào của thiết bị phản ứng là tổng nhiệt lượng của hỗn hợp nguyên liệu mang vào Q1; và nhiệt lượng do dầu tải nhiệt mang vào Q2; và nhiệt lượng do các phản ứng toả ra trong thiết bị phản ứng Q3 .
2.4.1.1. Nhiệt lượng do nguyên liệu mang vào Q1 :
Nhiệt dung riêng của các cấu tử đi vào thiết bị phản ứng ở 1600C. Tra cứu Sổ tay thiết bị cơng nghệ hĩa chất tập 1, ta cĩ :
+ Nhiệt dung riêng của C2H4 ở 1600C : Cetylen = 0,52 (kcal/kg.độ). + Nhiệt dung riêng của O2 ở 1600C :
2 0,23
Op p
C =
(kcal/kg.độ).
+ Đối với CH3COOH và các tạp chất của nĩ thì do lượng tạp chất chiếm một lượng khơng đáng kể và cĩ tính chất hố lý gần giống với CH3COOH. Do đĩ khi tính tốn ta coi như tính tốn chung cho CH3COOH.
Dùng cơng thức thực nghiệm sau đây: 3 2 1 2