C O+ 2H2 H 3OH H 3OOH Điều chế từ 2H2 hoặc H4:
CH COOH TC
p o C = + × + ×a a T a T [1]
Trong đĩ : a0 , a1 , a2 : các hệ số phương trình tra bảng sau. T : nhiệt độ (0k).
Chất Hệ số của phương trình Khoảng nhiệt độ T(0K)
CH3COOH
a0 a1.103 a2.106
300 ÷ 7005,2 46,16 -18,35 5,2 46,16 -18,35
Thay các hệ số vào phương trình, ta cĩ nhiệt dung riêng của CH3COOH ở 1600C (tương ứng với T = 4330K). 3 2 3 6 46,16 433 18,35 5,2 (433) 21,75 10 10 CH COOH p C = + × − × = (kcal/kmol.độ) 21,75 0,362 60 = = (kcal/kg.độ).
Nhiệt lượng do nguyên liệu mang vào gồm cĩ: nhiệt lượng của C2H4, C2H6, C3H6, CH3COOH và tạp chất, O2 và tạp chất. Q1 = C H2 4 Q + QH2O + CH COOH TC3 Q + + O TC2 Q + Trong đĩ : 2 4 C H Q
: Nhiệt lượng do C2H4 mang vào (kcal/h). 3
CH COOH TC
Q +
: Nhiệt lượng do CH3COOH mang vào (kcal/h). 2
O TC
Q +
: Nhiệt lượng do O2 mang vào(kcal/h).
Nhiệt lượng từng cấu tử được tính theo cơng thức sau:
i
i i p
Q = ×G C ×t
Trong đĩ:
i
G
: Lưu lượng của cấu tử i (kg/h).
i p
C
: Nhiệt dung riêng của cấu tử i (kcal/kg.độ). t : Nhiệt độ của cấu tử (0C).
Hỗn hợp khí đi vào thiết bị phản ứng cĩ nhiệt độ 1600C và lượng các hỗn hợp khí như sau:
Nhiệt lượng từng cấu tử được tính theo cơng thức :
i i i p Q = ×G C ×t (kcal/h) [1]. Trong đĩ: i G
: Lưu lượng của cấu tử i (kg/h).
i p (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
C
: Nhiệt dung riêng của cấu tử i (kcal/kg.độ). t : Nhiệt độ của cấu tử (0C).
Hỗn hợp khí đi vào thiết bị phản ứng cĩ nhiệt độ 1600C và lượng các hỗn hợp khí như sau: Getylen = 4824,762 (kg/h). Gaxit axetic = 1009,556 (kg/h). Goxy = 2584,694 (kg/h). Gnước = 136 (kg/h). Áp dụng cơng thức ta cĩ :
+ Nhiệt lượng do C2H4 mang vào : 2 4
C H
Q
= 4824,762 × 0.52 × 160 = 401420,198 (kcal/h). + Nhiệt lượng do CH3COOH mang vào :
Qaxit axetic = 1009,556 × 0,362 × 160 = 58473,484 (kcal/h).
+ Nhiệt lượng do O2 mang vào :
Qoxy = 2584,694 × 0,23 × 160 = 95116,739 (kcal/h). + Nhiệt lượng do H2O mang vào :
Qnước = 136 × 0.472 × 160 = 10270,2 (kcal/h).
Q1 = 401420,198 + 58473,484 + 95116,739 + 10270,2 = 565281,141 (kcal/h). 2.4.1.2. Nhiệt lượng do dầu tải nhiệt mang vào: Q2
Dầu tải nhiệt dùng để khống chế nhiệt độ trong thiết bị phản ứng. Nhiệt độ đầu vào là 700C, nên lượng nhiệt do dầu tải nhiệt mang vào là:
2 d d d p Q =G ×C ×t (kcal/h). Trong đĩ:
Gd :Lưu lượng dầu tải nhiệt cần thiết để khống chế nhiệt độ phản ứng (kg/h).
d p
C
: Nhiệt dung riêng của dầu tải nhiệt,
d p
C
= 0,49(kcal/kg.độ). t : Nhiệt độ dầu tải nhiệt, t = 700C.
Vậy : 2 0,49 70 34,3 d d p d d Q =G ×C × =t G × × = ×G (kcal/h).
2.4.1.3. Nhiệt lượng do các phản ứng tỏa ra trong thiết bị phản ứng: Q3
Nhiệt lượng do phản ứng chính tạo ra :
Phản ứng:
C2H4 + 0,5O2 + CH3COOH → CH2 = CHOCOCH3 + H2O 0
298
180
180( / ) 42,992( / )
4,1868 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
KJ mol − kcal mol
∆Η = − = = −
. Đây là phản ứng toả nhiệt với
0
298 42,992(kcal mol/ )
∆Η = −
.Theo phản ứng thì khi tạo thành 1 mol VA ( 86g Vinyl axetat ) ta thu được lượng nhiệt toả ra là 42,992(kcal/mol). Do đĩ khi tạo thành 3293,634 (kg/h) Vinyl axetat, tương ứng với lượng nhiệt toả ra là:
Nhiệt lượng do phản ứng phụ tạo ra:
Phản ứng:
0 298
135
135( / ) 32,244( / )
4,1868
KJ mol − kcal mol
∆Η = − = = −
. Đây là phản ứng toả nhiệt với
0
298 32,244(kcal mol/ )
∆Η = −
.Theo phản ứng thì khi tạo thành 2 mol CO2 ( 88g CO2 ) ta thu được lượng nhiệt toả ra là 32,244(kcal/mol). Do đĩ khi tạo thành (kg/h) CO2, tương ứng với lượng nhiệt toả ra là :
Phản ứng:
C2H4 + 0,5O2 → CH3CHO .Đây là phản ứng toả nhiệt với
0
298 58,278(kcal mol/ )
∆Η = −
.Theo phản ứng thì khi tạo thành 1 mol CH3CHO (44gCH3CHO ) ta thu được lượng nhiệt toả ra là 58,278(kcal/mol). Do đĩ khi tạo thành 16,484 (kg/h) CH3CHO, tương ứng với lượng nhiệt toả ra là :
Phản ứng:
C2H4 + CH3COOH → CH3COOC2H5
Đây là phản ứng toả nhiệt với
0 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
298 14,2(kcal mol/ )
∆Η = −
.Theo phản ứng thì khi tạo thành 1 mol CH3COOC2H5 (88g CH3COOC2H5 ) ta thu được lượng nhiệt toả ra là 14,2(kcal/mol). Do đĩ khi tạo thành 3,663 (kg/h) CH3COOC2H5, tương ứng với lượng nhiệt toả ra là :
Lượng nhiệt do phản ứng phụ toả ra là:
Vậy lượng nhiệt do các phản ứng toả ra trong thiết bị phản ứng: Q3 =
Do vậy lượng nhiệt đưa vào thiết bị phản ứng:
= 2211791,756 + 34,3 × Gd (kcal/h).