- PR3 HRh(CO)(PR 3)3 HRh(CO)(PR 3 ) 2 + PR
b. Công nghệ RCH/RP
3.3.1. Tính thể tích làm việc của thiết bị phản ứng
Phản ứng tổng hợp có phương trình sau :
C3H6 + H2 +CO n-C4H8O + iso- C4H8O
Gỉa sử phản ứng trên là phản ứng bậc 2. Nên tốc độ phản ứng:
r = k×C1×C2
2
Suy ra : k = 1 2 r C C (1) Trong đó :
C1,C2, : lần lượt là nồng độ của C3H6 , CO và H2 mol/l
k : hằng số tốc độ, được tính theo phương trình động học sau : - dC
dt = k×C2 (coi C1C2C3) - dC2
C = k×dt Tích phân hai vế ta được : - 2 T O C C dC C = O k dt 1.( 1 1 ) 2 C C O = k× (2) Trong đó :
: thời gian lưu trong thiết bị, h C0 : nồng độ C3H6 ban đầu , mol /l
C : nồng độ C3H6 sau thời gian , mol /l Xác định C1vàC2 như sau :
Bảng 3.16: Hỗn hợp nguyên liệu vào
Cấu tử Lượng(kmol/h) Lượng(kg/h) Khối lượng riêng (kg/m3) Thể tích(m3 /h) C3H6(kỹ thuật) 18,01 756,6 106,1 7,13 C3H8 0,35 15,6 128,3 0,12 C2H6 0,26 7,8 55,95 0,14 CO 16,57 464,05 42,36 10,95 H2 16,57 33,14 3,033 10,93 CO2 0,24 10,36 75,36 0,14 CH4 0,65 10,36 25,36 0,41 Tổng 52,65 1297,91 436,46 30,8
Vậy thể tích hỗn hợp vào thiết bị là : 30,80 m3/ h Từ bảng trên ta có : Nồng độ C3H6 là : 3 3 18, 06.10 0, 59( / ) 30,8.10 mol l
Vì nồng độ của CO, H2 bằng nồng độ của C3H6 nên : CCO = CH2=0,59 (mol/l)
Ta có phản ứng :
C3H6 + H2 + CO n-C4H8O + iso- C4H8O Ban đầu 0,59 0,59 0,59 0
t= 0,59 – 0,59X 0,59 – 0,59 X 0,59-0,59X 0,59X Độ chuyển hoá của C3H6 là X= 92%. Nên tại thời điểm
Nồng độ C3H6 = 0,59 - 0,59 × 0,92 = 0,05 mol/ l Nồng độ của CO = 0,59 - 0,9 × 0,92 = 0,05 mol/ l Nồng độ của H2= 0,59 - 0,59 × 0,92 = 0,05 mol/ l
Thay giá trị nồng độ của C3H6 và Nồng độ của CO và H2 vào (1) ta tìm được giá trị của k như sau :
k = 0, 49 0, 7
0, 59 .(0, 59 0, 59)
Thay vào (2) ta được : 0,7× = ( 1 1
0, 05 0, 59 ) Suy ra : = 0,45 h Suy ra : = 0,45 h
Thể tích làm việc của thiết bị được xác định theo công thức sau : Vr = V×, m3[10]
Trong đó : V
: thể tích hỗn hợp dòng vào, m3 /h . : thời gian lưu, h .
3.3.2. Tính kích thƣớc thiết bị phản ứng Ta có : Vr = ᴨ.