-Đường biểu diễn nồng độ chỉ thị ra theo t như ở hình 2.13.
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.81 MB, 256 trang )
2/ Xác định độ chuyển hoá X qua giá trị
hàm phân bố TGL:
Như
đã nghiên cứu ở trên, dòng đi ra khỏi
thiết bị làm việc liên tục không phải là dòng
đồng nhất về TGL và như vậy, nồng độ của
chất phản ứng ở dòng ra ( từ đó tính độ
chuyển hoá X = 1 - Cra/C0 ) là nồng độ trung
bình của các phần tử của dòng với TGL
trong thiết bị khác nhau . Do đó có thể viết:
= ∫Cng.tố.E(t).dt = ∑Cng.tố.E(t).∆ t
t = 0, ∞
(2.37)
Cra
04/27/10
70
Trong
đó:
C nguyên tố có thể tính được từ
phương trình động học của phản ứng.
E(t).dt - Phần của dòng có TGL từ t
đến t+dt [ từ định nghĩa của E(t) ].
∞
Từ đó tính được độ chuyển hoá X:
∑C
X
=1-Cra/C0=1-(
/C0)
38 ) .
71
nguyento
.E (t ).∆t
0
(2.
04/27/10
tập 2.5- Phản ứng bậc 1 chuyển hoá
chất A, hằng số vận tốc k = 0,307 ph-1,
được tiến hành trong TBPƯ có hàm phân bố
TGL E(t) như ở bài tập 2.4. Xác định độ
chuyển hoá X.
Lời giải:
- Phương trình vận tốc của phản ứng bậc 1:
-dCA / dt = kC, giải với điều kiện khi t = 0
∞
− kt = C
thì CA = CA0,, được C A nguyên .E(t).Δ . e-kt , thay
A0
e tố
vào pt(2.37):
0
CA ra = CA0 .
t .
( 2 . 39 )
Bài
∑
72
04/27/10
Lập bảng tính phương trình (2.39):
t , ph E(t)
k.t
e-kt
e-kt . E(t) . ∆t
5
0,03
1,53
0,2154
0,0323
10 0,05
3,07
0,0464
0,0116
15 0,05
4,60
0,0100
0,0025
20 0,04
6,14
0,0021
0,0004
25
0,02
7,68
0,0005
0,00005
30 0,01
9,21
0,0001
≈ 0
CAra - C A0 = ∑ e-kt . E(t) . ∆t
= 0,047
XA = 1 - CAra/CA0 = 1 - 0,047 = 0,953. 04/27/10
73
Bài tập 2.6- Tiến hành phản ứng bậc 1 như bài tập 2.5 trong thiết bị phản ứng
có TGL trung bình như ở bài tập 2.4 nhưng dòng chảy theo chế độ ĐLT.
Lời giải:
-Thời gian lưu trung bình của thiết bị ở bài tập 2.4 được xác
∞
định theo công thức (2.2).
∞
tTB =
∫ E (t ).t.dt = ∑ E (t ).t.∆t
0
0
=5(0,03.5+0,05.10+0,05.15
+0,04.20+0,02.25+0,01.30)=15 ph.
-Thiết bị theo mô hình ĐLT có TGL đồng đều và bằng tTB.
Với phản ứng bậc 1 từ pt
–dCA/dt=kCA, có:
CA / CA0 = e-ktTB = e-0,3.15 = 0,01.
XA = 1 - CA/CA0 = 1 - 0,01 = 0,99 .
04/27/10
74
III/THIẾT BỊ PHẢN ỨNG LOẠI THÙNG
CÓ KHUẤY
Thường dùng cho pha lỏng, đặc biệt ở các quá
trình dị thể lỏng - lỏng, lỏng - rắn, lỏng - khí và
lỏng - rắn - khí để tăng cường tiếp xúc các pha.
-
Do khuấy nên nồng độ, nhiệt độ đồng đều trong
khắp thiết bị, nhưng như đã nói ở trên, TGL ở thiết
bị làm việc liên tục phân bố từ 0 đến ∞ .
- Khuấy tăng cường hệ số trao đổi nhiệt giữa môi
trường phản ứng với thành thiết bị.
- Mô hình là KLT.
-
04/27/10
75
III.1- Thiết bị làm việc gián đoạn:
- Chỉ dùng cho pha lỏng, qui mô sản xuất nhỏ.
- Tính thể tích thiết bị VR:
VR = Vngày đêm.(1 + z).∆ tmẻ / 24ϕ . ( 3 .
1)
-Nếu thể tích thiết bị VR đã chọn, ta tính số
thiết bị n:
n = Vngày đêm.(1 + z).∆ tmẻ / 24.VR.ϕ .
(3.2)
Trong đó:
Vngày đêm - Thể tích sản phẩm đi ra trong 24 giờ
z - Hệ số dự trữ đề phòng các sự cố bất
thường. Thường z có giá trị từ 0,10 đến 0,15, khi
thiết bị phức tạp hay làm việc ở nhiệt độ và áp suất
caocó thể lấy từ 0,15 đến 0,20.
04/27/10
76
Thiết bị làm việc gián đoạn…
ϕ - Hệ số đầy . Thường ϕ với thiết bị phản ứng có
khuấy lấy giá trị từ 0,75 đến 0,80 ; trường hợp môi
trường phản ứng tạo bọt có thể lấy đến 0,40.
∆tmẻ- Thời gian tiến hành một mẻ, gồm thời gian
chuẩn bị và thời gian tiến hành phản ứng.
Trong đó:
-t chuẩn bị = t nạp liệu + t đun nóng nguyên liệu từ nhiệt
độ đầu đến nhiệt độ phản ứng + t làm nguội sản phẩm +
t tháo sản phẩm + t làm sạch thiết bị cho mẻ sau ...
- t phản ứng được xác định từ các thông tin sau:
*Tính theo phương trình vận tốc với X xác định.
*Theo số liệu thực nghiệm đã có, ví dụ đồ thị t-X thực
nghiệm.
04/27/10
77
