Thiết bị phản ứng trong công nghiệp hoá dầu.

Thiết bị phản ứng là hệ thống thiết bị thực hiện các phản ứng hóa học tạo ra sản phẩm của một quá trình sản xuất , do đó quyết định năng suất (do vận tộc phản ứng và hiệu quả ( độ chuyển hóa X và độ chọn lọc S ) của sản xuất.Hóa học phát triển từ giả kim thuật, đã được thực hành từ hàng ngàn năm trước ở Trung Hoa, Châu Âu và Ấn Độ.Khoa giả kim thuật nghiên cứu về vật chất, nhưng thế giới của những nhà giả kim thuật đều dựa trên kinh...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết bị phản ứng trong công nghiệp hoá dầu. THIẾT BỊ PHẢN ỨNGtrong công nghiệp hoá dầu.Người soạn : PGS,TS Trần Công Khanh. Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. 10/01/10 1 I-GIỚI THIỆU VỀ TBPƯ : I.1-Giới thiệu:• -TBPƯ- hệ thống thiết bị thực hiện các phản ứng hoá học tạo ra sản phẩm của một quá trình sản xuất,do đó quyết định năng suất (do vận tốc phản ứng r ) và hiệu quả (độ chuyển hoá X và độ chọn lọc S) của sản xuất.• -Vận tốc phản ứng chuyển hoá chất i: Ri = ± dNi / Vdt . (1.1) Trong đó: Ni-Số mol của chất i, dấu cộng là tạo thành (sản phẩm phản ứng), dấu trừ là tiêu hao (chất phản ứng). V-Thể tích của hệ thống Khi thể tích không đổi ta có Ci = Ni / V, do đó pt (1.1) thành: Ri = ± dCi / dt . (1.2) 10/01/10 2• -Độ chuyển hoá của chất i: Xi = (C0 - C1) / C0 = 1 - C1/C0 . (1.3)• Trong đó : C0- nồng độ chất phản ứng i đi vào ( hay nồng độ ban đầu) C1- nồng độ chất phản ứng i đi ra ( hay nồng độ cuối )• -Độ chọn lọc đối với sản phẩm i: Si = Ci / ∑Cj j = 1, n (1.4)• Trong đó: Ci -nồng độ của sản phẩm i trong hỗn hợp phản ứng . ∑Cj -tổng nồng độ các sản phẩm trong hỗn hợp phản ứng 10/01/10 3VỊ TRÍ HỆ THỐNG TBPƯ TRONG SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ Trong sơ đồ công nghệ TBPƯ nằm ở vị trí như sau : Ng.liệu 1 Hệ thống THIẾT BỊ Hệ thống tách Sản phẩm chuẩn bị PHẢN và tinh chế Ng.liệu 2 hỗn hợp ỨNG sản phẩm phản ứng Nguyên liệu chưa chuyển hoá H.1.1- Lưu đồ khối của công nghệ sản xuất . Trong đó hệ thống thiết bị chuẩn bị hỗn hợp phản ứng, tách và tinh chế sản phẩm có thể gồm một số lượng lớn các thiết bị thực hiện các quá trình chuyển khối và truyền nhiệt như chưng luyện, hấp thụ,hấp phụ, trích ly, đun nóng, làm lạnh, ngưng tụ ...mà sinh viên đã làm quen trong môn học Quá trình và thiết bị hoá học . 10/01/10 4I.2-Đặc điểm :• - Đa dạng• Do điều kiện phản ứng rất khác nhau: *Nhiệt độ phản ứng có thể từ nhiệt độ phòng đến 800- 9000C, cá biệt có thể đến 1300-15000C. Đồng thời phải có những giải pháp hợp lý cấp hay giải nhiệt phản ứng. *Áp suất có thể từ áp suất khí quyển ( 0,1 MPa ) đến 70 MPa. Trong nhiều phản ứng pha khí thường dùng áp suất khoảng 2- 3 MPa để giảm thể tích TBPƯ, tăng cường vận tốc phản ứng và hệ số trao đổi nhiệt với thành thiết bị. Với mỗi áp suất cần có dạng hình học của thiết bị phù hợp : hình ống, hình cầu chịu áp suất tốt hơn hình hộp, mặt phẳng. 10/01/10 5• Phản ứng trong thiết bị có thể tiến hành ở các trạng thái pha khác nhau: *Đồng thể: khí, lỏng *Các hệ dị thể khí-rắn, khí-lỏng, lỏng-rắn, lỏng-lỏng *Các hệ ba pha khí-lỏng-rắn, lỏng-lỏng-rắn, khí-lỏng-lỏng ...• Tính đa dạng của TBPƯ còn do từng hãng , trên thế giới có những hãng có công nghệ, xúc tác và hệ thống TBPƯ riêng của mình 10/01/10 6 ĐẶC ĐIỂM TBPƯ…• -Phức tạp• Do trong TBPƯ các quá trình hoá học ( phản ứng ) và vật lý ( chuyển khối: dòng chảy , khuếch tán, và các quá trình nhiệt: truyền nhiệt, toả và thu nhiệt ) xảy ra đan xen và ảnh hưởng lẫn nhau• Trong đó, các quá trình vật lý thường tuyến tính với nhiệt độ, còn các phản ứng hoá học phụ thuộc vào nhiệt độ ở dạng hàm mũ theo phương trình Arrhénius ( phi tuyến ). 10/01/10 7I.3- Phân loại TBPƯ : 1/Theo chế độ làm việc : a/Thiết bị làm việc gián đoạn • *Chỉ dùng cho pha lỏng . • *Các bước của quá trình: nạp liệu, đun nóng, tiến hành phản ứng, làm nguội và tháo sản phẩm, được thực hiện trong một thiết bị. • Do đó các thông số như nồng độ, nhiệt độ, áp suất ...thay đổi theo thời gian. • Ví dụ: tiến hành phản ứng trong thiế ...