Upload
sua-chua-vinamilk
View
243
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
1/256
1
THIT B PHN NG
trong cng nghip ho du.
Ngi son : PGS,TS Trn Cng Khanh.
Trng i hc Bch khoa H Ni.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
2/256
2
I-GII THIU V TBP:
I.1-Gii thiu:-TBP- h thng thit b thc hin cc phn ng ho hc to ra sn phmca mt qu trnh sn xut,do quyt nh nng sut (do vn tc phnng r ) v hiu qu ( chuyn ho X v chn lc S) ca sn xut.
-Vn tc phn ng chuyn ho cht i:
Ri= dN
i/ Vdt . ( 1 . 1 )
Trong : Ni-S mol ca cht i, du cng l to thnh (sn phm phnng), du tr l tiu hao (cht phn ng).
V-Th tch ca h thng
Khi th tch khng i ta c C i = Ni / V, do pt (1.1) thnh:
Ri = dCi / dt . ( 1 . 2 )
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
3/256
3
- chuyn ho ca cht i:
Xi= (C
0- C
1) / C
0= 1 - C
1/C
0. ( 1 . 3 )
Trong : C0- nng cht phn ng i i vo( hay nng ban u)
C1- nng cht phn ng i i ra( hay nng cui )
- chn lc i vi sn phm i:
Si = Ci / Cj j = 1, n ( 1 . 4 )
Trong : Ci -nng ca sn phm itrong hn hp phn ng .
Cj -tng nng cc sn phmtrong hn hp phn ng
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
4/256
4
V TR H THNG TBP TRONG S CNG NGH
Trong s cng ngh TBP nm v tr nh sau :
H.1.1- Lu khi ca cng ngh sn xut .
Trong h thng thit b chun b hn hp phn ng,tch v tinh ch sn phmc th gm mt s lng ln ccthit b thc hin cc qu trnh chuyn khi v truyn nhit nh
chng luyn, hp th,hp ph, trch ly, un nng, lm lnh,ngng t ...m sinh vin lm quen trong mn hc "Qu trnhv thit b ho hc ".
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
5/256
5
I.2-c im :
-a dngDo iu kin phn ng rt khc nhau:
*Nhit phn ng c th t nhit phng n 800-9000C, c bit c th n 1300-15000C. ng thi phi c nhnggii php hp l cp hay gii nhit phn ng.
*p sutc th t p sut kh quyn ( 0,1 MPa ) n 70MPa.
Trong nhiu phn ng pha kh thng dng p sut khong 2-3MPa gim th tch TBP, tng cng vn tc phn ng v hs trao i nhit vi thnh thit b.
Vi mi p sut cn c dng hnh hc ca thit b ph hp :hnh ng, hnh cu chu p sut tt hn hnh hp, mt phng.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
6/256
6
Phn ng trong thit b c th tin hnh cc trngthi pha khc nhau:
*ng th: kh, lng
*Cc h d th kh-rn, kh-lng, lng-rn, lng-lng
*Cc h ba pha kh-lng-rn, lng-lng-rn, kh-lng-lng ...
Tnh a dng ca TBP cn do tng hng, trn
th gii c nhng hng c cng ngh, xc tc v hthng TBP ring ca mnh
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
7/256
7
C IM TBP
-Phc tp Do trong TBP cc qu trnh hohc (phn
ng) v vt l( chuyn khi: dng chy ,khuch tn, v cc qu trnh nhit: truyn nhit,to v thu nhit ) xy ra an xen v nh hngln nhau
Trong , cc qu trnh vt l thng tuyn
tnh vi nhit , cn cc phn ng ho hcph thuc vo nhit dng hm m theophng trnh Arrhnius ( phi tuyn ).
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
8/256
8
I.3- Phn loi TBP :1/Theo ch lm vic :
a/Thit b lm vic gin on
*Ch dng cho pha lng .
*Cc bc ca qu trnh: np liu, un nng, tin
hnh phn ng, lm ngui v tho sn phm, cthc hin trong mt thit b.
Do cc thng snh nng , nhit , p sut...thay i theo thi gian.
V d: tin hnh phn ng trong thit b loi thng c
khuy nng cht phn ng thay i theo thi giannh hnh 1.2.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
9/256
9
H.1.2-M hnh TBP lm vic gin on v thay inng theo thi gian
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
10/256
10
b/Thit b lm vic na gin on:
*Cht phn ng: mt cht cho gin on, mt chtcho lin tc.
Cht cho gin on thng l cht lng, v d cht A.
Cht cho lin tc thng l cht kh hay c th l cht
lng, v d cht B. Phn ng: A + B C
Vi mc ch lun ngho cht B trong hn hp phnng trnh phn ng ph: B + C D
Hay vn tc to nhit ca phn ng ph hp vikh nng gii nhit ca thit b .
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
11/256
11
*Nng A v B thay i theo thi gian phn ng nh hnh1.3
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
12/256
12
c/Thit b lm vic lin tc
*y l loi thit b thng gp trong cngnghip vi qui m sn xut ln.
*Trng thi dng(steady state ): l trngthi t c ca TBP sau khi m my mtthi gian, trng thi ny cc thng s ca qutrnh khng thay i theo thi gian t,lc snphm thu c c cht lng n nh. T khim my n trng thi dng ta c giai on qu, thi gian qu ph thuc vo ch dng
chy trong thit b v phc tp ca h thngTBP.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
13/256
13
Thi gian lu trung bnh:
Thi gian lu thc ca cht phn ng trong thit b khc nhau ,ph thuc vo ch dng chy. Ta c thi gian lu trungbnhtheo nh ngha sau:
tTB = VR / FV
Trong : tTB -Thi gian lu trung bnh. [ h ].
VR -Th tch TBP. [ m3 ].
FV -Lu lng ca dng . [ m3 / h ].
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
14/256
14
2/Theo ch dng chy :
*M hnh y ltng : -L m hnh dngchy trong thit bchuyn ng tnh tintheo th t trc saunh chuyn ng capit-tng trong xi lanhV do nng chtphn ng thay i t t,bt u u vo l CA0n u ra l CALnh hnh 1.4
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
15/256
15
*M hnh khuyl tng :
-L m hnh
dng chy trongthit b c
khuy trn mnh,cht phn ng ivo c trn ln
ng u ngaytc khc trongthit b, do nng cht
phn ng thay i
t ngt ti uvoca thit bnh hnh 1.5
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
16/256
16
M hnh khuy l tng
*Cng do khuy trn nng cht phn ngtrong khp thit b ng u v bng u ra lC1.
*Do nng cht phn ng trong thit b thp
(nht l khi chuyn ho X yu cu cao ) nnvn tc phn ng thp v do nng sut TBPtheo m hnh khuy ltng thp hn y ltng.
Ni mt cch khc, m bo chuyn ho X
nh nhau thit b theo m hnh khuy l tng cnc th tch VR ln hn nhiu so vi m hnh y ltng, c bit khi X yu cu cao.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
17/256
17
* m bo nng sut thit b cao vi m hnhkhuy l tng h thng nhiu thit b khuyni tipc s dng nh hnh 1.6.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
18/256
18
* hnh 1.6 nng cht phn ng thay i tngbc t u vo n u ra ca h thng, khi n
ln (gii hn khi n ) s thay i nng cht phn ng ging nh trng hp yltng (hnh 1.4 ).
Trong thc tin cng nghip s thit b n trong h
thng thng t 4 n 10 ngoi vic m bonng sut ca h thng thit b cn phn b thigian lu ngu hn, nhit cth iuchnh khc nhau tng thit b v cht phn ng
th hai c th cho vo t t theo tng thit b theoyu cu
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
19/256
19
3/Theo trng th pha:
*H ng th: Cn c khuy trn ng u v nng cccu t v nhit trong thit b phn ng.
*H d th: i vi h ny cn ch to b mt tip xc pha ln tng cng vn tc phn ng.-H d th lng - lng: Cn c khuy trn tt, to nh tng cb mt tip xc ln.
-H d th kh - lng: m bo b mt tip xc pha ca h nycn khuy trn hoc si bt hoc dng m rnc b mt ringln.
-H d th kh - rn v lng - rn: B mt tip xc pha l b mtca cht rn, do vy cht rn ( l xc tc ) thng l vt liu xpc b mt ring ln hoc c phn tn cao.
Trong cng nghip cng hay gp h nhiu pha: kh - lng - rn,lng - lng - rn
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
20/256
20
4/Theo ch nhit: *on nhit:
-Khng c b phn trao i nhit .-Hay s dng v n gin, cho cc phn ng c
hiu ng nhit thp hay t nhy vi s thay inhit .
*ng nhit:
-Thng gp cc thit b c khuy trn tt.
- Trong ti liu i khi gi thit b phn ng xctc kh - rn dng ng chm c b mt trao inhit ln l thit b ta ng nhit, tuy vy thit
b loi ny vn tn ti gradien nhit theong knh v hng trc ng xc tc .
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
21/256
21
*T nhit:
-Hay dng khi c th v n gin v kinh t .
-Phn ng to nhit ln v c kh nng trao inhit phn ng vi nguyn liu vo t nhit mphn ng c th tin hnh .
*Ch nhit theo qui hoch:-Thng dng t ch nhit ti u cho qu
trnh phn ng .
-Gp thit b loi ng , thit b c nhiu ngn onnhit v h thng nhiu thit b khuy ni tip .
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
22/256
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
23/256
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
24/256
24
Gi s ti thi im t1nng cc chtA, B, C l CA1, CB1 v CC1 ta c:
chuyn ho: X1=1- CA1/CA0.
chn lc: S1=CB1/ ( CB1 + CC1 ).
-Ph thuc vo ch dng chy, thigian lu ca cc phn t ca dng vo cth rt khc nhau. Do vy cn nghin cuphn b thi gian luca chng trong
thit b.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
25/256
25
II.1-THI GIAN LU TRONG CC M HNH L TNG
1/Hm phn b TGL:
-Hm E(t):
nh ngha: Phn ca dng vo c thigian lu trong thit b t t n t+dt l
E(t).dt. T nh ngha trn ta c:
= 1 ( 2.1 )
= tTB ( 2.2)
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
26/256
26
-Hm F(t):
nh ngha: F(t) l phn ca dng c thi gian lu trong
thit b nh hn t. *T nh ngha ny F(t) l phn ca dng i vo thit b thi
im t = o v n thi im t ra khi thit b.
*Phn ca dng i vo thit b thi im t = 0 n thi im tvn cn trong thit b l [1-F(t)].T nh ngha v F(t) ta c:
Khi t = 0 th F(t) = 0
Khi t = th F(t) = 1 ( 2.3 )
F(t) = hay E(t) =dF(t)/dt (2.4 )
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
27/256
27
II.2-Gi tr ca hm phn b TGL trong cc mhnh l tng:
-M hnh LT - T nhngha ca m hnh ny vnh ngha ca hm phn bF(t) ta c gi tr ca hmphn b TGL nh sau:
Khi 0 < t < tTB th F(t) = 0
Khi t > tTB th F(t) = 1( 2.5 )
Ta c ng biu din F(t)theo t nh hnh 2.2
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
28/256
28
-M hnh KLT -T nh ngha ca m hnhny v ca F(t) ta thy rng do khuy trn
mnh trong thit b cc phn t ca dngva vo c trn u khp trong th tchca thit b.
Do vy kh nng i ra ca cc phn thin c trong thit b l nh nhau, khngphn bit phn t vo trc hay vo sau.Ni cch khc, xc sut xut hin ca raca nhng phn t hin c trong thit b lnh nhaukhng phn bit lch s cachng.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
29/256
29
Nh vy: C th c phn t va mi vo c mt ca ra v ra khi thit b nn TGL bng 0
V c th c phn t vo thit b t lu mira khi thit b nn TGL ca nhng phn t ny
bng . Ngha l TGL ca cht phn ng trong m
hnh KLT khng ng u v phn b t 0n .
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
30/256
30
Theo l thuyt xc sut ta c mnh sau: xc sut ca nhng phn t c TGLtrong thit b l t+dt gm xc sut canhng phn t c TGL trong thit b l tv xc sut ca nhng phn t c TGL ldt, nh vy c th vit:
[ 1 - F(t+dt) ] = [ 1- F(t)].[ 1 - F(dt)] (2.6)
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
31/256
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
32/256
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
33/256
33
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
34/256
34
Nh vy, do khuy TGL ca cc phn tdngvo rt khc nhau, phn b t 0n .
Lm gim chuyn ho X (v do gim nng sut thit b ) v chn lc S(i vi cc qu trnh phn ng ni tip).
t chuyn ho nh nhau so vi mhnh LT thit b loi ny cn c th tchln hn, s chnh lch ph thuc vo chuyn ho X yu cu.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
35/256
35
H thng nhiu thit b khuy ni tip lin tuc:
M hnh h thng nhiu thit b khuy ni tip khcphc c nhc im trn vi s thit b n ln (v l thuyt khi nv trong thc t n c th t 5n 10 ).
Gi tr hm F(t) trong h thng n thit b khuy nitip lin tc c th c xc nh bng php tnh cnbng vt cht, c:
F(t) = 1 - e- nt/tTB [1+(nt/tTB)+(nt/tTB)2/2!+...+(nt/tTB)
n-1/(n-1)!] .
( 2.19)
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
36/256
36
Hnh 2.5 biu din gi tr hm phn b F(t) ca h thng thit b KLT nitip lm vic lin tc ph thuc vo t (trc honh c n v l =t/tTB).
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
37/256
37
T hnh 2.5 thy r h thng thit b KLT
ni tip khi s thit b n tng khong phnb TGL ca cc phn t ca dng vohp li( quanh vng t/tTB=1 ).
V khi n
ta c ng biu din F(t) cah thng tng t nh m hnh LT:TGL ca cc phn t ca dng ng u vbng tTB.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
38/256
38
II.3-THI GIAN LU TRONG THIT B THC
-Thit b thc loi thng c khuy:
*Nu c khuy trn mnh v nhtmi trng phn ng khng qu ln cth coi nh m hnh LT. Trong thc tinsn xut cng nhip d thc hin iu ny,nh thit b nitr ho hydrocacbon thm,nng cc cu t c trn ln hon tonsau 8 giy trong khi TGL trung bnh thngtrn 10 pht.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
39/256
39
*Khi mi trng c nht qu cao ta ctrng thi trung gian gia hai m hnh
LT v KLT.
* h thng nhiu thit b khuy nitip, nu trong mi thit b s khuy trnkhng c hon ton th nh hngca n c th b qua c, coi nh
LT.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
40/256
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
41/256
41
* nghin cu hin tng trn ln ca dng chy trongng gy nh hng n TGL trong thit b v chuynho, chia vct trn ln thnh hai thnh phn:
Hng trc ng vi h s trn dc Dl
Hng ng knh ng vi h s trn ngang Dr
Dl v Drc xc nh bng chun s Peclet (k hiu Pe )nh sau:
Pel = v . L / Dl v Per = v . D / Dr ( 2.20 )
Trong : v - Vn tc di ca dng chy.
L - Chiu di ca ng phn ng.
D -ng knh ng hay ng knh caht trong ng.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
42/256
42
a/ng rng, chy dng:
-Gradien vn tc dng theo tit din ngang lnguyn nhn ch yugy nn s sai khcTGL trong ng rng chy dng, khuch tni lu v khuch tn phn t b, c th b
qua. -Tnh F(t): Vn tc dng phn b trn
tit din ng theo mt parabol, ph thuc vokhong cch r n tm ng l vr(hnh 2.6)
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
43/256
435/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
44/256
44
-Tnh F(t) ca ng rng, chy dng
vr= ( 2FV/.r02 )[ 1 - ( r / r0 )2 ] (2.21)Trong r0l bn knh ca ng.
Do , TGL ca phn ca dng cch trc ngmt khong r l
tr = L/vr = .r02
(L / 2FV).[ 1 - (r/r0)2
] = VR/2FV[ 1 - (r/r0)2
]
tr= ( tTB / 2 ) [ 1 - (r/r0)2 ] ( 2.22 )
Thay r = 0 c TGL ca dng ti trc ng lt tm(r=0) = tTB / 2
Thay r = r0c TGL ca dng ti thnh ng lt thnh(r=r0) =
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
45/256
45
-Tnh F(t) ca ng rng , chy dng
C th xem phn ca dng chy nm cch tm lr+dr (hnh vnh khn 2r.dr ) c vn tc nhnhau l vr, t nh ngha ca hm F(t) ta c:
dF(r) = vr . 2r.dr / FV ( 2.23)Thay vrt phng trnh (2.21) v rt gn,c :
dF(r) = 4 [ 1 - (r/r0)2 ] r.dr / r0
chuyn dF(r) thnh dF(t) phi dng phngtrnh (2.22) .
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
46/256
46
T (2.22) ta c [ 1 - (r/r0)2 ] =tTB/ 2t , ly vi phn pt(2.22) ta rt ra:
rdr = r02 . tTB.dt / 4 t
2
Thay vo pt (2.23) ,c:
dF(t) = tTB2.dt / 2 . t3 ( 2.24)
T xc nh F(t) cho trng hp ng rngchy dng nh sau:
F(t) = tTB2/2. dt/t3 t = tTB/2, .
F(t)= 1 - (tTB/t)2/4 ( 2.25 )
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
47/256
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
48/256
48
TBP thcb/ ng rng,chy ri :
* ch ny khuch tn i lu do dngchy xoyl chnh .
*Vn tc dng phn b theo tit din ngc dng hnh thang( hnh 2.8 ), ngha l tr lp
bin st thnh ng, vn tc dng coi nh ngu .
* Khi gi tr Re cng ln ( ln hn 10 4 )chiu dy lp bin cng mng v th tch lpbin so vi F
Vrt nh,c th b qua,ta c ch
dng chy ta m hnh LT .
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
49/256
495/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
50/256
50
c/ng phn ng c lp ht tnh ( ht xc tcrn, thng gp trong thc t ):
*Lp ht tng cng hin tng
khuch tn trong thit b theo c haihng trc ng v ng knh ng
c bit theo hng ng knh
theo m hnh nh hnh 2.9.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
51/256
515/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
52/256
52
Theo m hnh ny khi dng chy qua mtlpht b lch ngang dht/2 v qua n lpht s lch ngang ndht/2. V nh vy,lch ngang lm cho vn tc dng v TGLng u hn.
*Nh vy, khi Dng/dht 10 v L lp ht /dht10 ch dng chy c coi nh
LT.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
53/256
53
II.4-NH HNG CA KHUCH TN DCN CHUYN HO X CA PHN NG
*Trn dc trc ng phn ng lm cho TGL khng nguv do nh hng n chuyn ho X .
*Dng thc trong thit b c th chia thnh hai phn:
-Dng LTvi vn tc di l v .
-Dng khuch tn dcvi h s khuch tn theohng trc l Dlv chun s Peclet vi k hiu Pel:
Pel = v . L / Dl
L-l chiu di ca ng phn ng .
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
54/256
54
*Gi s:-ng phn ng c tit din l S (hnh2.10).-Tin hnh phn ng chuyn ho cht A
s.phm*Thc hin php tnh cn bng vt cht choVR = S .l:
A vo = A ra + A phn ng + A tch t.(2.26)
H.2.10-M hnh ng phn ng c khuch tndc .
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
55/256
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
56/256
56
v (CA/l) - Dl (2CA/l
2 ) + k .CAn = 0 ( 2.27 )
*Chuyn ( 2.27) thnh dng khng c th nguyn:
-t i lng chiu di l z = l/L, ta c:z = l/L , do z/l = 1/L
CA/l = (CA/z) . z/l = (1/L) . CA/z
2CA/l2 = [1/L. (CA/z) / z ]. z/l = (1/L
2).2CA/z2
T pt (2.27) thnh:
(v/L).CA/z - (Dl/L2 ).2CA/z
2 + kCAn = 0. ( 2 . 28 )
Chia hai v pt (2.28) cho -L/v = -tTB :
(Dl/L.v).2C
A/z2 - C
A/z - k.t
TB.C
A
n = 0.(2.29)
5/14/12
2 2
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
57/256
57
(Dl/L.v) . 2CA/z
2 - CA/z - k . tTB . CAn = 0. ( 2 . 29 )
* Gii pt (2.29) vi iu kin b :- ti u vo z = 0 , CA = CA0
- ti u ra z = 1 , CA = CAL
c CALv t tnh chuyn ho XA, . .XAph thuc vo 3 thng sk , tTB v Pel =L.v/Dl .
Vi phn ng bc 1 (n = 1) gii c :CAL/CA0 = 1 - XA
= 4a.exp(Pel/2)/[(1+a)2exp(a.Pel/2) - (1-a)2exp(a.Pel/2)]
( 2 . 30 )
Vi a =
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
58/256
58
H.2.11-Biu din VRthc/VRLTph thuc vo Pel, k.tTBv X caphn ng bc 1.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
59/256
59
H.2.12-Biu din VRthc/VRLT vo Pel, k.tTB.C0v X caphn ng bc 2
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
60/256
60
Thc nghim cho thy rng chun skhuch tn dc Pelch yu ph thucvo chun s Re = v.dng./.
Hnh sau l kt qu thc nghim ca mts tc giv s ph thuc ca Dl/v.dng =(Dl/v.L).L/dng vo Re
T c th rt ra tng quan sau:Dl/v.dng = 3.107/(Re)2,1+1,35/(Re)0,125.
5/14/12
H 2 13-S liu thc nghim s ph thuc Dl/v d
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
61/256
61
H.2.13-S liu thc nghim s ph thuc Dl/v.dngvo Re ca mt s tc gi.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
62/256
62
II.4THC NGHIM XC NH GI TR HM PHN B TGL THITB THC.1/ Thc nghim xc nh hm phn b TGL E(t) v F(t):
*Nguyn tc:
-Tit = 0 bt u cho cht ch th vo.
-Xc nh nng cht ch th u ra theothi gian t.
-X l tn hiu nng ra,xc lp F(t).
Thng cho ch th vo theo 3 dng tn hiu:dng bc cp, dng xung v dng hnh sin.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
63/256
63
a/Tn hiu vo dng bc cp, xc nh hm F(t):
-Tn hiu cho ch th vo dng bc cp:= 0 khi t 0 .
C ch th(z=0) { ( 2 . 31 )
= C0 khi t > 0 .
-Miu t: Ti t = 0 bt u cho ch th i vothit b v duy tr trong sut thi gian sau (
hnh 2.11 ). Nh vy khi t > 0, lng ch th vothit b khng i, bng FV.C0.
5/14/12
X l h F(t) Gi h th
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
64/256
64
Xc lp hm F(t): Gi s nng ch th ra thi im t l Ct, phn ca ch th ra ti thiim ny l FV.Ct. T nh ngha ca hm F(t)
ta c:F(t) = FV.Ct / FV.C0 = Ct / C0. ( 2 . 32 )
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
65/256
65
b/ Tn hiu vo dng xung vung, xc nh hm E(t):
-Tn hiu cho ch th vo dngxung:
= 0 khi t 0 .
Cch th (z=0)=C0 khi 0
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
66/256
66
Xc lp hm E(t):
Gi s ton b lng ch th cho vo thit
b dng xung vung l q0, ti thi im tnng ch th dng ra l Ct, trongkhonh khc dt th tch dng ra l FV.dtv lng ch th i ra l Ct.FV.dt, chnh
l lng ch th c trong thit b t t nt+dt. T nh ngha v E(t) lng ch th bng q0.E(t).dt, ta c:
q0
. E(t) . dt = FV
. Ct. dt. ( 2.34 )
T : E(t) = FV . Ct / q0 ( 2.35 )
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
67/256
67
ta xc nh hm E(t) cn bit q0, lmvic ny ly tch phn phng trnh (2.34):
,theo (2.1):
Ta c:
q0= Ct.t
T :
E(t) = Ct / Ct.t (2 . 36)
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
68/256
68
Bi tp 2.4 - Cho tn hiu vo dng xung, nng ch thra o c nh bng sau , xc nh hm E(t) .
t , ph : 0 5 10 15 20 25 30 35
C , g/l : 0 3 5 5 4 2 1 0
Li gii:
-Hm E(t) c tnh theo pt (2.36) :
-Trc tin tnh Ct .t = 5(3+5+5+4+2+1) = 100.
-Vy E(t) = Ct/ 100, kt qu nh bng sau:
t , ph : 0 5 10 15 20 25 30 35
E(t).102: 0 3 5 5 4 2 1 0
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
69/256
69
-ng biu din nng ch th ra theo t nh hnh 2.13.
-Din tch gii hn bi ng biu din v trc honh l gitr ca tch phn, cn din tch cc ch nht l gi tr catng.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
70/256
70
2/ Xc nh chuyn ho X quagi tr hm phn b TGL: Nh nghin cu trn, dng i ra khi thit b
lm vic lin tc khng phi l dng ng nht vTGLv nh vy, nng ca cht phn ng
dng ra ( t tnh chuyn ho X = 1 - Cra/C0) l nng trung bnh ca cc phn t ca dngvi TGL trong thit b khc nhau . Do c thvit:
Cra = Cng.t.E(t).dt = Cng.t.E(t).tt = 0, (2.37)
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
71/256
71
Trong :C nguyn tc th tnh c t phng trnh
ng hc ca phn ng. E(t).dt - Phn ca dng c TGL t t n
t+dt [ t nh ngha ca E(t) ].T tnh c chuyn ho X:
X =1-Cra/C0=1-( /C0)( 2 . 38 ) .
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
72/256
72
Bi tp 2.5- Phn ng bc 1 chuyn ho cht A,hng s vn tc k = 0,307 ph-1, c tin hnh
trong TBP c hm phn b TGL E(t) nh bitp 2.4. Xc nh chuyn ho X.Li gii:- Phng trnh vn tc ca phn ng bc 1: -
dCA/ dt = kC, gii vi iu kin khi t = 0 th CA =CA0,, c C A nguyn t = CA0 . e-kt , thay vopt(2.37):
CA ra = CA0 . t .
( 2 . 39 )
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
73/256
73
Lp bng tnh phng trnh (2.39):
t , ph E(t) k.t e-kt e-kt . E(t) .t
5 0,03 1,53 0,2154 0,0323 100,05 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 0,0000530 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.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
74/256
74
Bi tp 2.6- Tin hnh phn ng bc 1 nh bi tp 2.5trong thit b phn ng c TGL trung bnh nh bi tp
2.4 nhng dng chy theo ch LT.Li gii:-Thi gian lu trung bnh ca thit b bi tp 2.4 cxc nh theo cng thc (2.2).
tTB =
=5(0,03.5+0,05.10+0,05.15+0,04.20+0,02.25+0,01.30)=15 ph.
-Thit b theo m hnh LT c TGL ng u v bng tTB.Vi phn ng bc 1 t pt dCA/dt=kCA, c:
CA / CA0 = e-kt
TB = e-0,3.15
= 0,01. XA = 1 - CA/CA0 = 1 - 0,01 = 0,99 .
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
75/256
75
III/THIT B PHN NG LOITHNG C KHUY
- Thng dng cho pha lng, c bit cc qutrnh d th lng - lng, lng - rn, lng - kh vlng - rn - kh tng cng tip xc cc pha.
- Do khuy nn nng , nhit ng u trongkhp thit b, nhng nh ni trn, TGL thitb lm vic lin tc phn b t 0 n .
- Khuy tng cng h s trao i nhit gia mi
trng phn ng vi thnh thit b. - M hnh l KLT.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
76/256
76
III.1- Thit b lm vic gin on: - Ch dng cho pha lng, qui m sn xut nh.
- Tnh th tch thit b VR:
VR = Vngy m.(1 + z).tm / 24 . ( 3 . 1 )
-Nu th tch thit b VR chn, ta tnh s thit b n:
n = Vngy m
.(1 + z).tm
/ 24.VR. . ( 3 . 2 )
Trong :
Vngy m - Th tch sn phm i ra trong 24 gi
z - H s d tr phng cc s c bt thng.Thng z c gi tr t 0,10 n 0,15, khi thit b phc tp haylm vic nhit v p sut caoc th ly t 0,15 n 0,20.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
77/256
77
Thit b lm vic gin on
- H s y . Thng vi thit b phn ng c khuy ly gitr t 0,75 n 0,80 ; trng hp mi trng phn ng to btc th ly n 0,40.
tm- Thi gian tin hnh mt m, gm thi gian chun bv thi gian tin hnh phn ng.
Trong :
-t chun b = t np liu + t un nng nguyn liu t nhit un nhit phn ng + t lm ngui sn phm + t tho snphm + t lm sch thit b cho m sau ...
- t phn ng c xc nh t cc thng tin sau:
*Tnh theo phng trnh vn tc vi X xc nh.
*Theo s liu thc nghim c, v d th t-X thc nghim.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
78/256
78
III.2-Thit b lm vic lin tc:
*Tnh ton theo m hnh KLT.
*Dng phng php i s v phng phpdng hnh.
a/Phng php i s:
-Lp phng trnh cn bng cht cho thit b th i( hnh 3.1 ):
Ci-1.F V(i-1) = Ci.FVi + Ri.VRi + dCi.VRi/dt.
( 3 . 3 )
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
79/256
79
Thit b lm vic lin tc
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
80/256
80
Ci-1.F V(i-1) = Ci.FVi + Ri.VRi + dCi.VRi/dt. ( 3 . 3 )
Trong :Ci-1 : Nng cht phn ng i vo thit b th i.
Ci: Nng cht phn ng trong thit b i v l nng i ra.
F V(i-1) v FVi: Lu lng ca dng vo v ra.
VRn: Th tch thit b th i.
dCi.VRi/dt : Lng cht phn ng tch t trong thit b i.
Ri = ki . f(Ci) : Vn tc phn ng thit b th i.
5/14/12
trng thi dng khng c tch t ta c:
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
81/256
81
trng thi dng khng c tch t, ta c:
C i-1.F V(i-1) = Ci.F Vi + Ri.VRi hay
C i-1 = C i . F Vi/F V(i-1) + Ri . VRi /F V(i-1) .
pha lng coi nh hn hp phn ng khng thay i thtch, ngha l lu lng dng khng i: F V(i-1) = F Vi = FV, c:
C i-1 = Ci + tTBi . Ri . ( 3 . 4 )
Trong tTBil TGL trung bnh thit b th i, tTBi = VRi/FV. Phng trnh (3.4) c gi lpt c trngca TBP loi
thng c khuy.
T pt ny c th tnh chuyn ho X v th tch thit b VRi.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
82/256
82
*Vi phn ng chuyn ho cht Asn phm:
-Bc 0 : Ri = ki ; pt (3.4) thnh:
C i-1 = Ci + ki . tTBi . ( 3 . 4 )'
-Bc1 : Ri = ki.Ci ; pt (3.4) thnh:
C i-1 = Ci + ki . tTBi . Ci hay
C i-1/Ci = 1+ ki . tTBi . ( 3 . 4 )''
-Bc2 : Ri = ki.Ci2; pt (3.4) thnh:
C i-1 = Ci + ki . tTBi.Ci2
( 3 . 4 )'''
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
83/256
83
Bi tp 3.1: Tnh chuyn ho X ca phn ng bc1 nh bi tp 2.5, tin hnh trong thit b thng ckhuy c TGL trung bnh l 15 pht nh bi tp 2.4
Li gii:
Vi i = 1, t phng trnh (3.4)" ta c:
C0/C1 = 1 + 0,307 . 15
X = 1 - C1/C0 = 1 - 1/( 1 + 0,307.15 ) = 0,822
So snh kt qu tnh ton vi bi tp 2.5 v2.6 thy rng cng mt iu kin , thit b
theo ch KLT c chuyn ho thp nht.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
84/256
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
85/256
85
Phn ng bc 0:
i = 1 C0 - C1 = k1 . tTB1
i = 2 C1 - C2 = k2 . tTB2
i = 3 C2 - C3 = k3 . t TB3
... ...... i = n C n-1 - Cn = kn . tTBn .
Cng cc phng trnh theo tng v c:
C0 - Cn = ki.tTBi i = 1, n
Xn0= ki.tTBi / C0 ( 3 . 5 )
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
86/256
Phn ng bc 2:
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
87/256
87
Gii pt (3.4)''' c:
C i = (- 1 ) / 2ki.tTBi .
i = 1 C1= (- 1 ) / 2k1.tTB1
i = 2 C2= (- 1 ) / 2k2.tTB2Thay C1 vo ta c:
C2 = [-1 ]/2k2.tTB2 .
( 3 . 7 )
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
88/256
88
*Khi th tch cc thit b trong h thng bng nhau:
VRi = VRj tTBi = tTBj = tTB .
v nhit cc thit b bng nhau:
Ti = Tj ki = kj = k .
chuyn ho ca phn ng bc 0 trong hthng n thit b ni tip theo cng thc (3.5) thnh:
Xn0 = ( C0 - Cn ) / C0 = n.k.tTB / C0 . ( 3 . 5 )'
chuyn ho ca phn ng bc 1 trong hthng n thit b ni tip theo cng thc (3.6) thnh:
Xn1
= 1 - Cn/C0 = 1 - ( 1 + k . tTB )
-n
. ( 3 . 6 )'
5/14/12
b/Ph h d h h
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
89/256
89
b/Phng php dng hnh:
Phng trnh (3.4) c th vit li dng:
Ri = -Ci / tTBi + C i-1 / tTBi . ( 3 . 8 )
V trica pt (3.8) l hm s xc nh ca
Ci: Ri = ki .f( Ci ), ta v ng biu dinca R ph thuc vo C ( hnh 3.2 ).
V phi l hm s tuyn tnh ca Ci, giaoim ca hai ng biu din l nghim
ca phng trnh (3.8).
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
90/256
90
Phng php dng hnh
ng thng biu din v phi c h sgc l -1/tTBi.
ng thng u tin ( i = 1 ) bt u t
trc honh ti C0vi h s gc l -1/tTB1giao im ca ng thng ny vi ngcong R c to ng vi C1 v R1, l nng cht phn ng v vn tc phn ng
thit b 1.
5/14/12
Phng php dng hnh
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
91/256
91
Phng php dng hnh
T C1trn trc honh v ng thng vi h s
gc l -1/tTB2, ta c C2 v R2... v c th tiptc n khi t Cn C yu cu.
Bi ton c gii, ta tm c s thit b nca h thng cng nh cc thng s nng
cht phn ng C v vn tc phn ng R trongtng thit b .
Nu nhit cc thit b khc nhau, ki kj,ng vi mi nhit phi v ng biu dinRi = ki. f (C) tng ng .
5/14/12
Phng php dng hnh
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
92/256
925/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
93/256
Li gii:
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
94/256
94
a/t nng ca B v C trng thi cnbng l CBcb = CCcb = Ccb.
Ta c: CAcb = 1,5 - 2Ccb.
Kcb = C2cb / (1,5 - 2Ccb )2 =16.
Gii c Ccb
= 0,667 kmol/m3.
X yu cu bng 80% trng thi cn bng nnnng yu cu ca B v C nh sau:
CByu cu = C Cyu cu = 0,80.Ccb=0,80.0,667 = 0,533 kmol/m3.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
95/256
95
Vy CAyu cu = 1,5 - 2 . 0,533 = 0,434 kmol/m3.
Phng trnh vn tc ca phn ng thun nghchchuyn ho cht A c dng:
RA = kth.CA2 - kng . CB .CC
= kth ( CA2 - CB . CC/ Kcb ) v kng = kth/Kcb. Ta c:
RA = 10 ( CA2 - CB .CC /16 ). ( 3.9 )
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
96/256
96
Vn tc phn ng trong h thng phn ng mt thit b l:
RA(1) = 10 [ (0,434)2 - (0,533)2/16 ]
= 1,7 kmol/m3.h.
T pt c trng (3.4) vi i = 1 ta c:
tTB1
= VR1
/ FV
= ( C0
- C1
) / R1
.
Do : VR1 = FV . ( C0 - C1 ) / R1 .
Thay s vo , ta c:
VR1 = 100 ( 1,5 - 0,434 ) / 1,7 = 62,7 m3.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
97/256
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
98/256
98
T CA = CA0 = 1,5 kmol/m3 v ng thng
to vi trc honh gc :tg = - 1/tTB= - 100/6,27 = -15,9
ng thng ny ct ng cong RA im
c to CA1 = 0,94 kmol/m3v RA1 = 8,9 kmol/m3.h
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
99/256
99
T CA1tip tc v ng thng song song vi
ng thng trc( v cng h s gc ) ta cgiao im th 2 vi to tng ng l CA2 v RA2 (hnh 3.3 ), c th tip tc c kt qu nh sau:
CA1 = 0,94 kmol/m3 RA1 = 0,89 kmol/m3.h
CA2 = 0,68 RA2 =4,52
CA3 = 0,52 RA3 = 2,65
CA4 = 0,42 RA4 = 1,70
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
100/256
100 5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
101/256
101
Nh vy CA4
< CA yu cu
, ta c s thit btrong h thng n = 4 .
Cng cn lu rng th tch cc thit btrong h thng l 4 . 6,27 = 25 m3, nhhn nhiu so vi th tch phn ng khidng mt thit b.
(iu ny cn c gii thch?)
5/14/12
IV/C TRNG NHIT TRONG THIT B PHN
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
102/256
102
IV/C TRNG NHIT TRONG THIT B PHNNG
Phn ng ho hc lun c hiu ng nhit,thng kh ln c th thay i nhit ca qu trnh.
Nhit l thng s cng tnh, nh hngmnh n vn tc phn ng. Do khngch nhit phn ng lin quan n lm vican ton ca thit b v qu trnh sn xut.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
103/256
103
Cc gii php duy tr ch nhit cho phn ng
nh hng n kt cu, hnh dng ca thit bphn ng.
Trng thi dng ca h TBP ch t c khitho mn pt sau:
QR = QS ( 4 . 1 )
QR - Nhit phn ng trong n v thi gian.
QS - Nhit trao i trong n v thi gian.
5/14/12
IV.1-Ch nhit ti u:
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
104/256
104
IV.1 Ch nhit ti u:
y l nhn t lun c ch n trong
sn xut cng nghip, c bit khi cngsut ln, m bo nng sut cng nh chuyn ho X ca qu trnh phn ng.
Ch nhit ti u ph thuc vo c
trng nhit ng, ng hc ca phn ngcng nh tnh nng ca xc tc
Cho nn ch nhit ti u a dng, tu
tng trng hp c th.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
105/256
105
Vi d: C phn ng thun nghch, to nhit: A B
Hng s vn tc phn ng thun: k1 = k10 . e-E1/RT
Hng s vn tc phn ng nghch: k2 = k20 . e-E2/RT
Ta c: RA = k1 . CA - k2 . CB
= k10..exp(-E1/RT).CA0(1 - XA) - k20.exp(-E2/RT). CA0 . XA
Tm ch nhit ti u m bo vn tc phnng ln nht bng cch cho dRA / dT = 0:
dRA/dT =
k10.CA0.(1-XA).e-E1/RT.E1/RT
2 - k20.CA0.XA.e-E2/RT.E2/RT
2 = 0 .
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
106/256
106
k10.(1-XA).e -E1/RT(t).E1 = k20. XA.e -E2/RT(t).E2 .
Ly loga c hai v:
ln [ k10.(1-XA).E1] - E1/RT(t) =
ln ( k20.XA.E2 ) - E2/RT(t) .
T : (E2 - E1)/RT(t) = ln [ k20.E2.XA/k10.E1.(1-XA).
T(t) = (E2 - E1)/Rln[k20.E2.XA/k10.E1.(1 - XA)].
( 4 . 2 )
5/14/12
Nh h hit ti t h h
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
107/256
107
Nh vy,ch nhit ti u trng hp phnng thun nghch, to nhit ph thuc vo
chuyn ho XAnh cng thc (4.2) Lc u khi XAcn thp nn tin hnh phn
ng nhit cao m bo vn tc ln,sau khi XAtng ln cn gim dn nht .
Trong thc tin sn xut, phn ng c c trngny ( nh SO2 + 1/2O2 SO3+ q ) c thchin trong thit b trong TBP c nhiu ngn xc
tc on nhit c trao i nhit trung giangia cc ngn nh hnh 4.1 .
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
108/256
108 5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
109/256
IV 2 C ii h d h
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
110/256
110
IV.2-Cc gii php duy tr ch nhit ti u trong thit b phn ng:
a/Trao i nhit qua thnh:
-Thit b loi thng c khuy vi v bc ngoi vng xontrong thit b.
-Thit b ng chm vi hng nghn ng vi b mttrao i nhit rt ln, thng dng cho phn ng
pha kh to nhiu nhit.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
111/256
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
112/256
112
-Rn:Vt liu rn chu nhit nh gm, s,cc vt liu silict ... v c xc tc rn, inhnh l qu trnh crcking xc tc l phnng thu nhit, xc tc mau mt hot tnh
do b ph cc b mt nn phi dng lpxc tc chuyn ng v tun hon giathit b phn ng v thit b ti sinh bngphn ng t cc to nhit nh hnh 4.4
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
113/256
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
114/256
d/iu chnh nhit
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
115/256
115
d/iu chnh nhit ban u T0i vi
cc qu trnh onnhit. e/Bay hi cu t c
nhit si xp x
nhit phn ng vih thng lm lnhngng t v cho chtlng quay v TBP (
hnh 4.6 ).
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
116/256
IV 3 t h t hit
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
117/256
117
IV.3-c tnh t nhit:
-L cc qu trnh t xy ra sau khi c "mi ". -iu kin t nhit:
Phn ng to nhit ln c th a nhit
hn hp phn ng t nhit ban u T0 nnhit lm vic ca thit b.
C kh nng trao i nhit gia sn phm haykhi phn ng vi nguyn liui vo. iu kin
ny ph thuc vo c trng v kt cu ca thitb phn ng.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
118/256
118
-Cc loi thit b c kh nng t nhit:
a/Thit b loi thng c khuy: Nhkhuy nguyn liu i vo c trn
ln vi khi phn ng nng ctrong thit b, nu phn ng to nhit ln th qu trnh tin hnh trong loithit b ny c kh nng t nhit sau
khi c "mi" (hnh 4.8a ).
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
119/256
b/Thit b phn ng dng ngn la: Thit b dng
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
120/256
120
b/Thit b phn ng dng ngn la: Thit b dngny thng c s dng tin hnh cc phnng to nhit cao nh qu trnh clo ho ( t
hydro trong mi trng clo sn xut HCl ) hayqu trnh oxy ho mt phn hydrocacbon snxut axtylen.
Trong khng gian cht hp ca ngn la nhit
thay i t T0rt thp n nhit cao cth t bc chy, ngha l ta c gradien v nhit, v nng , v th ho hc rt ln(c tht hng vn n v ), nh qu trnh truynnht, chuyn cht v hot ho xy ra mnhm trn mt ca ngn la n c th t nhit(hnh 4.8b ).
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
121/256
121
c/Thit b phn ng loi ng:
- c th t nhit cn c s ( hnh 4.9b ).trao i nhit gia nguyn liu vo visn phm phn ng (hnh 4.9a) hay vikhi phn ng
- trng hp b/ c th iu chnh cnhit lm vic ca lp xc tc cng nhnhit T1theo thi gian lm vic ca xctc bng cch iu chnh thng s .
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
122/256
122 5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
123/256
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
124/256
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
125/256
125
- qu trnh c th tin hnh t nhit, khi
m my cn phi un nng hn hp mtanol -khng kh n 300 - 4000C.Sau , khi lp xctc l cc tinh th bc t trn li ng nngn nhit phn ng th dng un nng, ktthc qu trnh "mi " phn ng.
-TBP cn c mng phng n v thit b lmlnh ng chm t st ngay sau lp xc tc lm lnh nhanh hn hp sn phm t nhit phn ng xung 200 - 3000C, gim phn hufomalehit to thnh nhit cao theo phn
ng: CH2O CO + H2
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
126/256
126 5/14/12
IV.4-c trng nhit ca TBP loi thng c khuy:
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
127/256
127
*Nhit ng u khp thit b.
*C kh nng t nhit.a/Cc trng thi dng:
iu kin dng: QR = QS ( 4 . 3 )
Trong QR - nhit phn ng trong n v thi gian.
QS - nhit trao i trong n v thi gian.
gii pt (4.3) ta dng phng php dng hnh : kho stng biu din ca QR v QStheo T, nghim ca pt l giaoim ca hai ng biu din.
5/14/12
+Kho st QR
:
Gi h b 1 h h ht A t hit kh
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
128/256
128
Gi s c phn ng bc 1 chuyn ho cht A, to nhit, khngthun nghch, tin hnh trong TBP loi thng c khuy th tchV
R.
S mol cht A chuyn ho trong n v thi gian l NA, do :
QR = NA . ( -HR )
NA = k . CA . VR
CA l nng trong thit b, rt ra t pt (3.4)''
CA = CA0 / ( 1 + k . tTB ) . T :
NA = k.CA0.VR/(1+k.tTB ) = k0.e-E/RT.CA0.VR/(1+k0.e
-E/RT.tTB)
NA = k0.CA0.VR / ( eE/RT + k0.tTB) . Do :
QR = k0 . CA0 . VR . (-HR) / ( e E/RT + k0 . tTB ) ( 4 . 4 )
5/14/12
ng biu din ca QRph thuc vo T theopt (4 4) c dng ch S ngoi ra khi cc thng
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
129/256
129
pt (4.4) c dng ch S, ngoi ra khi cc thngs khc nh VR, FVthay i ta c mt h
ng cong S trong mt phng vi trc to QR - T nh hnh 4.11.
5/14/12
+Kho st Q :
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
130/256
130
+Kho st QS:
QSc hai thnh phn:
- Trao i nhit vi nguyn liu vo, nhit nguyn liu t T 0 T.
-Trao i nhit qua thnh.
QS = FV..CP( T - T0 ) + K.F. ( T - TC ). ( 4 . 5 ) hay
QS = ( FV..CP+ K.F ) T - ( FV..CP.T0 + K.F.TC )
Trong : - Khi lng ring ca hn hp phn ng.
CP- Nhit dung ring ca hn hp phn ng.T - Nhit phn ng.
T0- Nhit vo. K - H s trao i nhit qua thnh.
F - B mt trao i nhit ca thit b. TC- Nhit thnh thit b.
5/14/12
ng biu din ca QStheo T l ng
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
131/256
131
g QS gthng, khi F thay i ta c cc ng thngvi h s gc thay i ( hnh 4.12a ), khi T0
thay i c cc ng thng song song(hnh 4.12b).
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
132/256
Nh vy, c th c 3 giao imgia
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
133/256
133
y, g gng QRdng ch S v ng thng
QS, ngha l c 3 trng thi dng ca hthng( hnh 4.13 ).Trng thi dng 1 cT1thp v QR1,QS1u thp, phn nghu nh khng xy ra. Trng thi dng 3 nhit cao T3do c chuyn hocao , l iu ta mong i. Trng thi dng2 khng n nh, s c kho st mc
3/.
5/14/12
b/Trng thi dng ph thuc vo chiu
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
134/256
134
g g p thay i ca cc thng s v bin php
mi phn ng: a/Gi s FVthay i, cc thng s
khc c nh:
QRl cc ng cong A, B, C, D v E,QScoi nh khng i,c cc trng thidng t 1 n 9, ng vi nhit dng
t T1n T9nh hnh 4.14.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
135/256
135 5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
136/256
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
137/256
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
138/256
138
T rt ra cch mi phn ng:
Khi m my ban u dng lu lngdng FVthp phn ng tin hnh trng thi dng c chuyn ho v nhit
dng cao ( T9 ), sau tng dn FVn nng sut thit k( nhng khng thtng qu ng D ).
5/14/12
b/Gi s T0thay i, cc thng s khc c nh:
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
139/256
139
QRkhng i, QSl cc ng thng song
song , ta c cc trng thi dng t 1 n 9 nh hnh 4.16a.
- Khi T0tng t thp ln, QSln lt l cc ngthng A, B, C, D v E, cc trng thi dng l 1, 2,3, 4 v 9.
-Ngc li, khi T0t cao gim xung, QSln ltl cc ng thng E, D, C, B v A, cc trng thidng l 9, 8, 7, 6 v 1.
Nh vy, trng thi dng ph thuc vo
chiu thay i ca T0nh hnh 4.16b.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
140/256
T rt ra bin php mi phn ng:
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
141/256
141
khi m my un nng nguyn liu vo QS
n qu ng D(v d ng E) t trngthi dng 9
Sau c th gim (hay ngng) un nng ivo trng thi dng 8, 7, 6 (ng vi cc ng
QSl D, C v B) l cc trng thi dng c nhit v chuyn ho cao, m khng b ri votrng thi dng c nhit v chuyn hothp( tuy rng vi cc ng QS l B, C v D tac th gp cc trng thi dng 2, 3 v 4).
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
142/256
IV.5-c trng nhit ca thit b loi
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
143/256
143
ng:
-Do khng c khuy trn nn nhit ca thit b loi ny thay it im nyn im khc trong thit b.
-ng thng c tit din trn phn bnhit trong ng c trc i xng ltrc tm ng, do vy c th din t hnh
nh phn b nhit trong khng gianthit b theo hai thng s l v r.
5/14/12
a/Phn b nhit trong ng phn ng:
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
144/256
144
a/Phn b nhit trong ng phn ng:
Phn ng to nhit khng c trao i nhit quathnh, chy ri hay c lp ht xc tc tnh ( mhnh LT ):
-Nhit ng u theo hng ng knh ng
( hng r ). -Nhit thay i theo hng trc ng ( hng l
).
-Ph thuc vo vn tc phn ng ( hot tnh xctc ) ta c hnh nh nhit nh hnh 4.17
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
145/256
145 5/14/12
*Phn ng to nhit c trao i nhit qua thnh:
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
146/256
146
-Nhit thay itheo c hai hng l v r.
-C ch truyn nhit trong lp ht c 3 thnh phn:
+Dn nhit ca lp ht: b v ht xp v dintip xc nh.
+Dn nhit ca lu th: pha kh thng nh.+Truyn nhit do dng lu th chuyn ng
mang nhit: thng ng vai tr ch yu.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
147/256
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
148/256
148 5/14/12
Cn tnh thm thnh phn khuch tn theo hng ng knhvi h s khuch tn ngang l Dr v a vo pt mt th nguyn
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
149/256
149
vi h s khuch tn ngang l Drv a vo pt mt th nguyn(2.27).
+Tnh thnh phn kt ngang ( k hiu l A ) cho nguyn tth tch 2r.dr.dl theo hnh 4.19
5/14/12
A = Lng ra - Lng vo
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
150/256
150
= -Dr.2(r+dr)dl.(C+C/r.dr)/r
- (-Dr).2rdl. C/r.
A/2dl= -Dr [(r+dr).(C+C/r.dr)/r - r.C/r].
A/2dl= -Dr ( r.
2
C/r
2
.dr + C/r.dr +
2
C/r
2
.dr
2
).S hng 2C/r2.dr2qu b, b qua v chia tipcho rdr:
A/2r.dr.dl = -Dr ( 2C/r2 + 1/r.C/r ) (4 . 7)
5/14/12
a thnh phn khuch tn ngang A / 2r.dr.dl t (4.7) vo pt(2 27):
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
151/256
151
(2.27):
v.C/l - Dl.2C/l2 - D
r(2C/r2 + 1/r.C/r) + R = 0. ( 4 . 8 )
Qu trnh truyn nhit tng t chuyn cht, nn c th vit:
v.CP.T/l - l.2T/l2 - r (
2T/r2 + 1/r.T/r)
+ ( -HR)i . Ri = 0. i= 1, n. ( 4 . 9 )
Trong :+ CP-Nhit dung ring ca hn hp phn ng.+ l -H s truyn nhit theo hng trc ng.
+ r-H s truyn nhit theo hng ng knh ng.
+(-HR)i-Nhit ca phn ng th i.
5/14/12
Nh vy:
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
152/256
152
v.C/l -Chuyn cht vi dng chy c vn tc v.
v.CP.T/l -Truyn nhit do dng cht mangnhit.
-l.2T/l2 -Truyn nhit theo hng trc ng.
-r(2T/r2 + 1/r.T/r) -Truyn nhit theo hngng knh ng.
(-HR)i.Ri -Tng nhit phn ng chnh v ph.
5/14/12
b/im nng Tmax:
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
153/256
153
-Vi phn ng to nhit, c trao inhit qua thnh, tn ti Tmaxtrn trctm ng nh hnh (4.18).
-V tr v gi tr Tmax -i vi mt qu
trnh phn ng, kch thc ng v iukin trao i nhit xc nh-ph thuc vohot tnh xc tc(ngha l ph thuc vovn tc phn ng ) nh hnh 4.20
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
154/256
154 5/14/12
-Xc nh cc thng s nh hng n Tmax: Dng FV i qua nguyn t th tch S dl nhit
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
155/256
155
Dng FV i qua nguyn t th tch S.dl, nhit thay i l dT v nng cht phn ng thay
i mt i lng l dC (hnh 4.21)
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
156/256
Gi s phn ng to nhit, lm lnh ngoi thnh ng phn ng:
dQ = -K ( T - TC ) P dl
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
157/256
157
dQ = -K.( T - TC ).P.dl
K- H s trao i nhit qua thnh.
TC- Nhit ca thnh.
P- Chu vi ca ng phn ng.
Ta c bn knh thu lc ca ng phn ng:
RTL = S/P P = S/RTL.
dQ = -K.(T - TC).S.dl / RTL.
Thay vo pt (4.10)
-FV..(CP.dT +HR.dC) - K.(T - TC).S.dl / RTL = 0. ( 4 . 11 )
5/14/12
Phng trnh cn bng vt cht trong S.dl vi vn tcphn ng l R:
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
158/256
158
phn ng l R:
FV..dC = S.dl.R S.dl = FV..dC / R.
Thay S.dl vo pt (4.11) v chia cho FV.
-CP.dT -HR.dC - K.(T - TC).dC / RTL.R = 0.
( 4 . 12 )
Ti T = Tmax th dT = 0, ta c:
-HR.dC - K.(Tmax- TC).dC /RTL.R = 0. T
Tmax = TC + (-HR).R.RTL / K ( 4 . 13 )
5/14/12
T (4.13):
Tmax t l thun vi nhit phn ng (-HR), vn tc phn ng (R) v ng knh ng
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
159/256
159
HR), vn tc phn ng (R) v ng knh ngphn ng (RTL).Vi phn ng c hiu ng nhit
v khong nhit thch hp khc nhau cn thitk kch thc ng phn ng ph hp:
-Khi nhit phn ng trong khong 50 n200 Kj/mol, ng knh ng phn ng c th t
20 n 70 mm ph thuc vo nhy ca sthay i chn lc hay ca hot tnh xc tcvo nhit .
-Cn lu rng khi gim ng knh ng
ca thit b ng chm th s ng s tng mnh vdo gi thnh thit b tng vt ln.
5/14/12
T (4.13):
T t l th i t h R
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
160/256
160
Tmax t l thun vi vn tc phn ng R,
ngha l vi hot tnh xc tc. Trong trng hpcn thit c th s dng xc tc c hot tnh thp(hay xc tc c) u ng phn ng gim gitr ca Tmax .
Tmax t l nghch vi h s trao i nhit K nncn lu vic s dng tc nhn trao i nhitcng nh lm sch b mt trao i nhit mbo K c gi tr ln.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
161/256
Chnh t c im ny phi tin hnh gii
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
162/256
162
Chnh t c im ny phi tin hnh gii
nhit cho cc phn ng to nhit nhit xp x nhit phn ng.
V d, khi nhit phn ng l 3000C nh
qu trnh oxy ho mtanol thnhfomaldhit trn xc tc oxit Fe-Mo phi lmlnh bng du nng 260-2700C (hnh 4.22).
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
163/256
c/ nhy nhitcaTBP loi ng:
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
164/256
164
y g
- nhy thng sl hin tng xy ra khimt thng s no c thay i tng i nhnhng h thng TBP c s thay i ln, vithng s l nhit ta c nhy nhit.
-Mt v d i vi phn ng bc1, khng
thun nghch, to nhit tm thy nhy canhit im nng Tmax i vi cc thng sTC, K/RTL vT on nhit.
Hnh 4.23 din t s thay i nhit Tmax khinhit ban u ca hn hp T0=340 K, cn TCthay i t 300 n 342,5 K
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
165/256
Nhn hnh v ta thy mi n khi TC=335 K, nhit trong ng phn ng t thay i theo chiu di
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
166/256
166
trong ng phn ng t thay i theo chiu ding, c th ni lp xc tc b ngui v vn tcphn ng thp, do chuyn ho X khngt yu cu.
Khi tng TC thm 2,5 K (TC=337,5 K) ng biu
din nhit ti tm ng c cc i cao hn T0n 80 K (Tmax=420 K).
Khi tng TCln mt t na (TC=342,5 K) nhit im nng vt nhit ban u n 100 K.
5/14/12
. d/ n nhca TBP loi ng:
Khc vi TBP loi thng c khuy phn
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
167/256
167
-Khc vi TBP loi thng c khuy, phn
ng tin hnh trong thit b loi ng lun lun nnh. Do c im ca thit b loi ny mt s rilon no ti mt th tch nh ca ng phnng khng lan rng ra qui m khp thit b m sb dng chy ko ra khi zn phn ng, trngthi dng ca h thng quay v trng thi c.
- TBP loi ng c trao i nhit gia snphm i ra v nguyn liu vo ( hay c trao inhit gia lp xc tc vi nguyn liu vo ) cth c trng thi dng khng n nh
5/14/12
V-TBP XC TC KH-RN ( XC TC RN ).
-H phn ng vi xc tc rn rt hay gp trong
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
168/256
168
-H phn ng vi xc tc rn rt hay gp trongcng nghip ho hc ni chung v ring i vicng nghip ho du.
-Cc vn c t ra i vi h phnng d th ny l:
B mt tip xc pha.
Cc bin php duy tr ch nhit ti ucho qu trnh: rt quan trng v nh hng ncu to v hnh dng ca thit b.
Trng thi lp xc tc: lp tnh, lp ri, lpcun theo dng kh.
5/14/12
V.1-B mt tip xc pha v hiu sut s dng b mt bntrong ca xc tc:
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
169/256
169
Gii php m bo b mt tip xc pha ca h
kh rn l s dng xc tc xp c b mt bntrong rt pht trin, t 1-2 m2/g n gn 1000m2/g.
a/Cc c trng ca xc tc xp:+B mt ring:
K hiu - SR, n v - m2/g.
5/14/12
Mt s vt liu xp thng dng:
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
170/256
170
Mt s vt liu xp thng dng:
Diatomit: SR = 5 - 10 m2/g.Al2O3hot tnh,silicagel: SR = 200 - 400 m2/g.Zolit: SR = 700 -800 m2/g.Than hot tnh: SR = 800 - 1000 m2/g.
Vi cu trc ht ca vt liu xp: c ht s cp
v ht th cp, b mt ring l tng b mt ccht s cp trong 1 gam vt liu.
B mt ring c xc nh bng phngphp hp ph, tnh theo BET.
5/14/12
+ xp:
K hiu - , n v - cm3/g.
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
171/256
171
u , c /g
L khong trng gia cc ht s cp v th cptrong vt liu xp.
Ph thuc vo s sp xp (s phi tr) ca cc hts cp v th cp, xp c th thay i t 0,1 n1cm3/g.Thng s phi tr gim th xp tng v
bn c hc ca vt liu gim.c tnh t khi lng ring tht v khi lngring biu kin theo cng thc:
= 1/bk - 1/tht . ( 5 . 1 )
5/14/12
+Phn b l xp theo kch thc:
L k h th kh h d
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
172/256
172
L xp c kch thc khc nhau do s
sp xp ca cc ht s cp v th cp, cth din t theo m hnh 5.1, phn chiathnh l xp b ( ng knh di 0,2 nm), l xp trung (t 0,2 n 50 nm) v l xp
ln (trn 50 nm).Phn b l xp theo kch thc c xcnh bng phng php hp ph, ngng t
mao qun v np thu ngn di p sut (n 250 MPa ).
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
173/256
1735/14/12
+H s khuch tn hiu dng:
xp v phn b l xp theo kch thc l nhng yu t quantrng nh hng n qu trnh khuch tn trong xc tc xp
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
174/256
174
trng nh hng n qu trnh khuch tn trong xc tc xp.
H s khuch tn hiu dng De trong ht xc tc c th din ttheo cng thc sau:
De = D . / ( 5 . 2 )
Trong D - H s khuch tn trong pha kh.
- xp ca xc tc. - H s ni ln trng thi hnh hc ca l xp:
quanh co, g gh ca b mt l xp, s thay i ng knh ca lxp...
Thng t s /c gi tr t 1/10 n 1/20 v h s khuch tnhiu dng c th c xc nh bng thc nghim.
5/14/12
b/Hiu sut s dng b mt bn trongca xc tc :
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
175/256
175
ca xc tc :
Ngoi h s khuch tn hiu dng De, cn ph thuc vo vn tc phn ngb mt (tc hot tnh ca xc tc) , vokch thc v hnh dng ca ht xc
tc.
Gn ng vi ht xc tc c hnh dngkhc nhau, ta c:
= th / ( 5 . 3 )
5/14/12
Trong . - Modun Thiele
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
176/256
176
= Vh/Sh Rs/De ( 5 . 4 ).Vh - Th tch ca ht xc tc.
.Sh - B mt ngoi ca ht xc tc.
.Vh/Sh -c trng cho kch thc ht
xc tc:Vi ht hnh tr bn knh R, Vh/Sh = R/2.
Vi ht hnh cu bn knh R, Vh/Sh = R/3.
.RS
- Vn tc phn ng b mt.
5/14/12
.Th - Hm tang hyperbolic. S ph thuc vo theo pt (4.3) cdin t hnh 5.2.
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
177/256
177
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
178/256
Do vy vi tng qu trnh phn ng yu
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
179/256
179
Do vy, vi tng qu trnh phn ng yu
cu xc tc c b mt ring, kch thc htv cu trc xp thch hp c tch s SR.cc i. Hot tnh ca mt n v khi lngxc tc Ag c xc nh
Ag = As . SR . ( 5 . 5 )
As Hot tnh ca mt n v b mt xctc
5/14/12
V.2-Lp xc tc:
a/Lp tnh:
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
180/256
180
a/Lp tnh:
Hay s dng v n gin, cho xc tclu mt hot tnh ( > 6 thng ).
Ht xc tc khng c qu b,
thng kch thc t 3 n 10 mm, trlc ca lu th qua lp khng qu ln, vilng xc tc ln hay FV lndng lu thchuyn ng theo hng xuyn tm thay cho
hng trc ng.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
181/256
b/Lp chuyn ng:
Dng cho xc tc mau mt hot tnh v c
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
182/256
182
Dng cho xc tc mau mt hot tnh v cth lin tc ly xc tc lm vic ra em i tisinh v b sung xc tc c hot tnh cao vo hthng TBP m khng phi ngng qu trnh.
thc hin lp xc tc chuyn ng thitb c cu to phc tp hn, tuy nhin hot
ca lp xc tc hu nh khng thay i trongsut qu trnh lm vic, l mt u im cbn i vi qu trnh lm vic lin tc. Xctc cn c bn c hc caochng mi mn vv vn trong khi chuyn ng.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
183/256
+H thng TBP xc tc chuyn ng lp ri c th din t hnh 5.4.
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
184/256
1845/14/12
-Lp si:
*i ki t l i D kh i t d i l
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
185/256
185
*iu kin to lp si: Dng kh i t di ln
ngc vi chiu trng lc, khi vn tc dng kh ln lc nng ca dng kh cn bng vi trnglng ca ht rn, ht rn bt u l lng, thtch ca lp n rng ra, ta c trng thi nh cht
lng. Tr lc ca dng kh hu nh khng thay i khi
bt u to tng si nh hnh 5.4 .
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
186/256
1865/14/12
*Tnh cht ca lp si:
Nh cht lng: Mt thong nm ngang, chy
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
187/256
187
g g g g ynh cht lng, tun theo nh lut Acsimt ...
Hin tng to bt:
.Do ht rn chuyn ng to s khc nhau vmt ht trong lp v to thnh cc bt kh.
.Bt nh ni ln nhanh trong lp to nn nhngphn t kh c TGL thp nht.
.Bt i ln ko theo ui l cc ht rn, khi lnn mt lp bt v ra v cc ht rn li chm xungtrong lp huyn ph ko theo cc phn t kh b hp
ph trong xc tc, to nn nhng phn t c TGLln.
5/14/12
Do to bt v chuyn ng hn lon caht xc tc lp si c ch chuyn ng
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
188/256
188
ht xc tc lp si c ch chuyn ng
ca dng gn vi m hnh KLT ( hnh 5.5)
Hu qu TGL ca cht phn ng trong
lp xc tc khng ng ucn ctnh n khi tin hnh cc phn ng cc trng ni tip to sn phm ph nhcrcking xc tc, cc phn ng oxi ho ...
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
189/256
189 5/14/12
H s trao i nhit gia lp si v thnh ln:Vai tr chnh ca qu trnh trao i nhit gia lp
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
190/256
190
si vi thnh l do s chuyn ng hn lonca cc ht rn mang nhit.
Vn tc trao i nhit c th tng hng chc lnso vi trng hp ch c mi trng kh.
H s trao i nhit K ph thuc vo vn tcdng ca kh nh hnh 5.6.
Nh tnh cht ny lp si ngy cng c sdng cho cc qu trnh phn ng xc tc tonhiu nhit.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
191/256
191 5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
192/256
VI-MT S LOI TBP TRONG CNGNGHIP HO DU VI.1-L ng:
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
193/256
193
VI.1 L ng:
C b mt trao i nhit ln v nhit cao ( > 3000C ) bngcch t nhin liu lng hay kh.
Thng gp trong cng nghip ho du vi cc chc nngsau:
-TBP cho cc qu trnh pha kh, kh-rn, thu nhit nhit cao( n 10000C ) nh nhit phn hydrocacbon c mt hi nc (steam cracking ) sn xut etylen v olefin, chuyn ho kh t nhinvi hi nc ( steam refoming ) sn xut hi dro v kh tng hp(synthesis gases, thnh phn gm CO v H2), dehydroclo ho dicloetan sn xut vinyl clorua.
-Thit b gia nhithn hp nguyn liu cho cc h thngchng luyn, cho cc h thng TBP nh crcking xc tc, refoming
xc tc, dehidro ho xc tc...
5/14/12
Cu to ca l ng gm 2 phn:
-Zn i lu: Nhit thp hn, c ch traoi hi l d i b i kh h
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
194/256
194
i nhit l do tip xc cng bc gia kh chyvi ng trc khi i ra ng khi.
-Zn bc x: Nhit cao ca bung la,ni t nhin liu.C ch trao i nhit ch yul do bc x nhit ca bung la n thnh ng.
Nguyn liu i ngc chiu t cui zn i lun zn bc x, y t nhit cn thit chophn ng, sau c lm lnh nhanh trnhphn hu sn phm v thu hi dng hi ncp sut cao ( hnh 6.1 ).
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
195/256
1955/14/12
L c cng sut nhit khc nhau
c bit l ng cho qu trnh cracking hi
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
196/256
196
c bit l ng cho qu trnh cracking hi
sn xut etylen c cng sut ln v hin i,vi yu cu a nhanh nhit nguyn liut zn i lu 450 - 5000C ln n nhit phn ng ( 800 - 9000C ) nn ng trong zn
bc x c t vo gia c bc xt hai pha ( hnh 6.2 ).
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
197/256
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
198/256
198 5/14/12
H.6.1.3-L
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
199/256
199
ng cho qutrnhRefoming
hi nctrong s cng nghsn xutNH3t kht nhin.
5/14/12
H.6.1.4-L ng
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
200/256
200
L ng
trongcng
nghsn xut
NH3 tkh tnhin.
5/14/12
VI.2- H thng thit b crcking xc tc: c trng ca phn ng: -Phn ng phc tp: song song, ni tip theo m hnh
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
201/256
201
Phn ng phc tp: song song, ni tip theo m hnh
sau ( hnh 6.3 )
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
202/256
c trng ca xc tc:
-Xc tc nhanh chng mt hot tnh
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
203/256
203
Xc tc nhanh chng mt hot tnh
do cc to thnh che ph b mt, xc tcc ti sinh bng cch t cc b mtvi khng kh 650 - 7200C theo phnng to nhit:
C + O2 (khng kh) COX + Q
Do vy cn tin hnh vi lp xc tcchuyn ng lin tc ly ra i ti sinh
v b sung xc tc.
5/14/12
-Xc tc crcking hin nay cha zolit c hottnh cao c s dng dng ht vi cu vi
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
204/256
204
tnh cao c s dng dng ht vi cu vi
ng knh c 0,05 n 0,1 mm.
Vi tnh nng ca xc tc nh vy cng vi ctrng ni tip ca phn ng yu cu TGL ngu v ngn nn lp cun theo vi ng ngc s dng cho qu trnh crcking
Th h c ca TBP crcking xc tc sdng lp tnh lm vic theo chu k, lp ri v lp
si.
5/14/12
Do xc tc nhanh mt hot tnh nnlng xc tc tun hon ln v xc tc
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
205/256
205
g
sau ti sinh c nhit cao nn n clm cht mang nhit cho phn ngcrcking ( nh hnh 4.4 )
Qu trnh phn ng trong ng ng lon nhit v t l xc tc/nguyn liuquyt nh nhit phn ng v chuyn ho X.
5/14/12
T cc c trng ni trn h thng TBP crcking xctc hin i gm:
Thit b phn ng crcking dng ng ng vi lp xc tc
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
206/256
206
Thit b phn ng crcking dng ng ng vi lp xc tccun theo, lm vic theo ch on nhit
Nguyn liu c un nng s b tip xc vi xc tcnng, ho hi v phn ng trong lp cun theo.
Do phn ng crcking tng th tch nn cho vn tc lp
cun theo n nh, ng knh ca ng phn ng cm rng dn v pha cui ( theo chuyn ho X ), sau xc tc c tch nhanh khi hn hp sn phm.
Vn tip xc gia xc tc nng vi nguyn liu ducng nh phn ly xc tc khi hn hp kh phn ng c
nh hng ln n vic to cc v kh nn c nhiu hngquan tm.
5/14/12
Cn qu trnh ti sinh t cc to nhiu nhitc thc hin trong lp si.
t cc trit hn trong lp si vi s khuy
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
207/256
207
t cc trit hn trong lp si vi s khuytrn mnh ca lp ht, nht l vi xu hng sdng nguyn liu cho qu trnh crcking ngycng nng hn, hai tng si ni tip c s dngvi tng u nhit thp hn (630 - 6500C) vtng sau nhit cao hn (n 7200C).
Vic chia thnh 2 tng ti sinh xc tc nh vyngoi vic t cc trit do TGL ca ht trongthit b ng u cn gip cho xc tc trnh tipxc vi hi nc nhit cao v thnh phn cc tng ti sinh sau hu nh khng cn hidro.
5/14/12
Hnh 6.4 trnh by mt dng h thngRCC ca UOP.
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
208/256
208
Nguyn liuvpha phn tn
Pha phn tn
React ngng
Sn phm phnng
Khng kh thcp
Khng kh thcp
Khng kh scp
Thit b honnguyn xc tc 2 giai
on
Kh x sau honnguyn
5/14/12
H.6.2.3-H thng FCC ca ABB Lummus Global Inc.(Hydrocarbon Processing, November 2000, trang 107).
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
209/256
209
5/14/12
H.6.2.4-H thng FCC ca Kellogg Brown & Root, Inc.( nt , trang 108 )
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
210/256
210
5/14/12
H.6.2.5-H thng FCC ca Shell Global Solutions International B.V. ( nt , trang 108 )
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
211/256
211
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
212/256
H.6.2.7-H thng FCC ca UOP LLC.( nt , trang 110 )
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
213/256
213
5/14/12
H.6.2.8-H thng RCC(Resid Catalytic cracking) ca Stone &Webter Inc., a Shaw Group Co. and Institut Francais du Ptrole.
( nt , trang 139 )
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
214/256
214
5/14/12
H.6.2.8-H thng MSCC ca UOP LLC . 1-TB ti sinh; 2-TBP3-ng dn xc tc nng ti sinh; 4-B phn to lp ri; 5-Bphn nh hp ph sn phm khi b mt xc tc. ( nt , trang 94).
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
215/256
215
5/14/12
VI.3-H thng TBP sn xut xng alkyl ho:
Xng alkyl ho c sn xut bng
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
216/256
216
phn ng alkyl ho izobutan vi ccolefin C3, C4 vi s c mt ca xc tc laxit mnh, ngha l t cc nguyn liu khchuyn thnh sn phm lng, xng alkylat
c tr s octan cao, khng cha benzennn c ch hin nay.
c trng ca phn ng v xc tc:
5/14/12
-S phn ng c th trnh by nh sau:
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
217/256
2175/14/12
-T nguyn liu ban u buten v i-butan tothnh xng vi thnh phn ch yu l i-octan vhp cht ny trong iu kin phn ng vi xc
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
218/256
218
hp cht ny trong iu kin phn ng vi xctc axit c th tip tc phn ng vi buten thnhhydrocacbon nng C12, C16...l sn phm ph vc nhit si cao trn 2000C, nm ngoi thnhphn ca xng.
hn ch phn ng ph ny v qu trnhpolime ho olefin trong cng nghip dng t s i-butan/buten ln (t 10 dn 20) v h thngTBP gn vi LT , c thi gian lu ngu.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
219/256
-Phn ng alkyl ho to nhit, khong 90 Kj/mol,gii nhit phn ng bng cc gii php sau:
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
220/256
220
+Vi xc tc H2SO4, nhit phn ng t 0n 100C, bng cch bay hi i-butan ( Tsi = -110C ) trc tip t hn hp phn ng nh cngngh ca Kellogg - Exxon ( hnh 6.5 ) hay traoi nhit qua thnh vi alkylat nh cng ngh
ca Stratco ( hnh 6.6 ). +Vi xc tc HF, nhit phn ng cao hn
( 30 n 500C ) c th lm lnh qua thnh bngnc ( hnh 6.8 v 6.9 ).
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
221/256
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
222/256
H.6.3.2-H thng TBP alkyl ho nm ngang,lm lnh qua thnh ca Stratco.
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
223/256
223
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
224/256
H.6.3.4-TBP alkyl ho vi xc tc HF caPhillips.
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
225/256
225
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
226/256
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
227/256
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
228/256
VI.4-H thng TBP sn xut MTBE(Metyl Tert-ButylEther) Qu trnh tin hnh pha lng, nhit 50 - 1000C, p sut 1,5 MPa
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
229/256
229
T s MeOH/i-B== 1,1 gim phn ng polime ho olefin.
Xc tc l axit, trong cng nghip dng axit rn l nha cationit cnhm axit mnh -SO3H, dng ht hnh cu ng knh c 0,8 - 1mm.
+H thng TBP:
Ph thuc vo nguyn liu i-B= :
-Rafinat-1(phn on C4 ca crcking hi sau khi tch Butadien)cha 45 - 50% i-Buten.
-Phn on C4 crcking xc tc cha 15 - 20% i-Buten.
-Hn hp sn phm dehidro ho i-Butan cha 40 - 50% i-Buten.
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
230/256
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
231/256
VI.5-H thng TBP Refoming xc tc:
Qu trnh Re foming xc tc tin hnh
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
232/256
232
ng thi cc phn ng ng phnho, ng vng, thm ho H/C trnxc tc lng chc: hidro ho -dehydroho v xc tc axit-base.
Ngoi mc ch tng tr s octan cho xngchng trc tip n nay cng ngh Refoming xc tc cn sn xut H/C thm
cho Tng hp ho du.
5/14/12
-c trng ca phn ng v xc tc:
Thu nhit, nhit phn ng 400 -
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
233/256
233
p g5000C, thng tin hnh lp onnhit xen k vi l ng gia nhit.
B mt xc tc cng b cc to thnh
che ph lm gim hot tnh, nhng chmhn nhiu so vi xc tc crcking
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
234/256
Cng ngh mi tin hnh vi xc tc lp ri, lin tc ti sinh xctc, p sut thp khong 0,5 MPa, t phn ng ph hn v hot
tnh lp xc tc cao v n nh
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
235/256
235
H.6.5.2-Hthng TBPrefoming xctc lp ri
ca IFP. 1, 2, 3, 4-
TBP xc tclp ri ; 5- hthng ti sinhxc tc
5/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
236/256
Dng kh phn ngi qua lp xc tctheo hng xuyntm v sau khi iqua mi lp xc tc
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
237/256
237
c un nng trli n nhit phn ng l ng5
Cc lp xc tc 2,3, 4 chng ln
nhau, nh vy xctc ri t trnxung .
ng i ca khphn ng v xctc trong thit b
nh hnh 6.5.3
5/14/12
VI.6-H thng TBP sn xut phnol:
-Phng php ch yu sn xut phnol
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
238/256
238
hin nay l i t nguyn liu cumen ( trn90%).
-c trng ca phn ng: C hai giai on
phn ng: oxi ho cumen thnh hidroperoxit(H/P) v chuyn ho H/P thnh phnol cmt xc tc axit c tin hnh ring bitnn ta xem xt tng giai on.
5/14/12
S phn ng chnh v ph ca giai on oxi ho:
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
239/256
2395/14/12
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
240/256
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
241/256
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
242/256
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
243/256
H.6.6.2-H thng TBP phn hu H/P cumen thnh phnol v axton
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
244/256
2445/14/12
H.6.6.3-H TBP phn hu H/P theo m hnh dng tun hon.
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
245/256
2455/14/12
7/H thng TBP tng hp 1,2 dicloetan (1,2 DCE):
Phn ng:
CH CH Cl CH Cl CH Cl
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
246/256
246
CH2=CH2 + Cl2 CH2Cl - CH2Cl
Kh Kh Lng( Ts = 850C )H = - 220 Kj/mol
Thc t l phn ng kh-lng: sc etylen v clovo 1,2DCE lng ho tan FeCl30,5% vi vai trxc tc. Phn ng xy ra trong pha lng vi vntc cao ngay nhit thng.
5/14/12
Nh vy, qu trnh c c trng d th kh-
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
247/256
247
lng, to nhiu nhit, tin hnh nhit thp c nhit si ca pha lng.
nhit hi cao ( 80 - 1000C ) phn ngph clo ho tip thnh tricloetan c ctng cng, v vy cng ngh c tin hnhclo ho nhit thp v gii nhit phnng bng nc.
5/14/12
n nay phn ng ph theo c ch chui gc b hn ch bng cch dng xc tc FeCl3 vclo c cha oxi, nn c th tin hnh nhit
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
248/256
248
cao hn v s dng nhit phn ng ( kh ln) tch sn phm dng hikhng b ln vixc tc.
Cng ngh tin b nht dng TBP dngCD, kt hp vi thp chng, tn dng nhit phnng tinh ch DCE khng ch t thit b clo hom t cc b phn khc ca h thng lin hp,v d t cng on oxiclo ho hay cng onnhit phn DCE v tch VC.
5/14/12
H.6.7.H TBP tng hp 1, 2 DCE nhit cao, tn dng nhitphn ng tinh ch sn phm.
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
249/256
249
5/14/12
8/TBP sn xut Fomaldehit:
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
250/256
250
-Fomaldehit c sn xut t mtanolbng qu trnh oxi-dehidro ho trn xctc bc v oxi ho trn xc tc oxit Fe-Mo.
-y l cc qu trnh pha hi nn cntrnh to hn hp n metanol - khng khc thnh phn t 6 n 40% th tch
metanol.
5/14/12
a/Cng ngh xc tc bc:
Nhit phn ng: 650 - 7200C.
Lm vic trn gii hn n, do thiu oxi cho phn ng oxi
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
251/256
251
ho (1) nn c thm phn ng chnh dhidro ho mtanol
CH3OH + 1/2O2 CH2O + H2O ( 1 ) H = - 156 Kj/mol
CH3OH CH2O + H2 ( 2 ) H = + 85 Kj/mol
Tng nhit phn ng ca qu trnh l to nhit, qu trnhnm phm vi khuch tn ngoi, on nhit v t nhit,iu chnh nhit phn ng bng cch pha thm hi ncvo hn hp phn ng.
5/14/12
TBP nh hnh 4.10
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
252/256
2525/14/12
b/Cng ngh xc tc oxit Fe-Mo:
Nhit phn ng: 290 - 3100C.
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
253/256
253
Lm vic di gii hn n ( hn hpkhong 6% th tch mtanol ), d oxi nnch c phn ng oxi ho ( 1 ) to nhiu
nhit l phn ng chnh. Xc tc lp tnh, TBP dng ng chm (
hnh 4.22 ), ng knh ng tng i
nh, c 20 - 25 mm.
5/14/12
Kt qu ti u ho TBP ca vin xc tc Nvxibic cho thy rnghiu sut phn ng v kinh t hn nu kt hp thit b ng chm vi
lp xc tc on nhit nh hnh 6.8.
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
254/256
2545/14/12
Kt qu nghin cu cho thy, trn xc tc nyngoi phn ng chnh ( 1 ) vi nng lng hotho E1= 40,67 Kj/molcn c phn ng ph oxi
ho fomaldehit thnh CO v H2O i l
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
255/256
255
ho fomaldehit thnh CO v H2O vi nng lnghot ho thp hn:
CH2O + 1/2O2 CO + H2O (3)
H=-215 Kj/mol E3 = 28,22 Kj/mol
Do vy, khi nhit xung thp tc tngi ca phn ng ph s tng ln, hin tng nyb hn ch bng lp xc tc on nhit cuiTBP.
5/14/12
Qua mt s loi TBP ca cc cng ngh ho du thy rng,TBP c s dng trong cng nghip ca mt s hng c thkhc nhau do nhng gii php k thut m h nghin cu v pdng
Nh l l t ht t h i
7/30/2019 THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIP HOA DAU pt
256/256
Nhng v nguyn l l xut pht t nhng c im v nghc v nhit ng ca phn ng, t nhng c trng vhot tnh, nhit lm vic v nhy ca cc tnh nngca xc tc vo nhit , thi gian sng ca xc tc.
Nhng ci tin, hon thin v TBP l kt qu ca nhng
thnh tu trong nhiu lnh vc khoa hc v cng ngh, trong c xc tc, ng hc, ho hc v l thuyt v TBP, m hnhho, ti u ho .