THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIỆP HOA DAU pt

download THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIỆP HOA DAU pt

of 256

Transcript of THIET BI PHAN UNG TRONG CONG NGHIỆP HOA DAU pt

  • 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 .