Kỹ thuật phản ứng Đại học

KỸ THUẬT PHẢN ỨNG


MỤC TIÊU MÔN HỌC
Xây dựng phương trình vận tốc phản ứng

Thiết kế các thiết bị phản ứng cơ bản: TB
Phản ứng khuấy trộn/TB phản ứng dạng
ống
Kiểm soát và đánh giá quá trình làm việc
của thiết bị phản ứng thực trong công
nghiệp


VỊ TRÍ MÔN HỌC
Nguyên liệu

Xử lý vật lý

Phản ứng
hóa học

Xử lý vật lý Thành phẩm

Thủy cơ
Truyền
khối

Truyền
nhiệt
Kỹ thuật

phản
ứng


NỘI DUNG MÔN HỌC
Chương 1: Khái niệm mở đầu
o Động hóa học
o Nhiệt động lực học
o Phân loại phản ứng
o Vận tốc phản ứng
o Phân loại thiết bị phản ứng

Chương 2: Xử lí dữ kiện động học
o Thiết bị phản ứng gián đoạn có thể tích không đổi
o Thiết bị phản ứng gián đoạn có thể tích thay đổi


Chương 3: Phương trình thiết kế
o Cân bằng vật chất và năng lượng tổng quát
o Thiết bị khuấy trộn lý tưởng hoạt động ổn định
o Thiết bị khuấy trộn lý tưởng hoạt động gián đoạn
o Thiết bị khuấy trộn lý tưởng hoạt động bán liên tục
o Thiết bị phản ứng dạng ống
Chương 4: Áp dụng phương trình thiết kế
o Hệ một bình phản ứng
o Hệ nhiều bình phản ứng
o Thiết kế cho phản ứng đa hợp


Chương 5: Thời gian lưu và động học quá trình phản ứng

o Khái niệm
o Hàm mục tiêu
o Mô hình thời gian lưu
o Mô hình toán và ứng dụng
Chương 6: Đại cương về phản ứng dị thể
o Phân loại phản ứng dị thể
o Phương trình vận tốc cho phản ứng dị thể
o Thiết bị phản ứng dị thể


TÀI LIỆU HỌC TẬP
 Tài liệu học tập chính
 Bải giảng Kỹ Thuật Phản Ứng
 Vũ Bá Minh - Kỹ Thuật Phản Ứng – ĐHBK Tp.HCM
 Tài liệu tham khảo
 Ngô Thị Nga – Kỹ Thuật Phản Ứng – NXB KHKT.
 Nguyễn Bin – Các Quá Trình Hóa Học – NXB KHKT.
 Robert H. Perry, Don W. Green, James O. Maloney Perry's Chemical Engineers' Handbook (7th Edition) McGraw Hill


CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU
I. Những khái niệm cơ bản
II. Động hóa học và nhiệt động học
III. Phân loại phản ứng
IV. Vận tốc phản ứng
V. Thiết bị phản ứng


I. Những khái niệm cơ bản
1.1. Hỗn hợp phản ứng

Chất tham gia phản ứng
 Tác chất (reactant) : A , B
A+BC+D
Dung môi
Xúc tác
Ligand
Buffer solution

Chất trợ phản ứng

• Xúc tác (catalyst)
• Dung môi (Solvent)
• Dung dịch đệm (buffer solution)
• Ligand



1.3. Áp suất
 Áp suất riêng phần pj:

 Áp suất toàn phần

1.4. Thể tích phản ứng V:



2. ĐỘNG HÓA HỌC

Tsunetake Seki, Jan-Dierk Grunwaldt and Alfons Baiker, Chem. Commun., 2007, 3562

2. ĐỘNG HÓA HỌC
Phản ứng đa hợp:
 Phản ứng nối tiếp :
(consecutive reaction)

A B  C
 Phản ứng song song :
(parallel reaction)

AB &AC

 Phản ứng hỗn hợp :
(multi-step reaction)


2. ĐỘNG HÓA HỌC


2. ĐỘNG HÓA HỌC


2. ĐỘNG HÓA HỌC


2. ĐỘNG HÓA HỌC


2. ĐỘNG HÓA HỌC

2. ĐỘNG HÓA HỌC VÀ NHIỆT ĐỘNG HỌC

Công

Năng lượng
(Energy)

Nhiệt


Bản chất của năng lượng
Định luật bảo toàn năng lượng : Năng lượng không tự sinh ra
cũng không tự mất đi, nó chỉ chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác.
Ví dụ: Phản ứng đốt cháy CH4 dùng để sưởi ấm.
CH4(gas) + 2O2(gas)  CO2(gas) + 2H2O(gas) + năng lượng (nhiệt)
Phản ứng

Môi trường xung quanh

Thế năng

2 mol O2
1 mol CH4
(chất phản ứng)



Năng lượng (nhiệt)
2 mol H2O

1 mol CO2
(Sản phẩm)


Bản chất của năng lượng
Ví dụ: Phản ứng hình thành Nitric oxide

N2(gas) + O2(gas) + năng lượng (nhiệt)  2NO(gas)
Phản ứng

Môi trường xung quanh

Thế năng

2 mol NO
(Sản phẩm)


1mol N2
1 mol O2
(chất phản ứng)


Nội năng của 1 hệ (hệ thống hóa học) - internal energy
Nội năng U của một hệ thống được định nghĩa là tổng động năng
và thế năng của tất cả các phần tử trong hệ. Nội năng của một hệ có thể
thay đổi dưới tác động của công, nhiệt hay cả hai.

Môi trường xung quanh

U < 0

U > 0

Hệ thống
phản ứng

Hệ thống
phản ứng



2. ĐỘNG HÓA HỌC VÀ NHIỆT ĐỘNG HỌC