Borusal akış reaktörü - OMÜ

T.C. ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
KİMYA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI III
Deneyin Adı: Borusal Akış Reaktörü (Plug Flow Reactor)
Deneyin Amacı: Borusal akış reaktör verileri ile reaksiyon hız ifadesinin geliştirilmesi, farklı
akış hızları ve sıcaklık değerlerinin reaksiyon hızına ve dönüşüme olan etkisinin
incelenmesidir.
Teorik Bilgiler
Kimyasal reaktörler, içerisinde hammaddenin istenilen ürüne reaksiyon ile değişiminin yer
aldığı için, birçok kimyasal prosesin en önemli ekipmanı olarak değerlendirilebilir.
Piston akışlı bir reaktör Şekil 1’de görüldüğü gibi bir boru biçiminde gösterilebilir. Bu tip
reaktörlerde akışkan bileşimi boru boyunca değişir.
CAf, FAf, XAf, ʋf
CA0, FA0, XA0=0, ʋ0
ΔV
CA0
Şekil 1. Borusal Akış Reaktörü
CA0
Bir veya birden fazla bileşen boru boyunca ilerleyerek tepkimeye girerler ve tepkime,
bileşenlerin tüpte ilerlediği sürece devam eder. Bu nedenle derişim değişimi ve ürün oluşumu
tüp boyunca devam ederken tüp içinde derişim sabit kabul edilir. Sürekli karıştırmalı tank
reaktör ile karşılaştırıldığında türbüler reaktörde aynı alıkonma süresinde daha yüksek bir
dönüşüm elde edilir.
Bu çalışma için seçilen reaksiyon, etil asetatın sodyum hidroksit ile sabunlaşmasıdır. Bu
reaksiyonunun sodyum hidroksit ve etil asetat için birinci dereceden, toplamda ikinci
dereceden bir reaksiyon olduğu bilinmektedir.
NaOH + EtOAc → NaOAc + EtOH
Bu deney için 0,1 M NaOH, 0,1 M EtOAc gerekmektedir. Konsantrasyon değişimi iletkenlik
ölçümü ile belirlenecektir.
Deneyin Yapılışı:
1. 0,1 M NaOH ve 0,1 M EtOAc hazırlanıp iki farklı behere konulur.
2. Reaksiyonun gerçekleşeceği sıcaklık, akış hızı ayarlanır.
3. Reaktör çıkışında iletkenlik değerleri kaydedilir.
4. Farklı sıcaklık değerleri ve farklı akış hızları için deney tekrarlanır.
Çalışma Soruları:
1. Genel mol dengesi eşitliğini PFR’a uygulayarak tasarım eşitliğini yazınız.
2. Reaksiyon hızı, reaksiyon mertebesi, molekülarite terimlerini tanımlayınız.
3. Reaktör çeşitleri nelerdir, açıklayınız.
4. Reaksiyon aktivasyon enerjisi nasıl belirlenir, açıklayınız.