攪拌槽反應器內液固接觸反應之質量傳遞

Mass Transfer for Liquid-Solid Catalytic Reaction in Stirred Tank Reactor

李敏達(Min-Dar Lee)

《化學》 58年4期 (1969/12) Pp. 100-105

https://doi.org/10.6623/chem.1969021

摘要

於攪拌槽式反應器內，使用懸浮陽離子交換樹脂觸媒，進行醋酸丙酯之水解，以硏討攪拌速度、觸媒顆粒之大小，固-液密度差及液體粘度等操作更數與反應速度之關係。由所得反應速度之測定值估計液-固界膜質量傳遞係數，並依因次分析法求出質量傳遞係數與各種操作變數間之連關實驗式。氣-固系或液-固系等不匀系化學反應装置之設計或最適條件之選定，除了化學反應之機構與反應速度外，有關擴散現象之資料亦非常重要。又如填充柱內之吸收，乾燥。以及吸着等各種操作之設計，流體與固體粒子之間之質量傳遞亦為首應考慮之問題。流體在固體面上流動時，無論流體本身爲層流或湍流，其與固體之接觸面上將有一層流體薄膜存在，在此薄膜中流體與固體間之質量傳遞係依分子擴散進行，故對於買量傳遞具相當大之阻抗。關於固體外表面界膜之質量傳遞係數過去之研究爲數不少，大都利用因次分析法，將有關質证傳遞之各種因子彙集成Sh，Re，及Se等無因次羣，然後根據實驗求出質量傳遞係數之實驗式McCona chie與Thodos^1使用填充層裝置求出球狀填充物粒子與流體間之質量傳遞係數。永田等使用攪拌裝置，由結晶溶解度之測定硏討固-液攪拌系之質量傳遞。Hougen等在攪拌槽反應器內使用Pd-Al_2O_3懸浮觸媒，進行α-甲基苯乙烯之加氫，導出-液，液-固兩界膜之總括質量傳遞式。Hughmark^4 Treybal^6則在質量傳遞實驗式中，以粒子之終端速度與葉輪之回轉速度表示Re數。本實驗系在攪扮槽反應器內，以陽離子交換樹脂為懸浮固體觸媒，進行醋酸丙酯之水解，由質量傳遞係數與各種古作變數間之相互關係求出質量傳遞之連關實驗式。

並列摘要

The hydrolysis of propyl acetate was carried out in a stirred tank reactor with suspended cation exchange resin catalyst. Under the conditions studied, the reacction rates were found to be dependent on stirring rate, catalyst particle size. and viscosity of liquid, and slightly on difference in density between suspended solid particle and liquid. The mass transfer coefficients were estimated from the reaction rates, and a equation to correlate experimental mass - transfer coefficient data and operating variables was evaluated.