Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Effect of mass transfer to control the selectivity of complex chemical reactions in liquid - liquid systems

Piotr Paweł Lewandowski

Abstract

In this work a new model describing heterogeneous reactions in liquid – liquid system has been proposed. Considered model takes into account effect of fluid deformation and surface mobility on the selectivity of complex reactions. In the first introductory part of this work a review of classical models describing mass transfer with chemical reaction (for single heterogeneous reaction) has been presented. In the second, theoretical part of this work the film model has been used to determine the selectivity of complex chemical reactions (competitive-consecutive reaction systems: A+B->R, A+R->P, where A is a reactant transported to the reaction zone from the drop, and parallel reactions systems: A+B->Q, C+B->W, where substrates A and C diffusive to continues phase through the interfacial surface from spherical drop). In both cases it was assumed that products are not soluble in a liquid forming dispersed phase. The simulation part of present work can be divided in the two parts. In the first part the penetration models have been used to determine the selectivity of parallel reactions occurring in the different two-phase reaction regimes. The results are compared with a results of application of the film-theory model to the same problem. The numerical simulations were carried out for the parallel reactions occurring in the fast and instantaneous reaction regimes. In the second part of the work a model has been used, that takes into account the effect of the surface mobility and the deformation of fluid resulting from motion of spherical droplet in viscous medium. For the problem of first part, the model has been applied for the case, when one of the parallel reactions can be regarded instantaneous. As a result of calculations the selectivity of complex reactions and mass transfer coefficients were obtained. As in earlier cases it was assumed, that products are not soluble in a liquid forming dispersed phase.
Record ID
WUT6ce52176bb7d41949cbd5bdc758bb14c
Diploma type
Master of Science
Author
Piotr Paweł Lewandowski (FCPE) Piotr Paweł Lewandowski,, Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE)
Title in Polish
Wpływ wnikania masy na sterowanie selektywnością reakcji złożonych w układach ciecz - ciecz
Supervisor
Jerzy Robert Bałdyga (FCPE/DCRED) Jerzy Robert Bałdyga,, Department of Chemical Reactor Engineering and Dynamics (FCPE/DCRED)Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE)
Magdalena Jasińska (FCPE/DCRED) Magdalena Jasińska,, Department of Chemical Reactor Engineering and Dynamics (FCPE/DCRED)Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE)
Certifying unit
Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE)
Affiliation unit
Department of Chemical Reactor Engineering and Dynamics (FCPE/DCRED)
Study subject / specialization
, Inżynieria Chemiczna i Procesowa
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
31-01-2012
Issue date (year)
2012
Pages
130
Internal identifier
DICHP-2079
Reviewers
Władysław Moniuk (FCPE/DBBE) Władysław Moniuk,, Department of Biotechnology and Bioprocess Engineering (FCPE/DBBE)Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE) Jerzy Robert Bałdyga (FCPE/DCRED) Jerzy Robert Bałdyga,, Department of Chemical Reactor Engineering and Dynamics (FCPE/DCRED)Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE)
Keywords in Polish
-
Keywords in English
-
Abstract in Polish
W niniejszej pracy wykorzystano nowy sposób opisu reakcji heterofazowych w układach ciecz – ciecz. Rozpatrywany model uwzględnia wpływ deformacji oraz mobilności powierzchni międzyfazowej na selektywność przebiegu złożonych reakcji chemicznych. W części przeglądowo-teoretycznej pracy zaprezentowano przegląd klasycznych modeli opisujących wymianę masy z reakcją chemicznych w układach heterofazowych dla pojedynczej reakcji oraz reakcji złożonych. W przypadku reakcji złożonych uwzględniono reakcje szeregowo – równoległe typu: A+B->R, A+R->P (gdzie A jest składnikiem transportowanym z wnętrza kropli) oraz reakcje równoległe typu: A+B->Q, C+B->W (gdzie składniki A i C transportowane są z fazy rozproszonej do środowiska reakcji). Założono, że produkt jest nierozpuszczalny w cieczy tworzącej fazę rozproszoną. Opisu wpływu wymiany masy na przebieg reakcji chemicznej w tej części pracy dokonano przy pomocy modelu warstewkowego. W części obliczeniowej można wyróżnić dwa etapy pracy. W pierwszej części wykorzystano modele penetracyjne w celu określenia selektywności reakcji równoległych przebiegających w poszczególnych reżimach reakcji heterofazowych, po czym porównano otrzymane wyniki z opisem opierającym się na zastosowaniu teorii modelu warstewkowego. Wykonano rozwiązanie numeryczne dla reakcji równoległych przebiegających w reżimach reakcji szybkich i natychmiastowych. W drugim etapie pracy wykorzystano model uwzględniający mobilność powierzchni międzyfazowej oraz deformacje płynu wynikające z ruchu sferycznej kropli w ośrodku lepkim. Dla problemu z pierwszego etapu części obliczeniowej rozwiązanie przedstawiono dla przypadku gdy jedna z reakcji może być uznana za reakcje natychmiastową. W wyniku obliczeń wyznaczono selektywność oraz współczynniki wymiany masy dla reakcji szeregowo – równoległych i równoległych. Podobnie jak w części przeglądowo teoretycznej założono nierozpuszczalność produktów w cieczy tworzącej fazę rozproszoną.
File
  • File: 1
    Piotr Lewandowski - praca magisterska.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 2896

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/master/WUT6ce52176bb7d41949cbd5bdc758bb14c/
URN
urn:pw-repo:WUT6ce52176bb7d41949cbd5bdc758bb14c

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page