ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Исследование микрокинетики процесса с использованием автоматизированной системы научных исследований из "Методы кибернетики в химии и химической технологии" Для построения модели химического реактора необходимо знать точную скорость химического процесса, получаемую по определенным методикам и строгим математическим оценкам достоверности кинетических данных. [c.391] Исследование микрокинетики процесса (получение информации о химическом процессе на лабораторной установке) сводится к определению кинетики химического процесса, маршрутов реакций и установлению режима оптимального распределения промежуточных продуктов в сложных реакциях. [c.391] Поскольку при протекании химических реакций осуществляется взаимодействие на уровне молекул реагентов, принимают, что процесс протекает на молекулярном уровне — микроуровне. Изучение скорости протекания процесса на молекулярном уровне составляет задачу микрокинетики. [c.391] Микрокинетика исследуется таким образом, чтобы полностью исключалось возмущающее влияние на процесс таких макроявлений, как перемешивание, искажение температурного профиля за счет внутренних источников, а также концентрационного профиля за счет побочных явлений диффузии. Поэтому кинетика химических реакций в чистом виде изучается по специально разработанным методикам в соответствующих реакторах. Обычно исследователь работает в контуре с вычислительной машиной, на которой легко и быстро оцениваются получаемые в эксперименте кинетические данные. Результаты исследования микрокинетики процесса являются необходимой частью (блоков) общей математической модели промышленного процесса. [c.392] Для элементарных реакций установление механизма и скорости реакций не представляет затруднений, так как стехиометрические уравнения однозначно характеризуют математическую модель скорости такой реакции. [c.392] Для неэлементарных реакций, когда стехиометрические коэффициенты не отвечают математической модели скорости реакции, необходимо выдвигать гипотезы о механизме сложной химической реакции как последовательности простых реакций и далее устанавливать соответствие между экспериментальными данными, найденными по скорости реакции и принятому механизму процесса. [c.392] Данные о кинетике гомогенных жидких систем обычно получают, проводя опыты в периодически действующем реакторе (реже — в проточном), а данные о кинетике гетерогенных си- teм для реакций, проходящих в газовой фазе, — в проточных реакторах (трубках) на малой длине слоя катализатора (дифференциальный реактор) или по всей длине слоя катализатора (интегральный реактор — выходные характеристики являются интегралом скоростей процесса по всем элементарным объемам аппарата) или же в циркуляционных установках. [c.392] Опытные данные о кинетике получают обычно в две стадии определяют изменение концентраций исходного вещества при фиксированной температуре, а затем находят изменение констант скорости реакции в зависимости от температуры. [c.393] Моделирование на аналоговых вычислительных машинах позволяет быстро подобрать константы кинетических уравнений. [c.394] Как уже указывалось (см. гл. VIII), опыты по изучению кинетики гомогенных реакций обычно проводят в реакторе периодического действия с мешалкой. При этом изменение концентраций можно измерить непосредственно или по косвенным параметрам — изменению каких-либо физических свойств (объема или давления системы, электропроводности, рефракции и т. д.). [c.394] Таким образом, первым этапом лабораторных исследований кинетики гомогенных систем является установление характера изменения концентрации исходного продукта со временем при постоянной температуре. Второй этап состоит в обработке полученных опытных зависимостей =f(x) для нахождения кинетических констант константы скорости реакции и показателей степеней при концентрациях исходных веществ или порядка реакции. Для анализа опытных данных применяют два метода интегральный и дифференциальный. [c.394] Вернуться к основной статье