ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Процесс в реакторе без перемешивания в направлении потока из "Химические реакторы как объект математического моделирования" Чтобы выявляемая локальная кинетика для процесса в реакторе без перемешивания в направлении потока отражала условия протекания процесса в промышленном реакторе, необходимо предъявлять известный минимум требований к модели реактора. Так, длина реакционной зоны (или слоя катализатора) для модели должна быть той же, что и для промышленного реактора. При этом линейные скорости по сечению зоны будут в обоих случаях одинаковы, что обусловит одинаковые гидродинамические условия протекания процесса. [c.183] Для решения указанной задачи рекомендуется поступать следующим образом (см. рис. У1-3). [c.185] На аналоговой машине набирают систему уравнений (У,175) и (У,176) согласно указаниям, сделанным для набора уравнений ,116) и (У,117). Для начальных исследований рекомендуется порядок реакции п принимать равным единице. [c.185] На блоке функции (см. рис. VI-3) набирают кривую изменения температуры по опытным данным. Экспериментальная и полученная на машине кривые изменения температуры по длине реакционной зоны визуально сопоставляют на осциллографе. Изменяя величину к и значения А ,,, Ло и Ло. входящие в выражение для /с, а прп необходимости — значение и, добиваются наилучшего совпадения указанных кривых. [c.186] Для отыскания наиболее вероятных значений п, X, (Лц и г о можно применить методы направленного поиска Бокса — Уилсона, простого перебора и т. д. [c.186] При рассмотрении реактора (в котором процесс протекает в стационарном слое катализатора) как объекта регулирования возможными отклонениями от нормального технологического режима могут быть отклонения по общему потоку, по концентрации и соотношению реагирующпх веществ, по начальной температуре потока и давлению. Поэтому, помимо данных, характеризующих нормальный режим, необходимо экспериментально установить характер изменения температуры и, следовательно, концентрации, по длине реакционной зоны при возмущении по всем технологическим параметрам данного процесса. [c.186] Если нужно изучить локальную кинетику процесса, протекающего с параллельным образованием двух и более продуктов, то можно воспользоваться рассмотренной методикой, решая задачу на основе соответствующей математической модели, например представленной уравнениями (IV,162) и (IV,163). Если реакции образования продуктов параллельны, но имеют различные порядки, или последовательны, то нужно располагать экспериментальными данными об изменениях концентраций образующихся продуктов по длине реакционной зоны и решать задачу с учетом расчетных и опытных значений ха и Хе по длине этой зоны. [c.187] Естественно, что когда процесс не удается описать уравнением локальной кинетики, отражающим параллельный характер образования продуктов реакции, необходимо применять математическую модель, предусматривающую их последовательное образование [см. уравнения (IV,151) — (IV,153) ]. [c.187] При выявлении локальной кинетики процесса на модели трубчатого реактора рекомендуется поступать следующим образом. Сначала на основе экспериментальных данных устанавливают характер распределения температуры по длине реакционной зоны, а также конечные значения концентраций для некоторого нормального технологического режима и для режимов при возможных возмущениях (см., например, рис. V-26 —V-28). При этом желательно найти и условия срыва процесса, даже если придется испортить некоторую норцию катализатора (при каталитическом процессе) и если, конечно, такой срыв не вызывает каких-либо технических осложнений, например образования взрывоопасных концентраций смесей реагентов. [c.187] Для построения кривой изменения температуры по длине реакционной зоны при различных режимах модель реактора снабжают многоточечной термопарой. Чтобы влияние термопары было наименьшим в случае применения катализатора или насадки, нужно использовать голые термопары (со стеклянной нитяной изоляцией, если это допускается температурным режимом). Расположение точек многоточечной термопары желательно иметь таким, чтобы можно было определить пик температуры, если он имеется в процессе. [c.187] В рассматриваемом случае, используя кривую изменения температуры ио длине реактора, например ири нагреве (кривая 2 на рис. У1-4), можно найти экспериментальное значение коэффициента теплопередачи и оценить коэффициенты теплоотдачи . [c.188] Сравнивая температурные кривые, отражающие протекание химической реакции и процесс подогрева исходных полупродуктов, можно судить о температуре начала процесса н, при которой тепловой эффект реакции уже существенно сказывается на изменении температуры в реакционной зоне (точка О па рис. У1-4, где кривые 1 и 2 расходятся). Этой температурой определяется начальная область, в которой необходимо выявлять кинетику процесса. [c.188] В остальном методика по выявлению локальной кинетики аналогична методике ири адиабатическом процессе, с той только разницей, что в качестве математической модели нужно взять соответствующую систему уравнений. [c.188] Вернуться к основной статье