Модель непрерывного превращения

Рис. XV- . Модель непрерывного превращения для разных режимов

Модель непрерывного превращения [c.408]

При низких температурах скорость химической реакции очень мала, в то время как диффузия СОа в порах частицы происходит сравнительно быстро. Поэтому окисление углерода идет практически равномерно по всей частице. Твердое вещество, окружающее поры, постепенно расходуется, пористость частицы сильно возрастает, вследствие чего при сохранении прежних размеров масса частицы экспоненциально падает. Такой процесс соответствует модели непрерывного превращения , к нему применимы уравнения (ХУ,4) и (XV,5). [c.412]

Влияние размера частиц. На мелких частицах >процесс протекает согласно модели непрерывного превращения , на крупных — модели [c.412]

Для модели непрерывного превращения , если частицы не меняются в размерах, а реакция имеет первый порядок по газообразному реагенту, подстановка выражений (XV,5) и (ХТ,3) в уравнение (XV,19) дает [c.416]

Рассмотрим основные положения модели непрерывного состава [315, 316]. В основу модели кладется достаточно подробная кинетическая схема процесса, учитывающая как взаимные превращения углеводородов, так и образование полимерных высококипящих продуктов и твердых высокоуглеродистых отложений. При этом два последних рассматриваются как кокс. Принимается, что состав углеводородного сырья в каждом классе описывается некоторой дифференциальной функцией распределения по молекулярным массам или коррелирующей с ней величиной, например ИТК- Исследования [310], показали,, что зависимость содержания углеводородов [c.193]

Ha основании 1) понятия реакционной решетки, образуемой графами реакции, 2) описания символов связывания с помощью теории графов и 3) модели непрерывного структурного превращения реагентов в продукты с использованием реакционных параметров (X-модель) получены корреляционные диаграммы, позволяющие сделать выводы о том, как протекают химические реакции. С помощью этого формализма получены в законченном виде аналитические формулы для правил Вудворда — Хоффмана в случае согласованных перициклических реакций. Особо подчеркивается применимость многомерных моделей для описания механизмов сложных реакций органических соединений. [c.457]

При разработке кинетической модели термодеструкции остатков приняты в [18] представления об образовании надмолекулярных структур в жидких продуктах деструкции и об изменении по мере непрерывного превращения групповых компонентов устойчивости и механической прочности системы. [c.177]

В соответствии с указанной моделью степень превращения реагентов i для первого порядка реакции и при условии полного перемешивания в непрерывной фазе может быть рассчитана по [c.104]

Методы теоретического расчета скоростей реакций на основе свойств перерабатываемых систем пока отсутствуют. Системы, подвергающиеся обработке при высоких температурах в промышленных аппаратах, не являются термодинамически изолированными. Химические и другие превращения обычно идут в них с большими скоростями в условиях далеких от равновесия и, кроме того, в условиях неизотермичности и гидродинамической нестационарности. Поэтому теоретическое выявление и обобщение кинетических закономерностей представляет пока неразрешенную задачу. Движущие силы и коэффициенты скоростей процесса или его стадий применительно к выбранному на основе общих соображений кинетическому уравнению приходится определять экспериментально, преодолевая трудности достаточно корректного их моделирования. В отличие от промышленных установок, работающих в непрерывных стационарных режимах, в моделях процесс чаще всего осуществляется в периодическом режиме. Кроме того, закономерности, которым подчи- [c.347]

Интегральное ядро уравнения (1) включает скорость превращения отдельных компонентов непрерывной смеси. Требования к виду этого ядра носят двоякий характер оно должно отражать химизм превращений в смеси, т. е. учитывать факт взаимного влияния различных углеводородов на скорости их совместных превращений, кроме того, его структура должна быть единообразной для углеводородов в смеси. Последнее требование может быть выполнено только в случае построения единой модели превращения углеводородов. [c.131]

Описанная классификация свидетельствует о том, что реальные химические реакторы существенно отличаются друг от друга и, следовательно, задача построения математических моделей таких аппаратов должна решаться в каждом конкретном случае с учетом особенностей процесса и конструктивного оформления. При этом необходимо использовать модели определяющих элементарных процессов (например, для реакторов непрерывного действия — модели движения потоков вещесТв и химического превращения) и присоединить к ним уравнения, описывающие тепловой режим, изменение фазового состояния реагентов, конструктивные и другие особенности. [c.144]

Примером построения кинетической модели превращения смесей непрерывных по составу является математическая модель пековой фазы. [c.69]

Справедливость результатов, следующих из простых модельных соображений, показывает, что полиэтилентерефталат испытывает деформацию как непрерывный континуум. Это является весьма серьезным доводом в пользу бахромчато-мицеллярной модели структуры полимера, причем обсуждавшиеся результаты показывают, что кристаллические области просто вращаются в матрице в процессе деформации полимера и не испытывают каких-либо специфических превращений в отличие, например, от деформации полиэтилена [67]. [c.303]

На рис. 37 приведена зависимость величины с от безразмерной константы скорости к в соответствии с уравнение.м (6.19) для заданны.х значений X и 1 . Сопоставление с графиком, построенным по уравнению (6.9), показывает, что модель идеального вытеснения , -как и следовало ожидать, характеризуется более высоким превращением, чем. модель полного перемещивания . Высоким значением к для обеих моделей соответствует одинаковая доля непрореагировавшего компонента с = 3е - . Этот результат также можно было предвидеть, поскольку при больших значениях к весь реагирующий компонент, поступающий в непрерывную фазу, превращается полностью независимо от того, движется ли ожижающий агент с идеальным вытеснением или с полны.м перемешиванием. [c.125]

Последнее допущение позволяет применять модель непроница-эмого ядра. Однако здесь следует проявлять осторожность, ибо эта модель справедлива, как правило, для крупных частиц, состояние же мелких частиц при прочих равных условиях лучше отражает модель непрерывного превращения. [c.409]

Решение. Протекание реакции в кинетической области может быть представлено моделью непрерывного превращенпя или ненроницаемого ядра . Из уравнения (XV,20) следует, что, согласно первой модели, при заданном г степень превращения не зависит от размера частицы однако это не согласуется с экспериментом. [c.420]

В учении о механизмах органических реакций квантовая химия шла, как правило, позади качественных представлений теории электронных смеш ений и теории резонанса. Однако в 1965 г. в эту область был сделан крупный вклад и со стороны квантовой химии. Это касается большой группы органических реакций, при которых переход от реагентов к конечным продуктам происходит непрерывно,, без предварительной диссоциации на ионы или радикалы. Для этих реакций Вудвордом и Хофманом (1965) было предложено общее-правило, которое можно применить для качественного суждения и прогнозирования самых различных реакций и которое в самом общем виде гласит Химическая реакция происходит тем легче,-чем в большей степени связывание сохраняется в ходе превращения [94, с. 191]. Конкретизируя этот принцип с помощью модели молекулярных орбиталей, можно сказать, что энергия активации реакций мала тогда, когда происходят непрерывные превращения связывающих занятых молекулярных орбиталей реагентов в такие же орбитали конечных продуктов. Если же, например, реакция протекает через возбужденное состояние системы реагентов или конечных продуктов, в котором фигурируют несБязывающие молекулярные орбдтали, то такой реакции должна отвечать высокая энергия активации, она может оказаться поэтому запрещенной (к числу таких реакций относится изомеризация призмана — ладенбургов-ского бензола — в бензол, хотя теплота образования первого примерно на 90 ккал выше) [94, с. 120]. Вопрос о разрешенности или запрещенности таких непрерывных реакций требует отдельного-рассмотрения для каждой конкретной реакции или группы реакций, а так ке для канедого элементарного акта реакции. [c.181]

После воспламенения горючей смеси и формирования фронта пламени дальнейшее распространение пламени происходит с са-моускорением (преддетонационный период). В этот период времени, согласно модели АХП-горения, управляющая и управляемые системы функционируют в нестационарном режиме, при котором в каждый последующий момент времени интенсивность излучения пламени и, соответственно, интенсивность потока продуктов предпламенного превращения, поступающих в пламя, непрерывно возрастают. [c.143]

В настоящий момент мы не умеем достоверно определять продольное перемешивание в непрерывной фазе и скорости движения пузыря относительно этой фазы. Вместе с тем из наблюдений и логических построений известно, что в рабочих условиях газ в непрерывной фазе частично перемешивается " . Из-за отсутствия более подробной информации Кунии и Левен-шпиль предложили модель, в которой эффективный диаметр пузыря (рассчитанный в соответствии с этой моделью по достигнутой степени химического превращения в псевдоожиженном слое) используется в качестве однопараметрической регулируемой константы, аналогично тому, как это предлагалось ранее [c.359]

Таким образом, условие квазистационарности макростадий, протекающих в твердой среде, не выполняется. Об этом свидетельствует непрерывная деформация диаграммы связи но мере перемещения стадии химического превращения сополимера по реакционному пространству. Стратегия деформации диаграммы определяет стратегию изменения уравнений математической модели процесса и моделирующего алгоритма. [c.342]

Таким образом, имеет место непрерывная деформация диаграммы связи по мере перемещения зоны химического превращения сополимера в ионит по реакционному пространству. Вместе с изменением структуры диаграммы меняются и структура уравнений математической модели процесса, а также моделирующего алгоритма. Учитывая разбиение гранулы на элементарные слои и объединяя диаграммы связи кинетики реакций сульфирования и разложения тионилхлорида для -го слоя, получим нзображен- [c.354]

Нестапионарность катализатора. Под воздействием изменяющегося состава реакционной среды катализатор не остается неизменным. Помимо химических стадий взаимодействия реагирующих веществ имеют место физические процессы на поверхности (перенос реагирующих веществ между различными центрами, поверхностная диффузия адсорбированных атомов и молекул, растворение и диффузня в твердом теле веществ — участников реакции, структурные и фазовые превращения) [30, 31, 32]. Не-стационарность состава катализатора весьма своеобразно ирояв-ляется в кипящем слое, где частицы непрерывно перемещаются в поле переменных концеитрации. При этом каждая частица в отдельности непрерывно изменяет свои каталитические свойства, никогда не приходя в равновесне с окружающей реакционной средой. Хотя усредненные за достаточно большой период времени свойства катализатора остаются неизменными и реактор в целом работает стационарно, его выходные характеристики могут существенно отличаться от рассчитанных с исиользованием стационарных кинетических уравнений. Для построения нестационарной кинетики каталитического процесса необходимо выявить параметры состояния катализатора, определяющие скорость реакции, закономерности их изменения под воздействием реакционной смеси, разработать методы измерения пли расчета этих параметров в ходе нестационарного эксперимента. Не меньшие трудности возникают при разработке и решении математической модели, отражающей изменение параметров состояния по глубине пленки активной массы в зерне, случайно перемещающемся по высоте слоя. [c.62]

В зону реакции непрерывно поступает смесь регенерированного горячего катализатора с сырьем. В зависимости от начальной температуры катализатора и протяженности трубопровода крекинг может с той пли иной глубиной протекать уже до поступления смеси в слой или даже целиком завершаться в линии (см. рис. 62, ж) однако чаще всего основная доля превращения приходится на зону кипящего слоя. Кипящий слой катализатора образуется посредством потока паров, поступающих вместе с катализатором через распределительную решетку или через форсунки-распылители. Объем слоя рассчитан на длительность пребывания катализатора в реакторе от 2 до 10 мин. При этом диаметр аппарата рассчитывается таким образом, чтобы скорость паров над слоем составляла от 0,4 до 0,7 м сек. Высота кипящего слоя зависит, таким образом, от размеров реактора и на крупных установках достигает 5—6 м. Высота кипящего слоя, определяющая продолжительность реакции, аависит от качества сырья и активности катализатора при наличии утяжеленного, легкоразлагающегося сырья и высокоактивных. катализаторов требуется минимальный уровень слоя, и наоборот. Плотность слоя в реакторе составляет около 400— 450 кг(м . Отработанный катализатор непрерывно стекает в отпарную секцию. Плохая отпарка катализатора влечет за собой увеличение потерь сырья, повышение выхсзда кокса и содержания в ием водорода, а последнее требует больших расходов воздуха на регенерацию . Конструкции отпарных секций весьма разнообразны и в основном определяют конфигурацию реактора. Так, на установках типа ортофлоу Б цилиндрическая секция помещена в центре реактора и отработанный катализатор протекает в нее через щели в ее стенке (см. рис. 62, е). В реакторах установок типа модели IV и ортофлоу С отпарная секция выносная и снабжена перегородками типа диск — конус (см, рис. 62, ж) или в виде серии уголков, приваренных в шахматном порядке для увеличения времени отпарки. При больших размерах реактора в отпарной секции для создания наилучших условий контакта пара и катализатора имеются еще радиальные перегородки с раздельной подачей пара. [c.194]

Из экспериментов известно, что, несмотря на огромное число компонентов, в различных процессах МСС ведут себя удив1ггельно просто. Подобные факты часто приводят к неоправданному распространению закономерностей химии и физики простых веществ на сложные многокомпонентные системы, даже без введения соответствующих поправок. Несмотря на определенный успех данных моделей, в них имеет место детерминированность элементарных стадий процессов, не учитываются их сопряжение и стохастический характер процесса во времени. Единственно возможным в таких случаях является статистический термодинамический и синергетический недетерминистиче-скии подход, который эффективно используется в естественных науках, в том числе в исследовании систем далеких от равновесия [35-45].Но в синергетике очень часто изучаются не самые главные компоненты и процессы, так как не достаточно информации о системе в це юм. Таким образом, в синергетике не хватает определенного макроуровня для описания сложных многокомпонентных объектов. Непрерывный подход к веществу, родившийся в древности, воплотился в XIX веке в термодинамику, для которой важен не состав, а начальное и конечное усредненное энергетическое состояние вещества. Кибернетика также оперирует начальным и конечным состоянием системы, которая является черным ящиком Из обширного эмпирического материала известно, что МСС, несмотря на огромное число компонентов, в ряде случаев ведут себя удивительно просто. Например, кинетика деструктивных процессов превращения нефтяных фракций и твердого топлива описывается простыми уравнениями первого или второго порядка [17-20]. Кроме того, пре- [c.11]

Из фундаментальных соотношений теории случайных марковских процессов выведены стохастические интегродифференциальные (скачкообразные), разрывные (дискретно-непрерывные), диффузионные и матричные (дискретные в пространстве состояний по времени) модели кинетики механодеструкции, описывающие эволюцию дифференциальных функций числового распределения макромолекул полимеров по длинам. Проведен последовательный анализ выведенных уравнений кинетики механодеструкции. Он показал, что при некоторых упрощающих предположениях решениями этих уравнений являются известные в литературе функции распределения Пуассона, Танга, Кремера-Лансинга и др. С помощью математического аппарата теории дискретных марковских процессов построены модели кинетики структурных превращений в ферритах -шпинелях, активированных в планетарных машинах разработана обобщенная модель кинетики механорасщепления зерен на примере природного полисахарида - крахмала. Из основного кинетического уравнения Паули выведены стохастические модели ряда элементарных химических реакций, протекающих в дисперсных системах при механическом нагружении частиц твердой фазы. Проведен анализ выведенных уравнений и выявлены преимущества статистического метода описания кинетики химических реакций перед феноменологическим. [c.19]

Согласно стратегии системного анализа, в К. вначале анализируется гидродинамич. часть общего технол. оператора-основа будущей модели. Эта часть оператора характеризует поведение т. наз. холодного объекта (напр., хим. реактора), т.е. объекта, в к-ром отсутствуют физ.-хим. превращения. Вначале анализируется структура потоков в объекте и ее влияние на процессы переноса и перемешивания компонентов потока. Изучаемые иа данном этапе закономерности, как правило, линейны и описываются линейными дифференц. ур-ниями. Результаты анализа представляются обычно в виде системы дифференц. ур-ний с найденными значениями их параметров. Иногда для описания процессов не удается использовать мат. аппарат детерминированных (изменяющихся непрерывно по вполне определенным законам) ур-ний. В таких случаях применяют статистико-веро-ятностное (стохастич.) описание в виде нек-рых ф-ций распределения св-в процесса (ф-ции распределения частиц в-в по размерам, плотности и др., напр, при псевдоожижеяии ф-ции распределения элементов потока по временам пребывания в аппаратах при диффузии или теплопереносе и т. д. см. также Трассёра метод). Далее анализируется кинетика хим. р-ций и фазовых переходов в условиях, близких к существующим условиям эксплуатации объекта, а также скорости массо- и теплопередачи и составляются соответствующие элементарные функциональные операторы. Кинетич. закономерности хим. превращений, массообмена и фазовых переходов обычно служат осн. источниками нелинейности (р-ции порядка, отличного от нуля и единицы, нелинейные равновесные соотношения, экспоненциальная зависимость кннетич. констант от т-ры и т. п.) в ур-ниях мат описания объекта моделирования. [c.378]

Зависимость селективности от степени превращения позволяет выбрать оптимальную модель реактора для максимального выхода целевого продукта В (рис. 33). Выход продукта в реакторе идеального вытеснения или же реакторе смешения периодического действия определяется площадью под кривой зависимости 5в от х в непрерывно работающем реакторе полного смешения — площадью прямоугольника, равной 5в- а. Если селективность с увеличением степени превращения уменьшается (рис. 33,а,б), выход также будет уменьшаться. В этом случае площадь под кривой будет бoльuJe площади прямоугольника и, следовательно, предпочтителен реактор идельного вытеснения или реактор периодического действия. Каскад реакторов полного смешения (рис. 33,6) даст более высокий выход, чем единичный реактор полного смешения. Если с увеличением степени превращения селективность возрастает (рис. 33, е), то по заштрихованным площадям видио, что выход в реакторе полного смешения будет значительно выше, чем в реакторе идеального вытеснения или реакторе периодического действия. При этом использование каскада реакторов не рекоменду- [c.101]

И. 3. й1ухаметзянов ПРИМЕР ПОСТРОЕЕШ КИНЕТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРЕВРАЩЕНИЯ СМЕСЕЙ НЕПРЕРЫВНЫХ ПО СОСТАВУ (Уфимский нефтяной институт) [c.69]

В этом разделе будут описаны две модели для расчета степени превращения в слое частиц катализатора, псевдоожиженных реагирующим газом. Обе модели исходят из предположения, что весь газ, сверх необходимого для начала нсевдоожи-жения, проходит через слой в виде пузырей постоянного размера, причем каждый пузырь во время подъема в слое обменивается газом с непрерывной фазой. Предполагается также, что внутри пузыря не происходит химической реакции, она проте- [c.117]

Экспериментальному исследованию массообмена пузыря с непрерывной фазой посвящена работа Стефенса, Синклера и Поттера [26]. В иредиоложеиии полного смешения газа в области циркуляции в [26] исследовался массообмен между областью циркуляции и непрерывной фазой слоя. Кратко опишем методику работы [261. В минимально ожиженный слой инжектировалась цепочка пузырей. Размер пузырей в процессе подъема не увеличивается. Трасер вводился в плотную фазу слоя вблизи свободной поверхности. В условиях опыта существенную роль играло обратное смешение газа. Измерялись профили концентрации в различных поперечных сечениях плотной фазы слоя. Использовалась простейшая одномерная математическая модель реактора с обратным перемешиванием (химических превращений нет). Сопоставление предсказываемого моделью продольного распределения концентрации в плотной фазе слоя с измеренным позволило определить коэффициенты массообмена пузыря с п.тотной фазой. Измеренные радиальные профили концентрации усреднялись при этом по сечению слоя. Исследовалась зависимость коэффициентов массообмена от параметров нсевдоожиженного слоя. [c.124]

Современное развитие методов решения задач химической кинетики привело к настоятельной необходимости перехода на качественно новый уровень этих исследований и приемов формирования математических моделей. Такой переход должен не только освободить исследователя от рутинной работы по поиску и подготовке уже известной в пауке информации, но и, самое главное, обеспечить реализацию единой липип математической технологии решения задач — от постаповкп задачи, выбора моделей и их полного информационного обеспечения всеми необходимыми физико-химическими данными до оперативно формируемых программных комплексов, с помощью которых можно решить поставленную задачу. Важно, чтобы эта линия была непрерывной и оперативно действующей, без технологических разрывов в обработке данных, что, по существу, определяется полным превращением разрозненной информации и индивидуальных программ в информационны п программный продукт соответственно и всесторонпим использованием системных средств манипулирован я таким продуктами. [c.7]