Кинетическая модель вещества

В основу теории можно положить кинетические модели вещества и известное представление о распространении колебаний в дискретных средах. [c.7]

КИНЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВЕЩЕСТВА [c.7]

В данном разделе рассмотрено каталитическое действие металлической меди на окисление дизельного топлива кислородом и влияние содержания серы на окисляемость дизельного топлива. Исследовано влияние адсорбционной очистки, при которой удаляются смолистые вещества и микропримеси, происхождения и сорта дизельного топлива на его окислительную стабильность. Сделана оценка стабильности дизельного топлива по результатам изучения кинетики поглощения О2 с одновременной регистрацией оптической плотности топлива. Рассмотрена кинетика накопления первичных продуктов окисления дизельного топлива. Сопоставлены показатели термоокислительной стабильности дизельных и реактивных топлив, получаемых с применением гидрогенизационных процессов. На базе кинетической модели окисления проведено прогнозирование допустимых сроков хранения дизельного топлива с пониженным содержанием серы при контакте с металлической поверхностью. [c.123]

Влияние масштаба реактора на структуру его модели. Кинетическая модель реактора не зависит от масштаба, поскольку размеры реакционной системы не сказываются на скорости собственно химического превращения. Однако химическая реакция приводит к изменению состава реагирующей смеси и температуры. Следствием этого является возникновение процессов переноса вещества и тепла, на скорость которых существенно влияет характер концентрационного и температурного полей в реакторе. Указанные поля зависят от формы и размеров реакционной системы. В свою очередь состав и температура очень сильно влияют на скорость химического превращения. В результате этого протекание химического процесса в целом находится в сложной зависимости от размеров аппарата. [c.465]

Одной из основных задач математического моделирования химических процессов является построение кинетической модели и определение констант скоростей реакции. В случае, если в эксперименте измеряются концентрации всех веществ, задача определения констант успешно решается с использованием методов линейного программирования. В случае гетерогенных каталитических реакций измерение концентраций промежуточных веществ, как правило, в настоящее время не проводится. Для восполнения этого пробела применяется метод квазистационарности. [c.87]

Из кинетической теории следует, что в интервале стеклования структура вещества при охлаждении сначала запаздывает в нарастающем темпе, затем темп запаздывания замедляется и структура замораживается. В интервале размягчения также наблюдается запаздывание перестройки структуры, но несколько иначе, чем при охлаждении. В результате в температурном ходе изменения структуры (а следовательно, и физических свойств) должен иметь место гистерезис даже при одинаковых скоростях охлаждения и нагревания, что и наблюдалось экспериментально. Однако рассмотренная теория не может претендовать на количественное согласие с реальным процессом стеклования из-за грубости принятой модели вещества, неучета группового механизма релаксации и конкретной структуры различных жидкостей. [c.40]

Второй путь — исследование детальных механизмов катализа и поиск количественных соотношений, связывающих способность к катализу с определенными физическими и физико-химическими свойствами веществ. Одним из перспективных подходов в этом направлении является выяснение того, может ли выбранный катализатор обеспечить скорость процесса, величина и изменения которой отвечают оптимальной кинетической модели. [c.102]

Таким образом, важнейшей задачей математического моделирования является получение кинетической модели, т. е. совокупности уравнений, характеризующих зависимость скорости отдельных реакций от состава реагирующих веществ, температуры, концентраций (давлений) во всей области их изменений. [c.323]

Полученные стационарные кинетические уравнения (11.14) представляют собою кинетическую модель, необходимую и для исследования процесса, и для расчета химических реакторов. Параметры (11.14) определяются на основе экспериментальных данных. Это и есть обратная кинетическая задача. Однако нри решении ее возникают трудности. Дело в том, что уравнения (11.14) в oбп eм случае дроби, числитель и знаменатель которых являются полиномами относительно концентраций наблюдаемых веществ (концентрационные полиномы). Коэффициенты же этих полиномов могут быть громоздкими комплексами параметров исходной модели. Мен -ду комплексами возможна зависимость. Покажем это на примерах. [c.111]

В более общем случае характер влияния концентрации растворенного в среде кислорода на скорость роста микроорганизмов и потребление питательных веществ в процессе может быть описан кинетической моделью, учитывающей ингибирующий эффект кислорода при его высокой концентрации в жидкости [c.86]

Уравнения, описывающие зависимость скорости превращения веществ или реакции от концентраций реагентов, температуры, давления, состояния катализатора и других воздействий на них, называют кинетической моделью реакции, или кинетическими уравнениями. [c.10]

Полная кинетическая модель описывает скорость реакции во всей области изменения параметров процесса в промышленном реакторе. Например, скорость окисления нафталина во фталевый ангидрид была измерена в безградиентном реакторе при варьировании в нем концентрации нафталина в двух сериях экспериментов в одной изменяли начальную концентрацию исходного вещества, в другой - продолжительность контакта (рис. 1.2), Соотношения концентраций продуктов реакции, влияющих на ее скорость при одинаковой концентрации нафталина, различаются в двух сериях экспериментов, и поэтому для них получены существенно разные результаты. [c.12]

Изучение динамических режимов химического процесса включает изучение вопросов и динамики химических реакций, в том числе нестационарной кинетики, т.е. скорости реакции при любых изменениях условий протекания процесса (переходные режимы, случайные или принудительные возмущения в условиях процесса). Встречается способ построения динамической модели, заключающийся. в том, что к уравнению, описывающему стационарный режим, дописывают инерционный член, характеризующий накопление вещества и тепла. В этом случае общая структура явлений сложного процесса сохраняется. Но в многостадийной каталитической реакции в переходном режиме меняются также концентрации промежуточных веществ. Тогда нестационарная кинетическая модель будет отличаться от стационарной, поскольку последняя построена на основе теории стационарных скоростей реакции. Покажем это на простейшем примере [317] гетерогенно-каталитической реакции [c.240]

Изучение процесса не в сложной совокупности, а по частям — основное требование построения математи ческой модели. Например, при моделировании реакторов сначала составляется кинетическая модель, представляющая совокупность уравнений, характеризующих зависимости скоростей отдельных реакций от состава реагирующих веществ, температур и давлений во всей области реализации технологического процесса. [c.32]

Процесс на отдельном зерне катализатора, размером несколько миллиметров, включает реакцию, представленную ее кинетической моделью, и перенос вещества и теплоты в порах зерна и между его наружной поверхностью и обтекающим потоком. Превращение на зерне определяется условиями протекания процесса — составом, температурой и скоростью обтекающего потока и не зависит от того, где созданы такие условия — в реакторе малого или большого размера, т.е. не зависит от масштаба всего процесса. Анализ полученной модели позволяет получить свойства процесса, например, скорости превращения в виде зависимости только от условий его протекания - наблюдаемую скорость превращения. [c.94]

Кинетическая модель реактора, т. е. характеристическое уравнение, применимое для определения времени контакта т в реакторе вытеснения для необратимой основному веществу А, идущей без [c.42]

Обязательным уровнем модели любого химического реактора является кинетическая модель - совокупность уравнений, определяющих скорость по всем суммарным базисным маршрутам в зависимости от концентрации реагирующих веществ температуры и давлений во всей области их изменений в практических условиях. Кинетическая модель сама может быть иерархической, но на этом вопросе мы остановимся несколько ниже. [c.29]

Кинетическая модель, основанная на использовании закона действующих поверхностей. Общая формулировка закона действую -щих поверхностей была дана Хиншельвудом на основе адсорбционной изотермы Лэнгмюра. В ее основе лежит известное классическое п])едставление о катализе, согласно которому гетерогенные каталитические реакции происходят между хемосорбированными молекулами на поверхности катализатора. Следовательно, величина скорости таковых реакций будет зависеть не только от концентрации реагирующих веществ, как это принято в основе закона действующих масс, но и от доли поверхности, занятой хемосорбированными молекулами реактанта на единице поверхности катализатора. [c.98]

Для фиксированных ТДР и механизма процесса возможные значения вектора с лежат внутри выпуклого конуса (с), натянутого на - совокупность векторов (v , sign Wj ) , где сигнатура sign есть последовательность Si,. . ., всякий элемент которой равен +1 или —1. Каждой статистически однородной кинетической модели (т. е. заданию разных кинетических параметров для одного и того же механизма) соответствует свой вектор vj внутри этого конуса. Это позволяет анализировать как статически неоднородные гипотезы, так и однородные. В первом случае проблема выбора механизма состоит в нахождении такой области в многограннике реакций, в которой соответствующие конусы i( ) и а(с) не пересекаются вовсе или имеют только общую границу. Эта ситуация иллюстрируется рис. 21, где представлена система трех веществ Aj (i = 1, 2, 3) и двух возможных ме- [c.239]

Механизм 1. Импульсом для создания математических моделей реальных гетерогенных каталитических систем, в которых возможно возникновение сложных и хаотических колебаний, послужила работа [146], в которой исследован механизм возникновения хаотических колебаний, состоящий из двух медленных и одной быстрой переменной. Большинство математических моделей, описывающих автоколебания скорости реакции на элементе поверхности катализатора, двумерны, поэтому они не пригодны для описания хаотического изменения скорости реакции. Механизм возникнования хаоса из периодического движения для кинетической модели взаимодействия водорода с кислородом на элементе поверхности металлического катализатора предложен и проанализирован в работе [147]. Модель учитывает основные стадии процесса адсорбцию реагирующих веществ, взаимодействие адсорбированных водорода и кислорода, растворение реагирующих веществ в приповерхностном слое катализатора. Показано, что сложные и хаотические колебания возникают в системе с кинетической моделью из трех дифференциальных уравнений, два из которых описывают быстрые процессы — изменение концентраций водорода и кислорода на поверхности катализатора, и третье уравнение описывает медленную стадию — изменение концентрации растворенного кислорода в приповерхностном слое катализатора. Система уравнений имеет вид [c.322]

В системах жидкость—газ разность Яд —Н представляет собой теплоту испарения жидкости. Естественно, что энтальпийное слагаемое в уравнении (9.98) оказывает существенное, а иногда и доминирующее влияние на весь энергетический баланс процесса. Существенное влияние перераспределения вещества между фазами на термическую устойчивость ДЖР было показано Лайбеном [45] путем анализа приближенной кинетической модели процесса. [c.180]

Наиболее простая и часто используемая кинетическая модель БПК — выражение Стритера — Фелпса (уравнение реакции 1-го порядка модель 1, табл. VI- ). Модель 1 справедлива при высокой концентрации органических веществ и температуре выше 15 °С. Она показывает быстрое изменение концентрации растворенного О2 в БПК-тестах. Однако использование уравнения 1-го порядка не всегда дает хорошее совпадение с результатами экспериментов оно недостаточно четко соответствует процессу при длительных наблюдениях и не отражает задержку БПК в начальные периоды инкубации., [c.149]

Кинетические модели трансформации органических веществ основаны на аналогиях с простейшими моделями химических, биохимических, трофодинамических (связи субстрат — организмы или хищник —жертва ) процессов (табл. VI-3). Наиболее широко используется химическая аналогия, особенно уравнение простой реакции 1-го порядка. Широкое использование этого-уравнения объясняется его простотой и возможностью легко рассчитывать константу скорости по экспериментальным данным, а также получать аналитические решения упрощенных уравнений турбулентной диффузии неконсервативного вещества. [c.151]

Не останавливаясь на результатах по обоснованию метода квазистационарных концентраций, отметим, что в открытых каталитических реакторах экспериментально подтверждено наличие автоколебаний скоростей реакции. Воздействие адсорбированных веществ на свойства катализатора может привести к явлениям типа гистерезиса активности и избирательности действия катализатора при изменении концентраций и температур. При этом справедливость закона действуюхцих поверхностей может нарушаться. Таким образом, возникает необходимость построения кинетической модели, описывающей автоколебания, т. е. существенно динамической модели. [c.87]

Как и при математическо.м моделировании любого химикотехнологического- процесса, при моделировании каталитического риформинга следует различать две основных стадии построение математической модели собственно химического превращения исходных веществ, инвариантной к объему протекания реакции и условиям теплообмена и математической модели реального технологического процесса, проводимом в конкретном типе реакционного аппарата. Первый вид модели будем в дальнейшем именовать кинетической моделью, а второй — моделью реактора. Вышеназванная специфика математической модели каталитического риформинга относится прежде всего к кинетической модели. [c.190]

Получив кинетические данные, свободные от всех видов искажений, мы проверили применимость для описания наших результатов широко известной схемы Марса и Ван Кревелена [2Ъ]. Согласно этим представлениям, реакция осуществляется между окисляемой молекулой углеводорода и кислородом поверхности контакта с образованием продуктов реакции. Возникаощие при этом кислородные вакансии заполняются кислородом газовой фазы. В этой двухстадийной схеме каталитического окисления первая стадия подобна восстановлению, вторая - окислению, а модель в целом рассматривается, как кинетическая модель стадийного механизма окислительного катализа.Скорость окисления исходного вещества описывается уравнением [c.98]

Иначе говоря, во многих случаях правильнее идти от простых кинетических моделей к более сложным, а не наоборот, как в рассмотренных выше примерах. Для этого в ферментативной (и в общем случае в химической) кинетике существуют три уровня исследований. На первом из них рассматривают концентрации исходных соединений и продуктов реакции в зависимости от времени. На втором уровне рассматр.ивают зависимости уже скоростей реакций от концентрации субстратов, продуктов, ингибиторов, активаторов и других эффекторов. Наконец, на третьем уровне рассматривают зависимости тех же скоростей реакций, но уже от условий — pH, температуры, ионной силы, давления, диэлектрической проницаемости и т. д., а также от структуры реагирующих веществ. Первые два уровня необходимы для выяснения кинетического механизма реакции и выявления соответствующей кинетической схемы и в целом все три уровня служат для выявления химического механизма реакции. Следует отметить, что для реакций, катализируемых лизоцимом, исследования на любом из этих уровней явно недостаточны для подведения сколтжо-пибудь значительных итогов, в том числе и в отношении кинетической схемы реакции. [c.186]

Разные модели абсорбции. Кроме рассмотренных выше, были предложены и другие модели абсорбции. По кинетической модели Миямото [33] передача вещества происходит в результате проникновения молекул из газовой фазы в жидкую и одновременного обратного выделения их из жидкости в газ. Последний поглощается жидкостью, если число молекул, переходящих из газа в жидкость, больше числа молекул, выделяющихся из нее. Кинетическая модель не учитывает влияния на массопередачу гидродинамических условий и поэтому недостаточна для анализа передачи массы. В настоящее время кинетическая модель используется при анализе переноса вещества через поверхность раздела фаз (стр. 124). Ваковский [34] применил кинетическую модель с учетом скорости среды для анализа массоотдачи в газовой фазе. [c.108]

Наибольшую информацию для построения кинетической модели процесса дает зксперимонт в периодическом реакторе, когда в единичном опыте можно получить записимости концентраций всех ключевых веществ от времени. Несколько таких ла-ьисимостей при различных начальных концентрациях и температурах достаточны для построения полной кинетической модели процесса. Периодический реактор наиболее удобен для исследования кинетики жидко41азных реакций. Он имеет также преимущества при использовании описанных в разд. 3.5 методов исследования кинетики реакции по изменению какого-либо физического спойстпа во времени. [c.159]

В последние годы появился ряд публикаций о программе SP1R0, моделирующей процессы распада углеводородов в пп-розмеевиках [97, 98]. Полная кинетическая модель этой программы включает 2000 реакций радикально-цепного механизма термического распада углеводородов. При расчете змеевиков с целью ускорения счета ряд радикальных реакций для одинаковых реагентов объединен в одну на основе линейной пх комбинации и число их сокращено до 500. В них участвует 86 молекулярных веществ до С25 и 18 радикалов, ведущих иро- [c.32]

Состав веществ, входящих в модель, определяется целью, для которой эта модель создается. Это может быть уточнение маршрутов реакций на основе экспериментальных данных, вычисление констант отдельных реакций и т. д. Кинетическая модель пиролиза углеводородов Терасуг является частью программы для расчета печей, пиролизующих различные виды сырья, и предназначена для определения состава продуктов пиролиза. Для газообразных углеводородов до С4 включительно все компоненты введены в нее индивидуально. Для бензиновых фракций уже нецелесообразно использовать полный покомпонентный состав, поскольку содержание многих соединений не превышает 1°/о. Поэтому углеводороды с близкими по составу выходами продуктов пиролиза, объединены в группы, которые даны в модели как псевдокомпоненты. Так, н-алканы представлены углеводородами С5, Са, С и Са более тяжелые углеводороды включены в Са. Алкаиы изостроения представлены 2-метилбутаном, 2- и 3-метилпентанами, 2- и 3-метилгекса-нами. Монометилзамещенные углеводороды Са и более тяжелые включены в метилгексаны. Нафтены представлены циклогексаном, метилциклогексаном и диметилциклогексаном, в который включен этилциклогексан и более тяжелые нафтены, а [c.33]

Газойлевые фракции содержат значительно больше индивидуальных веществ, чем бензиновые. Их покомпонентный состав очень сложен, поэтому газойли целесообразно характеризовать более крупными группами. Обычно для этого используют структурно-групповой состав [101, 102] н-алканы, смесь алканов изостроения и нафтенов, моно-, би- и трициклические ароматические углеводороды. Применяя методы спектроскопии и зная среднюю молекулярную массу фракции, можно построить для нее среднюю молекулу [103, 105]. Сумма этих псевдосоединений должна характеризовать газойлевую фракцию в качестве сырья пиролиза. Средние молекулы используют в кинетической модели. Так, для характеристики газойлей в модели Терасуг использованы н-алканы Сю, ia и Сп, алканы изостроения См и С17, производные циклогексана, тетралина, декалина, нафталина и трициклические соединеиия. [c.34]

Химические процессы с участием комплексов переходных металлов характеризуются, как правило, многомаршрутностью и многообразием элементарных химических реакций с участием различных форм реагентов и катализаторов. В ходе реакции возможно образование веществ, способных к активации или необратимому отравлению катализатора. На скорость и направление реакций металлокомплексного катализа может оказывать существенное влияние среда. Оно проявляется через неспецифическую и специфическую сольватацию реагентов и катализаторов. Многофакторность влияния внешних и внутренних факторов (температура, среда, природа реагентов, катализаторов и др.) вносит определенную трудность при построении кинетических моделей процессов металлокомплексного катализа. [c.564]

Таким образом, на первой стадии протекает хемосорбция ацетона на кислотных пентрах катионита с образованием карбокатиона, который затем реагирует с нейтральной молекулой фенола из раствора. Образовавшийся карбокатион п-изопро-пенилфеиола, обратимо десорбируясь, может переходить в объем в виде л-изопропенилфенола. В результате реакции карбокатиона я-изопропенилфенола со второй молекулой фенола образуются п,п- и о,/г-изомеры дифенилолпропана (преимущественно первый). Изучение распределения воды между катализатором и жидкой фазой показало сильную адсорбционную способность катализатора к воде и значительное снижение активности катализатора с повышением содержания воды в жидкой фазе. Поэтому при составлении кинетической модели было использовано уравнение Ленгмюра, описывающее торможение реакции продуктами и исходными веществами. Оптимальные условия реакции — повышенное (выше стехиометрического) молярное отношение фенол ацетон— (5—15) 1 и температура 60—75 °С. При этом селективность составляет 94—96%. Основным побочным продуктом является о,лг-изомер ДФП, в меньших количествах образуются о,о-изомер ДФП, соединение Дианина [2,2,4-триметил-4(4 -оксифенил)хроман], 1,3,3-триметил-1 (4 -оксифенил) иидан-6-ол, 2,4-бис (4 -оксикумил) фенол и другие. ДФП, выделенный из реакционной массы путем отгонки непрореагировавших компонентов и воды, имеет следующие показатели температура кристаллизации 153,5°С цветность спиртового раствора 150 ед, платиново-кобальтовой шкалы содержание примесей (в %) о,лг-изомер дифенилолпропана— 3,0—3,5 соединение Дианина—0,5 9,9-диметилксан-тен — 0,3—0,5 1,3,3-триметил-1 (4 -оксифенил)индан-6-ол — 0,05. [c.206]

Для этих процессов услолняется самый первый уровень модели - кинетическая модель. Кинетическая модель наряду с уравнениями для скорости по стехиометрическому базису маршрутов дояж-ва также содервать и уравнения изненения состояния катализатора. При этом следует иметь ввиду, что скорость изменения состояния катализатора определяется условием проведения процесса (тенпера" турой, концентрациями реагирующих веществ, состоянием катализатора) и не является явной функцией времени [c.12]