Кинетическая модель процесса

Получение надежных результатов моделирования и принятия на их основе технологических решений возможно только на базе теоретически обоснованной кинетической модели процесса. Такая модель уже создана для традиционных катализаторов крекинга, которые непосредственно не принимают участия в процессе окисления и не меняют своих химических свойств [3.30]. На базе этой кинетической модели разработаны достаточно корректные двухфазные диффузионные модели окислительной регенерации на уровне зерна и неподвижного слоя катализатора. [c.68]

Нетрудно подсчитать, что количество возможных математических моделей в слое катализатора даже без учета многообразия кинетических моделей составляет несколько сотен, поэтому приводить их полный перечень не имеет никакого смысла, тем более сама процедура вывода для тех или иных случаев однотипна и поддается автоматизации. Процесс принятия решений при синтезе математической модели должен опираться на знания о механизме взаимосвязи химических, тепломассообменных, гидромеханических процессов в реакторе, учет которых позволяет ЛПР построить наиболее достоверную и простую из возможных моделей. Для этого требуется знать кинетическую модель процесса и условия его осуществления в промышленном реакторе, что по- [c.16]

Использование рассмотренного выше математического описания при проектировании снимает проблему масштабного перехода, поскольку кинетическая модель процесса ректификации (на первом уровне иерархии) инвариантна относительно размера аппарата, а изменение эффективности контактного устройства обусловлено изменением гидродинамической обстановки на контактном устройстве, что количественно описывается уравнениями деформации параметров комбинированной модели структуры потока жидкости. [c.148]

Прежде всего, отмечаем, что в одной из фаз (реже в обеих) протекает ряд последовательных и параллельных химических реакций. Описание совокупности химических реакций (химизм процесса) представляет собой химическую модель процесса. Изучение химической кинетики дает кинетическую модель процесса, которая описывает зависимость скоростей реакций, включенных в химическую модель, от температуры и концентраций реагентов. [c.22]

Механизмом реакции в самом узком смысле этого слова называется совокупность элементарных стадий, задаваемых стехиометрической матрицей Г из уравнения (3.24). Кинетическая модель процесса — это механизм, в котором каждой элементарной стадии поставлено в соответствие определенное значение параметров модели (в первую очередь — коэффициентов скорости). [c.105]

Таким образом, кинетической моделью процесса является уравнение [c.25]

Кинетическая модель процесса, разработанная в главе II, является основой для рассмотрения с позиций системотехники методов расчета производства. Этот подход, как отмечено выше, характеризуется современными тенденциями по применению вычислительных машин для решения задач проектирования и оптимизации процессов химической промышленности. [c.49]

Разработка кинетической модели процесса представляет собой, по сути, часть общей работы создания математической модели реактора в целом. При этом имеет место ряд этапов теоретический анализ [c.76]

Граница кинетической области устанавливается на основе соотношения между истинной и наблюдаемой скоростями процесса. Только для параллельных реакций в области внутренней диффузии достигается более высокая избирательность, чем в кинетической области, если скорость побочных процессов уменьшается при снижении концентрации по глубине зерна быстрее скорости основной реакции. Когда кинетическая модель процесса линейна (скорости всех стадий описываются линейными дифференциальными уравнениями), в рабочем интервале изменения концентраций, наблюдаемые и истинные скорости отдельных стадий сложной реакции связаны соотношением [c.478]

Первый этап. Кинетическую модель процесса в изолированной системе представим в виде [c.208]

Как указывалось в гл. 3, гетерогенно-каталитические реакции в жидкостях могут протекать по прямому электрохимическому механизму. Поэтому электрохимические методы исследования могут в этих случаях дать суш ественную информацию о механизме процесса и тем помочь в построении кинетической модели процесса. Подробнее эти методы описаны в монографии [3]. Здесь будут кратко изложены их принципы. [c.75]

Приведенная выше кинетическая модель процесса описывает изменение локальной эффективности с достаточной точностью (рис. 3.11), что свидетельствует об адекватности разработанной модели. [c.150]

Выводы, сделанные на основе квазистационарного приближения, свидетельствуют о сложном характере эволюции механизма эмульсионной полимеризации в ходе процесса. Для окончательного суждения об этом необходимо численное решение уравнений полной кинетической модели процесса с учетом диффузионных эффектов. [c.153]

Математическая модель гетерофазной эмульсионной полимеризации включает уравнения кинетической модели процесса [15, 16] и уравнения нестационарной молекулярной диффузии в водной фазе и полимер-мономерной частице. [c.153]

Первый этап моделирования состоит в выявлении и описании структуры реактора (выделение уровней сложного процесса и установление связей между ними). Первым таким уровнем служит кинетическая модель процесса (см. гл. 4). Вторым уровнем для реактора с неподвижным слоем является модель процесса на одном пористом зерне катализатора. Составные части этой модели представляют собой стадии массо- и теплопереноса внутри зерен катализатора и химического превращения на активной поверхности. Связи между стадиями описываются уравнениями материаль- [c.115]

Зависимость размерной скорости распространения фронта м = ии от скорости фильтрации немоното нна и имеет отрицательный минимум, а 0ц > 0. При ао = максимальная температура и скорость распространения фронта полностью определяются всеми прочими параметрами и, в частности, параметром X. Но как видно из оценок (3.48) и (3.49), всегда можно подобрать такое значение Я, при котором фронт распространяется навстречу потоку газа. В то же время при конечном значении параметра ао скорость распространения меньше, чем при бесконечном, а значит, тем более она отрицательна. О структуре фронта реакции — его профиле — можно судить на основании выражений (3.42), показывающих, что в зоне прогрева (охлаждения) температурные профили имеют экспоненциальный характер, а также на основании оценок максимальной температуры и ширины зоны химической реакции. Хотя структура теплового фронта в зоне реакции существенно зависит от кинетической модели процесса, такие характеристики, как максимальная температура и ширина реакционной зоны, вполне достаточны для практических целей. В частности, анализ приведенных оценок позволяет сделать вывод о том, что для реакторов с неподвижным слоем катализатора при низких входных температурах и малых адиабатических разогревах реакционной смеси можно всегда подобрать такие условия ведения процесса, при которых в нестационарном режиме будет достигнута достаточно высокая максимальная температура, обеспечивающая большую скорость химического превращения, причем достигнута она будет на небольшом участке слоя катализатора [16]. Реальные ограничения на максимальную температуру связаны только с величиной допустимого гидравлического сопротивления слоя катализатора. [c.89]

В кинетическую модель процесса необходимо включить и реакцию конверсии водяного газа [c.204]

Рассматриваемый здесь подход к описанию релаксации скорости гетерогенной каталитической реакции является феноменологическим, потому что он основывается на явлениях и зависимостях, которые регистрируются соответствующими химическими экспериментами, а их математическим описанием служит система (1.8), параметры которой могут быть найдены экспериментально. Эта система передает лишь существенные стороны явления и, будучи в этом смысле упрощенной, никак не может заменить или исключить необходимость исследования нестационарной кинетической модели процесса. Поскольку система (1.8) является линейным приближением общей задачи (1.7), то она, строго говоря, может быть применима для анализа малых отклонений от квазистационарпого состояния. Однако часто ее можно с достаточной степенью точности использовать и за пределами области линейного приближения. В работе [34] приведены примеры исследования динамических свойств поверхности катализатора при протекании процессов различной степени сложности. Полученные данные сравнивались с результатами, найденными из анализа математического описания (1.8), в которое подставлялись значения М и Р, оцененные из исходного выражения типа (1.7а). Из сравнения релаксационных кривых следовало, что в широком диапазоне концентраций и констант скоростей стадий наблюдаемые скорости химического превращения с небольшой но- [c.19]

КИНЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА [c.63]

Кинетическая модель процесса представляет собой совокупность элементарных стадий, реакций и уравнений, характеризующих зависимость скорости химического превращения от параметров реакции давления, температуры, концентраций реагентов и др. [144]. Такие зависимости определяются на основе экспериментальных данных в области изменения параметров реакции, охватывающей практические условия ведения процесса. Построенная кинетическая модель является первым уровнем модели любого реактора и базисом для решения различных статических и динамических проблем, возникающих при разработке технологического процесса. [c.63]

Таким образом, разработанная кинетическая модель процесса окислительной регенерации (4.6) является достаточно надежной теоретически обоснованной моделью. На дальнейших этапах моделирования данная модель может быть с успехом использована для решения различных задач определения границ кинетической области, критических условий перехода, теоретических оптимальных условий и т.п. [c.70]

Теоретическую оптимизацию процесса осуществляют на основе его кинетической модели. Для окислительной регенерации катализатора кинетическая модель процесса задается уравнениями (4.6). Существенная особенность регенерации-зависимость скорости выжига кокса и изменения состава газовой фазы от относительной удельной поверхности коксовых отложений-5 = (4с/9 ) = Методически оптимизация процесса окислительной регенерации идентична решению подобной задачи для нестационарных процессов с изменяющейся активностью катализатора Поэтому в исследованиях были использованы методические подходы, разработанные авторами работы [171] при решении задач теоретической оптимизации конкретных промышленных каталитических процессов, характеризующихся падением во времени активности катализаторов. [c.93]

В заключение настоящей главы необходимо отметить следующее. Получение надежных результатов моделирования и принятия на их основе сколько-нибудь интересных в технологическом отношении решений возможно только на базе теоретически обоснованной кинетической модели процесса. Можно констатировать, что такая модель создана для катализаторов, которые в процессе окисления непосредственно не уча- [c.96]

Для регенераторов с неподвижным слоем катализатора основная задача-обобщение и систематизация существующих подходов для разработки математической модели и на их базе-определение условий, при которых становится корректным то или иное упрощение полной модели. Для регенераторов со сплошным движущимся слоем необходима Дальнейшая апробация двухфазной диффузионной модели при расчетах режимов работы аппаратов различной конструкции одно-, двух- и трехзонных. Для регенераторов с псевдоожиженным слоем приемлемые варианты модели практически необходимо разработать заново. Надежным фундаментом для такой разработки является кинетическая модель процесса и модель выжига на уровне зерна. Однако в любом случае разработка должна быть ориентирована на двухфазные модели, т. е. на раздельный учет теплового и материального балансов для твердой фазы (катализатора) и газового потока. По-видимому, иные подходы вряд ли будут успешными для такого существенно нестационарного процесса, как окислительная регенерация катализаторов. [c.97]

В общем случае проверка адекватности модели представляет собой сложную физическую задачу. Как было показано выше, при составленпп физико-химической модели реактора необходимо сделать допущение об определенном характере элементарных физических процессов, о факторе их усреднения, о влиянии на них конструкции аппарата и параметров процесса, о химизме процесса п, наконец, о хара1 тере взаимного влияния физических и химических процессов. В определенных условиях любое из этих допущений может явиться источником ошибок. При этом нельзя забывать, что только кинетическая модель процесса не зависит от конструкции аппарата и параметров процесса, а все физические процессы связаны с конкретными параметрами процесса и конкретной конструкцией аппарата. Поэтому необходимо четкое представление о том, корректность как их допущений может быть проверена прп постановке определенных 1 онкретных опытов и сопоставлении их результатов с результатами математического эксперимента. [c.24]

Вся система уравнений 2а с указанными уточнениями структуры и уравнений (8.3а)—(8.6), совместно с табл. 8.1 служит достаточным основанием для решения кинетической модели процесса при условии экспериментального определения кинетических констант реперных углеводородов для каждого конкретного катализатора и констант в уравнениях (8.3а)—(8.6). [c.197]

По кинетической модели процесса дегидрирования этилбензола в стирол [12, с. 296] и математической модели процесса ректификации, использующей потарелочный расчет, с учетом массообмена и гидродинамики на каждой тарелке были рассчитаны статические характеристики первой и второй ступеней реактора (аппараты 2, 3) [c.166]

Реакция осуществляется в основном по маршрутам I и И через образование поверхностного соединения изопрена и взаимодействие его с газообразным или с поверхностным водородом маршрут HI учитывает изотопный обмен. Из анализа этой схемы вытекает кинетическое уравнение, согласующееся с экспериментально найденным уравнением (12) совокупность уравнения (12) и схемы составляет кинетическую модель процесса. [c.82]

В рамках этой схемы развита кинетическая модель процесса в виде следующих уравнений, составленных в предположении малых степеней заполнения поверхности молекулами реагентов [c.121]

Рассмотрим вначале кинетическую модель процесса дегидрирования изопентана на алюмохромовом катализаторе [9]. Продукты крекинга образуются в основном из изопентана, а кокс — из изопрена частично происходит также скелетная изомеризация углеводородов. Таким образом, стехиометрия процесса представляется следующими уравнениями к,я, [c.131]

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]

К тесному сотрудничеству химиков-исследователей и системотехников и лучшему использованию возможностей вычислительных машин при определении механизма реакции и кинетической модели процессов должны привести следующие этапы работы [c.23]

Многочисленные экспериментальные и теоретические исследования распшряют и углубляют наши представления о регенерации. Однако несмотря на заметные успехи, на всех уровнях математического моделирования остается ряд важных нерешенных научно-исследовательских задач. На кинетическом уровне требуется доработка и уточнение кинетической модели процесса. Следует также дополнить схему химических превращений стадиями, учитывающими закономерности вьркига коксовых отложений сложного состава, например серосодержащих. Кроме того, в состав катализаторов дегидрирования, риформинга, гидроочистки и других процессов входят соединения переходных и благородных металлов, которые проявляют каталитическую активность в реакциях с участием кислорода. Поэтому факт участия катализатора в процессе окисления также должен быть учтен при создании кинетической модели окислительной регенерации. [c.97]

Кинетическая модель процесса в терминах степеней за-першенности с учетом (1.8), (3.43), (3.150) имеет вид [c.210]

Теперь, следуя [23], проведем анализ возможных режимов воспламенения для некоторых, весьма упрощенных кинетических моделей процесса. Для смесей, близких к стехиометрическим, т. е. дл случаев, когда тепловыделением пренебречь нельзя, для области высоких температур и низких давлений модель Г (7 = 1—4 11, 12, 13) неплохо (б 0,5) описывает процесс в целом. В одпоцепт-ровом приближении для (В) = (Н О + ОН) из кинетических уравнений для Н, О, ОН легко получить известное уравнение [c.329]

Пс. одя из нзложенны.х положений кинетическая модель процесса риформинга в самом общем виде представляется следующей системой интегродн( )ференциальиых уравнений в частных производных , [c.194]

Кинетическая модель процесса представляет собой систему ин-тегродпфференциальных и алгебраических уравнений, которые передают количественную динамику каталитического цикла и воздействие реакционной среды на катализатор. Поэтому, обладая такой моделью, можно прогнозировать состояние катализатора ири различных условиях изменения состава и температуры газовой фазы. Маловероятно, что только на основе экспериментальных данных будут оиреде.пены оптимальные нестационарные условия каталитического процесса, тем более, что на практике предстоит поместить катализатор в реактор, где иные условия в сравнении с лабораторными. [c.226]

Проведенное в ИНК АН РБ исследование процесса ароматизации углеводородов С2-С4 на цеол1ггном катализаторе позвол1шо разработать кинетическую модель процесса, включающую 26 основных стадий химических превращений и стадию образования кокса из непредельных углеводородов. [c.62]

Механизм превращений индивид/альных углеводородов в условиях каталитического крекинга изучен достаточно подробно, а в отношении переработки нефтяных фракций остается много нерешенных задач. Сложность изyчeн я кинетики и построения математических моделей таких процессов нефтепереработки, как каталитический крекинг, в ,1зывается многостадийностью процесса и использованием в качестве сырья смеси углеводородов различных классов. Скорость превращения промышленного сырья является величиной, характеризующей сумму различных реакций углеводородов. Поэтому при построении кинетической модели процесса каталитического крекинга обычно ограничиваются рассмотрением простых схем и реакций, протекающих по первому порядку, [c.250]

Во второй части книги мы уже рассматривали кинетическую модель процесса и моделирование реактора дегидрирования н-бутилена в бутадиен с учетом протекания побочной реакции разложения бутадиена ниже мы проанализируем известные кинетические модели процесса получения изопрена на катализаторах КНФ (каль-ций-хром-никельфосфатный) и ИМ-2206 (алюмохромовый). [c.125]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология