Комбинация элементарных процессов

В настоящей главе даются алгоритмы расчета основных технологических схем переработки газа, показаны общие принципы и особенности их расчета на основе приведенных алгоритмов можно составить алгоритм расчета любой схемы переработки газа методом НТК, НТА, НТР. В качестве примера даны алгоритмы расчета схем одноступенчатой НТК одноступенчатой НТК с предварительной деэтанизацией НТР с двумя вводами сырья в колонну. При расчете схем используют рассмотренные выше математические модули элементарных процессов, аппаратов и узлов, комбинацией которых можно получить практически любую схему переработки газа. [c.314]

Это преобразование улучшает обусловленность якобиана системы, т.е. уменьшает жесткость задачи. Затем полученная в результате преобразования система уравнений решается по неявной схеме Эйлера методом Ньютона. При такой конструкции алгоритма в преобразованном уравнении правые части быстрых переменных содержат члены с большими константами и называются авторами алгоритма быстрыми комбинациями. У медленных переменных в слагаемых скоростей будут отсутствовать члены с большими константами. Однако надо отметить, что константа скорости химической реакции сама по себе не является оценкой характерного времени би- и тримолекулярных процессов. Для такой оценки необходимы скорости элементарных стадий, а эти скорости могут быть получены только в процессе решения системы кинетических уравнений. Поэтому в некоторых случаях предложенный алгоритм может не привести к желаемому разделению на быструю и медленную подсистемы и фактически сведется к интегрированию неявным методом Эйлера системы обыкновенных дифференциальных уравнений, практически не отличающейся от исходной по жесткости. [c.133]

Ряд других схем комбинированных реакторов для процессов с обратимыми и необратимыми реакциями первого и второго порядка рассмотрен в работах [84, 95—971. Их краткое изложение применительно к комбинациям различных типов адиабатических реакторов приведено в работе [4]. В приложении к практическим расчетам может оказаться полезной модель комбинированного проточного реактора в адиабатических условиях, описанная в работе [97]. Каждый реактор предлагается рассматривать как сумму элементарных реакторов идеального смешения (М) и идеального вытеснения (Т). Введение параметра М позволяет определить, какую часть от всего реакционного объема должен занимать реактор идеального смешения. [c.107]

КОМБИНАЦИЯ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ПРОЦЕССОВ [c.319]

При окислении многокомпонентной системы наряду с реакциями окисления, характерными для индивидуальных углеводородов, протекают различные перекрестные реакции продолжения и обрыва цепи. Вероятность практически бесконечных комбинаций элементарных стадий процесса Окисления остатков перегонки нефти и возможность присутствия ингибиторов окисления, а также, присущий ингибиторам эффект синергизма не позволяют детально описать весь процесс. [c.44]

Все сколь угодно сложные процессы обмена теплотой в природе и в технике представляют собой комбинацию всего трех элементарных процессов переноса теплопроводности (кондукции), конвективного переноса и переноса электромагнитным излучением (лучистый перенос). [c.208]

Хориути [5] впоследствии обобщил свое определение понятия стехиометрического числа, чтобы охватить и многостадийные процессы. Особенно удачно определение Хориути сформулировано Мильнером [6] Любая суммарная реакция представляет собой некоторую последовательность стадий, отобранных из набора, включающего все возможные элементарные стадии этой реакции следовательно, механизм любой реакции можно полностью описать, указывая числа повторений каждой из возможных элементарных стадий, необходимых для однократного прохождения суммарного процесса . Каждая комбинация элементарных стадий, соответствующая некоему возможному механизму, должна удовлетворять ограничительным условиям, которые имеют форму линейных уравнений. Этот вопрос обсуждался [c.195]

До сих пор считалось, что все процессы, ведущие к образованию больших молекул путем полимеризации, включают комбинацию четырех основных типов элементарных процессов [2] зарождение цепей, их рост, гибель или обрыв кинетической цепи, ограничение или передача материальной цепи. [c.431]

В основе статистической модели лел ит предположение, что элементарный процесс идет через образование комплекса, все состояния которого за время его жизни заселяются равновероятно. При этом комплекс, или составная система, Z определяется как система атомов, заключенная в объеме молекулярных размеров Vo и способная к самопроизвольному распаду. Комплекс Z может образовываться различны.ми путями возбуждением стабильной молекулы Z при столкновении с фотоном, электроном или тяжелой частицей, или комбинацией двух молекулярных или ионных реагентов X и Y. [c.54]

Посмотрим теперь, какую информацию мы хотели бы получить из экспериментального уравнения скорости. Прежде всего подход к уравнению будет различным в зависимости от целей — должен ли быть оптимизирован процесс или выяснен механизм реакции. Если в первом случае требуется просто найти аналитическую зависимость скорости от концентрации, то во втором случае уравнение скорости должно дать представление о реакции на молекулярном уровне. Это подразумевает выяснение отдельных элементарных стадий или элементарных реакций, которые происходят одновременно и последовательно внутри общей реакции. Элементарные реакции бывают реакциями первого порядка, например внутримолекулярные перегруппировки или реакции разложения, а чаще всего реакциями второго порядка, когда молекулярное взаимодействие между двумя частицами прямо приводит к продукту. Большинство химических реакций можно представить как те или иные комбинации элементарных реакций. Обычно различают следующие простые комбинации 1) параллельные реакции (конкурирующие, одновременные) 2) последовательные реакции или последовательность реакций 3) обратимые реакции. [c.12]

Некоторые комбинации элементарных реакций, например в такой последовательности (6. 6), (6. 7), (6. 10), (6. 8) и (6. 9),— не приводят к возникновению цепного процесса. Если произвести сложение этих уравнений, то можно видеть, что брутто-эффект сводится к реакции [c.254]

Другие комбинации элементарных реакций приведут, однако, к цепному процессу. Так, суммарный результат реакций (6. 7), (6. 10), (6. И) и (6. 12) выглядит следующим образом [c.254]

Большое значение как при периодической, так и непрерывной организации процесса, имеет характер движения потоков — прямоток, противоток или перекрестный ток. Структура потоков в аппарате (полное вытеснение, полное перемешивание или их комбинация) определяет выбор математической модели процесса, включающей уравнения, описывающие статику и динамику, а также граничные и начальные условия и другие характеристики процесса. Составление математической модели в каждом частном случае ведется в соответствии с системным подходом к процессу процесс разбивают на элементарные стадии, расположенные в иерархическом порядке. На первом уровне математической модели обычно располагают зависимости, описывающие условия равновесия, а также характер химических превращений (если они имеют место). На втором иерархическом уровне описываются закономерности элементарных процессов переноса, идущих в единичном зерне, в одной капле, пузыре и т. п. Третий уровень соответствует моделированию процесса в целом слое, на тарелке и т. д., включая в себя зависимости второго уровня. На четвертом уровне принимается во внимание расположение отдельных слоев, тарелок, теплообменных устройств в целом аппарате (с учетом фактора масштабирования). Пятый уровень включает описание гидродинамики и массообмена в каскаде реакторов или агрегате. [c.74]

Таблица 4. Комбинации элементарных разделительных процессов [38]

Как видно, активированный комплекс представляет собой реагирующую частицу или комбинацию реагирующих частиц в некоторой конфигурации со свойственным ей определенным запасом энергии, достаточным для перехода их в продукты данного элементарного процесса. Подобным же запасом энергии (или превышающим его) могут обладать и другие активированные молекулы вследствие перераспределения энергии при столкновениях или [c.57]

В гл. 7 была исследована возможность получения полного уравнения скорости путем комбинации элементарных стадий в квазистационарном приближении. Сложность получаемых выражений быстро возрастает, когда число стадий в системе увеличивается или когда часть из них имеет порядок выше первого по концентрациям активных компонентов. На практике часто бывает так, что в исследуемой области температур и давлений и при заданных размерах зерен твердого реагента процесс определяется одной или несколькими элементарными стадиями. Тогда все остальные стадии могут рассматриваться как квазиравновесные. Поэтому интересно определить зависимость от давления и температуры в каждом таком случае, когда лишь одна из стадий является определяющей. Если при этом располагать полным уравнением скорости, скажем, в форме закона импедансов, то для нахождения указанной зависимости достаточно считать равными бесконечности все константы скоростей, за исключением той, которая относится к определяющей стадии. [c.349]

Таким образом, в общем случае кинетические константы радиационно-химических реакций, определяемые экспериментально, представляют собой те или другие комбинации констант скоростей элементарных процессов образования, дезактивации п реакций активных частиц. [c.104]

Исходя из этой схемы реакций получается [103] весьма сложное выражение для брутто-скорости реакции окисления азота, которое включает различные комбинации 9 констант, соответствующих приведенным элементарным процессам. Такие сложные выражения не могут быть использованы для анализа и сопоставления с опытными данными. Поэтому в работе [103] делается попытка на основе различных приближений получить более простое уравнение скорости реакции, которое позволило бы вывести зависимость скорости реакции от константы, характеризующей рекомбинацию ионов при повышенных давлениях. [c.184]

Следует заметить, что сигналы, получаемые комбинацией элементарных сигналов, обладают п степенями свободы. Теорема выборок для ограниченных по полосе процессов утверждает, что выборочная функция процесса-с полосой частот 1 , большая часть энергии которого сконцентрирована в интервале длительностью Т секунд, обладает п = 21 Г степенями свободы. Это показывает, что полоса, определяемая выражением (8.23), является мини- [c.283]

Не существует двух мнений относительно характера и роли этой элементарной реакции. В настоящее время почти все исследователи согласны в том, что это — одна из основных реакций зарождения цепей в объеме, играющая весьма важную роль в области умеренных давлений (0,5—15 ат) и температур (800—1500 К). Правда, чисто формально можно показать, что сумма процессов 3 и 4 или 13 и 25 тождественна реакции 1, поскольку также ведет к образованию двух гидроксилов ОН. Иначе говоря, реакция 1 линейно-зависима по отношению к комбинациям 3—4 и 13—25. Фактически, однако, роль, которую играет реакция 1, отлична от 3—4 или 13—25, поскольку последние становятся важными тогда и только тогда, ког- [c.248]

Практически интегрировать приходится систему меньшего числа дифференциальных уравнений. Дело в том, что не все правые части полученной системы дифференциальных уравнений линейно независимы. Поскольку все правые части представляют собой линейные комбинации величин число линейно независимых правых частей равно числу линейно независимых строк матрицы а,-,, . Это число — ранг матрицы — совпадает с числом линейно независимых столбцов той же матрицы. Но каждый столбец матрицы аг,т 1 представляет собой совокупность стехиометрнческих коэффициентов какой-либо из элементарных стадий, составляющих суммарный химический процесс. Следовательно, число q линейно независимых столбцов равно числу линейно независимых стехиометрнческих уравнений, описывающих рассматриваемый химический процесс. Поэтому в полученной системе п дифференциальных уравнений для п компонентов реакции п—д правых частей могут быть представлены как линейные комбинации д остальных. Для этих п—д компонентов соответствующие им дифференциальные уравнения могут быть приведены к виду [c.146]

Таким образом, нами из элементарных стадий составлена полная модель рассматриваемого процесса. Без особых затруднений такую модель можно распространить на любой червяк, состоящий из комбинации винтовых каналов постоянной глубины и участков с коническим сердечником, используя уравнение (12.1-3) отдельно для каждой секции и рассчитывая увеличение давления вдоль червяка по (12.1-1в). Для конусных участков с коническим сердечником можно использовать поправочный коэффициент из уравнения (10.4-9). Таким образом, выражения для вынужденного потока и потока под давлением увеличиваются соответственно на 2/(1 + о) и 2/ 0 (1 + 1о), где 0 = (Яо — глубина винтового канала [c.423]

Учитывая, что в нефтяной системе не представляется возможным выделить в качестве элементарной составляющей ассоциатов или агрегатов чистые молекулы веществ, а в этом процессе всегда участвуют их комбинации, предложено называть структурные образования нефтяной системы, включающие однотипные молекулы или их надмолекулярные фрагменты, — ассоциативными комбинациями, а состоящие из разнотипных молекул или их молекулярных фрагментов — агрегативными комбинациями. [c.51]

Возникая из выбрасываемых звездами быстро несущихся в пространство атомных ядер и электронного газа, рассеянного между звездами, атомы носят в себе как бы наследственную печать первичного хаоса космических электронов, едва смиряемых центральной силой, исходящей из ядра. Эта сила вызывает орбитальное вращение электронов, взаимно возмущающих друг друга не только в процессе сложного построения правильной слоистой атомной оболочки с ее квантовыми числами, но и в осуществлении многообразных как бы случайных в хаотической основе корреляционных явлений последние неисчерпаемы в многообразии индивидуальных проявлений, по-истине трудно вообразимых по последствиям в мире нескончаемой вереницы различных атомных комбинаций и структур, разнообразно проявляющих себя на этапах элементарных актов и в звеньях цепных процессов, в мире жизненных и психических проявлений. [c.94]

Элементарные частицы являются составными единицами атомов химических элементов (нуклоны и электроны) или образуются в процессе ядерных превращений. Основные характеристики элементарных частиц—масса покоя, заряд, механический момент (спин). Все многообразие природы земного шара и биосферы определяется комбинацией довольно ограниченных видов элементарных частиц. С точки зрения геохимии представляют интерес три элементарные частицы электрон, протон и нейтрон как составные части атомов. Свойства этих частиц приведены в табл. 15. [c.27]

Для сложных реакций, к которым относятся практически все химические превращения в процессах горения, зависимость скорости брутто-реакции от температуры определяется либо энергией активации элементарной реакции, лимитирующей процесс, либо некоторой комбинацией величин энергий активации отдельных элементарных стадий. В таких случаях следует представлять эту величину как эффективную энергию активации — характеризующую изменение скорости сложного процесса с температурой. [c.7]

При изучении сложных реакций как совокупности простых стадий для нахождения кинетических характеристик используются методы высшей алгебры (матричный анализ). При этом рассчитывается кинетика процесса, которая задает в явной или в неявной форме скорости реакции по маршрутам стехиометрического базиса как функции концентраций участников реакций и констант скорости элементарных реакций или определенных комбинаций этих констант — произведений отношений и т. п., играющих роль параметров, определяемых из опыта. Так как точность и воспроизводимость измерений ограничены, а число кинетических параметров при большом числе стадий может быть значительно, опытное обоснование гипотезы о механизме реакции может стать неубедительным [317, стр. 70]. [c.130]

Существуют различные формы представления связи, определяющие ее размерность. Так, например, один и тот же технологический поток теплоносителя в процессе теплообмена может быть охарактеризован либо тремя величинами мощностью потока, его температурой и теплоемкостью вещества, либо одной величиной, а именно — энтальпией этого потока. Возможность того или иного представления связи зависит от постановки задачи управления. Отсюда видно, что задача составления структурной схемы производства не является такой тривиальной, как могло бы показаться с первого взгляда. Обычно сложный технологический граф является комбинацией различного числа простейших элементарных структур (последовательных, параллельных и охваченных обратной связью). [c.10]

Таким образом, в рассматриваемом случае константа скорости процесса является комбинацией констант элементарных стадий. [c.117]

Даже предполагая процессы диффузии квазиравновесными, не удается получить семейство аффинных изотерм, соответствующих различным значениям какой-либо интенсивной переменной, если процесс определяется комбинацией хотя бы двух элементарных стадий, относящихся к разным зонам. Для получения семейства аффинных кривых необходимо, чтобы группа определяющих стадий относилась к одной зоне. Энергия активации может быть найдена лишь в том случае, если она одинакова для разных стадий или если имеется только одна определяющая стадия. [c.163]

Лишь после установления полного соответствия теоретических и экспериментальных кривых можно попытаться, например, разделить энергии активации двух элементарных стадий, комбинация которых определяет весь процесс, даже если эти энергии активации отличаются по величине. Как следует из табл. 4.2, если обе элементарные стадии относятся к одной и той же однородной зоне реакции или даже к различным зонам в случае плоского образца и если кинетические кривые трансформируются друг в друга при изменении масштаба по оси времени, то зависимость скорости от температуры и давления сохраняет свой вид при любых а от О до 1, хотя и является довольно сложной. Вместо аррениусовской прямой, в частности, получается кривая, и непосредственное использование экспериментальных данных без привлечения дополнительных модельных представлений не позволяет разделить две энергии активации. [c.175]

Определяя направление и основные задачи нредпринятого исследования окислеиия пропана, В. Я. Штерн фиксирует свое внимание на том факте, что достоверность всех предлон енных до тогой выше рассмотренных схем окисления углеводородов устанавливалась главным образом по совпадению экспериментально найденной зависимости скорости реакции от концентрации исходных веществ, начального давления смеси и размеров реакционного сосуда с 5ависимостыо от этих же величин скорости реакции, рассчитанной по методу квазистационарных состояний на основе определенных предположений о механизме реакции. Так как, однако, выбор свободных радикалов, вводимых в схему, является, как указывает автор, в значительной мере произвольным, то почти всегда можно подыскать не одну, а две или несколько таких комбинаций элементарных процессов, расчет которых даст найденную 1га опыте зависимость скорости реакции от указанных параметров. [c.227]

Автор оговаривается прп этом, что было бы неправильным думать, что схема, выдержавшая подобную проверку, однозначно определяет механизм реакции. И в этом случае также возможно подыскание иных, чем принятые в схеме, элементарных процессов и свободных радикалов, комбинация которых может удовлетворить количественнглм соотношениям, вы-веденпыл из баланса. Однако теперь уже изменение схемы произвести много труднее, и вероятность нахождения таких новых элементарных процессов и радикалов несравненно меньше, а это означает значительно большую достоверность исходной схемы. [c.228]

Кроме глав I и II, посвяш енных общим вопросам кинетики и механизма химических реакций, главы VI (Реакции комбинации и тримолеку-лярные реакции), глав VIII и IX (Фотохимические реакции и реакции в электрическом разряде), глав XI и XII (Цепные реакции и Процессы горения), подвергшихся существенной переработке и в значительной их части написанных заново, вновь была написана одним из авторов (Е. Е. Никитиным) глава III, посвященная теории элементарных процессов, и теоретические разделы в главе IV (Обмен энергии при молекулярных столкновениях), в главе V (Мономолекулярные реакции) и в главе VII (Бимолекулярные реакции). Кроме того, в монографию включена глава, посвященная радиационно-химическим реакциям (глава X), написанная крупнейшим специалистом в области химии высоких энергий В. Л. Таль-розе, которому принадлежит также 46 монографии (Радиационно-хи-мическое инициирование цепных реакций). [c.6]

Как указывалось ранее (стр, 49 и 63), передки случаи, когда макрокинетический закон сложной реакции выражается формулой, отвечающей простой бимо.лекуляриой реакцип. Прп этом эффективная константа скорости реакции обычно представляет собой более илп мепее сложную комбинацию пз констант отдельных элементарных процессов, входящих в механизм сложной реакции. Примером такой реакции может служить реакция горения влажной окиси углерода СО, кинетический закон которой в определенной области концентраций СО и кислорода может быть выражен следующей простой формулой [c.196]

Однако огромное большинство каталитических реакций относится к сложным химическим процессам, для которых определяемые на опыте эффективные константы скорости представляют собой комбинации констант элементарных процессов. Эти константы удается расшифровать только в тех случаях, когда известен механизм протекания реакции и установлена лимитирующая стадия. По этой причине эффективные энергии активации обычно не имеют простого истолкования и очень часто низкие значения Езфф для каталитических реакций еще не говорят о высоких скоростях процесса. [c.77]

В биохимии элементарным процессом является ферментативный акт. Скорость ферментативной реакции зависит от концентрации исходных веществ неполиномиально и в большинстве моделей биохимических процессов правые части системы (1.1) представляют собой комбинации дробных функций. [c.8]

Основные сведения о протекании элементарных химических процессов в традиционной химической кинетике извлекаются из измерений, сводящихся к определению скорости изменения концентрации реагентов или продуктов как функции времени, температуры, концентрации самих реагентов или добавляемых в виде примесей веществ и т, п. Получаемая количественная информация представляет одну или несколько констант скорости реакций или их комбинацию в функции температуры. Из этой зависимости на основе более или менее простой теории определяется энергия активации процесса. Достоверность получаемых данных в значительной мере зависит от правильности постулированного механизма реакции, в который входит данный элементарный процесс, и, в частности, от учета всех возможных побочных процессов, которые (Могли бы исказить измерения. Таким образом, здесь видны два недостатка кинетических измерений. Один из них связан с постулированием простой— чаще всего аррениусовской — зависимости константы скорости реакции от температуры k T)=A ехр —E/RT). С накоплением экспериментальных данных принципиально новыми методами исследований и с развитием теории элементарных реакций становилось очевидным, что константа скорости является весьма грубой характеристикой процесса, примени мость которой ограничена условиями теплового равновесия или его малого нарушения в химической системе. Введенное Аре-ниусом понятие энергии активации характеризовало некоторую эффективную величину энергетического барьера, определяемого из температурной зависимости константы скорости реакции. Другая составляющая аррениусовского выражения — пред-экспоненциальный множитель — обычно представляется в виде произведения газокинетического числа столкновений на так называемый стерический множитель. Величина этого. множителя в рамках классических представлений являлась эмпирической поправкой, обеспечивающей согласие экспериментально определенной константы скорости реакции с рассчитанной на основе теории столкновений для твердых сфер. Теория переходного состояния позволила качественно, а также и количественно объяснить возникновение и величину сферического множителя, однако не оставила каких-либо надежд на обобщение этого понятия на неравновесные ситуации. [c.112]

В этой главе изложены некоторые особенности построения функциональных операторов ФХС на основе модельных представлений о внутренней структуре процессов, происходящих в технологических аппаратах. Основу данного подхода составляет набор идеальных типовых операторов, отражающих простейпше (элементарные) физико-химические явления в системе. Математическое описание технологического процесса сводится к подбору такой комбинации простейпшх операторов, чтобы результирующая математическая модель достаточно точно отражала структуру реального процесса. Стратегия этого подбора при построении функционального оператора, описывающего гидродинамическую обстановку в аппарате, основана на естественной связи жжду функцией РВП и инт гральным оператором системы с соответствующей весовой функцией. [c.279]

В зависимости от расстояния между молекулами природа сил их взаимодействия может быть различна, В этой связи различают короткодействующие и дальнодейству-ющие силы. Соотношение между этими силами в равновесии является таким при взаимодействии молекул, а также более крупных элементов, что они взаимно располагаются на определенном расстоянии, характеризуемом минимумом энергии. Именно энергия, отвечающая равновесному расстоянию в процессе межмолекулярных взаимодействий, определяет состояние нефтяной дисперсной системы. Величина энергии связывания молекул и структурных образований друг с другом зависит также от соотношения их эффективных диаметров и типа упаковки в элементарную пространственную группу. Состояние нефтяной дисперсной системы зависит в значительной степени от струк туры таких пространственных групп и их упаковки в более сложные структурные комбинации. [c.94]

При неполном описарши системы элементарные константы скорости отдельных стадий могут быть определены только с использованием данных, полученных в нестационарных условиях. При выполнении в системе условий квазистационарности из схемы процесса по кинетике накопления и расходования сравнительно устойчивых продуктов реакции можно определить только комбинации констант. [c.335]

Полная характеристика процесса полимеризации требует знания констант отдельных стадий и отвечающих им энергий активации. На разработку способов их измерения было потрачено много усилий, которые привели в итоге к двум оправдавшим себя методам. Сущность их сводится к созданию экспериментальных условий, при которых нарушается принцип квазистационарпости полимеризации. Использование принципа квазистационарпости приводит к кинетическому уравнению (1У-17), где фигурирует лишь определенная комбинация из констант элементарных стадий полимеризации. Нарушение квазистационарности процесса достигается проведением его короткими импульсами и измерением скорости за очень короткие промежутки времени. Характерное время, которым определяется установление квазистацпонарной кинетики, — [c.225]