Главная -> Словарь

Кинетических экспериментов

S 2. ОСНОВНЫЕ КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАВИСИМОСТИ а. Кинетические уравнения и графики

§ 2. Основные кинетические зависимости ............ 264

7) кинетические зависимости мог/т бьть представлены в форме, приведенной в работе

Рассмотрим некоторые кинетические зависимости накопления твердей фазы при окислении топлив растворенным кислородом в замкнутом объеме.

Если исследователю известна теория явлений, составляющих сложный физико-химический процесс, и эта теория устанавливает количественно, в виде математических соотношений, связь между различными переменными процесса, то можно создать теоретическое описание процесса. Его часто называют кинетическим, так как в правые части уравнений входят кинетические зависимости для физико-химических процессов.

2 I Если исследователю известна теория явлений, составляющих У/сложный физико-химический процесс, и эта теория устанавливает количественно, в виде математических соотношений, связь между различными переменными процесса, то можно создать теоретическое описание процесса. Его часто называют кинетическим, так как в правые части уравнений входят кинетические зависимости для физико-химических процессов.

Приведенные выше уравнения являются приближенными. Более надежные результаты могут дать кинетические зависимости, полученные экспериментально.

Дальнейшее усовершенствование метода Варга иок-волило повысить выход товарных продуктов до 75— 80% и снизить потребление водорода до 0,68%. В гидро-генизате 12,5% бензина, 65,9% дизельного топлива и 20,6% низкосернистого котельного топлива. Определены кинетические зависимости и по ним. оптимизированы условия процесса

Общие кинетические зависимости

Кинетические зависимости процесса фильтрования рассмотрены во второй главе. Из соотношений , и получаем:

Общую глубину 'Превращения, а также выходы кокса, газа, бензина и дизельного топлива в изотермическом прямоточном реакторе при различных значениях температуры и времени контакта можно определить, пользуясь математической моделью , состоящей из четырех нелинейных дифференциальных уравнений покомпонентного материального баланса. В основу модели положена трехстадийная схема, в которой учтены только реакции разложения сырья, дизельного топлива и бензина. При выводе уравнений использованы кинетические зависимости для гетерогенной реакции в потоке и уравнения Ленгмюра. Модель достаточно сложна , для работы с ней необходимо использовать численные методы.

Такой подход допустим при поиске экстремума вблизи минимума s, но он может оказаться безрезультатным при «плохих» начальных оценках. На это было обращено внимание при выполнении вычислительных работ . В связи с этим выполнены исследования по оптимальному размещению опытных точек таким образом, чтобы минимизировать дисперсии коэффициентов. Следует отметить, что планирование кинетических экспериментов трудно осуществлять по одному критерию , так как приходится учитывать одновременно возможность использования альтернативной другой модели, точность результатов, простоту экспериментирования и др. Предложенные ранее планы для минимизации дисперсии коэффициентов или одновременного осуществления такой минимизации и выбора лучшей модели не получили распространения в исследовательской работе.

Авторы выражают благодарность докт. хим. наук М. Г. Макарову за разработку и реализацию программе, 'моделирования кинетических экспериментов, а также коллективу кафедры химии и технологии основного органического синтеза Московского института тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова за плодотворные дискуссии при обсуждении рукописи.

Проведению кинетических экспериментов для получения зависимостей концентраций с,-, конверсии Xi или выходов х,А от времени или условного времени пребывания V/FA,V или тк/Г^,о обычно предшествует постановка балансовых опытов. Целью этих опытов является проверка применимости выбранных методик эксперимента и анализа с использованием соотношений материального баланса. Для такой проверки на описанных выше экспериментальных установках ставят один или несколько экспериментов, анализируя по возможности полный состаь реакционной массы при какой-либо конверсии или врсмепь пребывания. При этом число определяемых компонентов реакционной массы должно превышать число ключевых веществ. Для анализа используют принятые для исследования реакции методики определения концентраций компонентов реакционной массы, дополняя их при необходимости выделением одного или нескольких веществ с их идентификацией и измерением количества.

Полученные результаты используют для расчета состава реакционной массы при определенной конверсии исходных веществ. Адекватность описания состава реакционной массы уравнениями материального баланса будет свидетельствовать о достоверности результатов анализа, применимости принятой методики эксперимента и правильности стехиометрических уравнений реакций, исходя из которых были записаны уравнения баланса. Несоблюдение соотношений материального баланса укажет на неточность или ошибки по крайней мере в одном из перечисленных моментов, которые должны быть найдены и устранены до постановки кинетических экспериментов.

4.4. ПРОВЕДЕНИЕ КИНЕТИЧЕСКИХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ОБРАБОТКА КИНЕТИЧЕСКИХ ДАННЫХ

Для упрощения анализа первичных кинетических данных следует первые серии кинетических экспериментов проводить в .избытке А и без катализатора. В этих условиях первой за-дачей является определение порядка по Y в некаталитической реакции. Для этого при фиксированной концентрации cAi.

исследовали н растворе тетрахлорида углерода по накоплению хлороводорода и при малой степени поглощения излучения реакционной массой . Реализо-пан следующий план кинетических экспериментов :

исследовали в растворе тетрахлорида углерода по накоплению хлороподорода. В качестве инициатора In использовали азо-бисизоОутиронитрил. Реализован следующий план кинетических экспериментов :

исследила л и в растворе я-гептапа по накоплению меркаптана. В качестве инициатора In использовали азобисизобутиронит-рШ1. Реализован следующий план кинетических экспериментов :

В табл. 18 приведены условия проведения кинетических экспериментов и диапазоны изменения концентраций реагентов и катализатора для различных реакций.

В опытах по исследованию кинетики и селективности реакции меняют отношение объема водной фази к суммарному объему реакционной массы в интервале 0,6—0,9; начальную концентрацию щелочи или карбонатов в подпой фазе в интервала 0,5—3,0 моль экв/л и мольное отношение бензилхло-рид: щелочь в интервале 10—0,9. Концентрацию межфазных катализаторов в водной фазе изменяют в интервале 0,01—0,1 М. Опыты проводят при GO—90 °С. После составления плана кинетических экспериментов первым проводят опыт с максимальной концентрацией щелочи при максимальной температуре. В этих условиях исследуют зависимость скорости реакции от скорости перемешивания, находят кинетическую область протекания процесса и во всех последующих экспериментах сохраняют число оборотов мешалки, обеспечивающее кинетическую область в этом опыте.