ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Исследование макрокинетики процесса с использованием автоматизиро ванной системы научных исследований из "Методы кибернетики в химии и химической технологии" Основные типы лабораторных безградиентных реакторов приведены на рис. Х-13. [c.413] Дифференциальный реактор. При работе с дифференциальным реактором в случае малого объема катализатора и соответственно малой зоны реакции возникают трудности, связанные, во-первых, с обеспечением питания заданного состава (одно из решений этой проблемы — применение интегрального реактора для приготовления питания) во-вторых, — с анализом состава продукта, представляющего собой сложную смесь вследствие малой степени превращения в этом аппарате. Любое ка-налообразование оказывает большое влияние на точность измерения времени контакта. В получаемых результатах возможны серьезные искажения вследствие нестационарности режима работы аппарата. С другой стороны, при малой степени превращения тепловой эффект невелик и изотермичность аппарата удовлетворительна. [c.413] Дифференциальный реактор отличается простотой конструкции. [c.413] Реактор с неподвижным слоем катализ атора обеспечивает высокую степень превращения реагента, которая легко может быть измерена. Однако в этом реакторе трудно достигнуть условий изотермичности. Применение соляных или песчаных бань-в некоторой степени разрешает эту задачу, но реакции с большим тепловым эффектом сопровождаются большими перепадами температур внутри слоя даже при использовании бань. Ка-налообразование или неправильное распределение потока может привести к ошибкам при определении времени пребывания,, а нестационарность режима работы реактора обусловить ошибки в данных по кинетике. [c.413] К недостаткам безградиентных проточно-циркуляционных установок следует отнести сложность их конструкции, а также-возможность протекания в циркуляционном контуре побочных-реакций или частичной конденсации отдельных реагентов. Поэтому предпочтение следует отдать проточно-циркуляционным реакторам с внутренними контурами циркуляции. Примером такого аппарата является реактор Карберри (см. рис. Х-13е— ж), позволяющий применять в качестве сырья жидкости и газожидкостные смеси, а также проводить перегрузку катализатора без охлаждения реактора, что ускоряет проведение экспериментов. [c.415] Реактор Карберри представляет собой аппарат с герметичным электроприводом, на валу которого в специальных корзинках размещен катализатор. Корпус реактора выполнен в виде-блока, что обеспечивает изотермичность зоны реакции. Незначительные зазоры между корпусом и стаканом сводят к минимуму мертвый объем реакционной зоны. [c.415] Основным достоинством реакторов с неподвижным слоем катализатора является возможность исследования каталитических процессов при режимных параметрах, близких к промышленным (т. е. практически при любых температурах и давлениях), конструкции подобных реакторов несложны, а их стоимость низка. [c.416] В заключение надо отметить, что в последнее время Государственным комитетом СССР по стандартам выпускается обзорная информация Современное состояние проблемы определения параметров в математических моделях адсорбентов и катализаторов по экспериментальным данным [21]. [c.416] Исследование макрокинетики процесса (получение информации о химическом процессе на опытно-промышленной установке) является необходимым этапом его изучения перед выдачей рекомендаций для создания установок промышленных масштабов. [c.416] Вся информация о микрокинетике процесса поступает с ла- бораторной установки на укрупненную опытную установку, где исследуется макрокинетика процесса, т. е. взаимодействие больших конгломератов молекул, макрочастиц потока, влияние яа процесс макропотоков вещества и энергии, а также истинного времени пребывания частиц потока в реальном аппарате. Исследователь обычно работает в контуре с вычислительной машиной, которая позволяет быстро проверять адекватность модели. [c.416] При изучении макрокинетики процесса основной задачей является нахождение и уточнение коэффициентов математической модели процесса и установление ее адекватности. [c.416] Прежде чем переходить к широкой постановке опытов по изучению той или иной системы, нужно составить хотя бы ориентировочное представление о ее математической модели. [c.417] Во-первых, требуется выяснить, какие параметры нужно менять в эксперименте, а какие фиксировать, т. е. выявить зависимые и независимые переменные. Нужно установить и критерий оптимизации. [c.417] Во-вторых, необходимо иметь хотя бы грубое представление о порядке измеряемых величин. [c.417] В-третьих, требуется ранжировать влияние отдельных переменных и выяснить степень их взаимного влияния. [c.417] В-четвертых, необходимо определить, каким преобразованиям должны быть подвергнуты переменные. Здесь ориентировочно оценивается вид зависимости y=f(x, x2.xr)—ее линейность или нелинейность например, для выявления степенной зависимости применяется проба на логарифмической бумаге. [c.417] Любое наблюдение можно рассматривать как состоящее из двух частей из ожидаемого значения наблюдения и отклонения от него, обладающего вероятностной природой. [c.417] Отклонения от ожидаемого значения наблюдений образуют случайную ошибку. Случайные ошибки удобны для обработки зная их, можно установить для них доверительные пределы, либо уменьшить их, увеличив размеры выборки. [c.417] Для ряда периодических технологических процессов характерно непрерывное и монотонное изменение параметров во времени, ограниченное сверху или снизу некоторым предельным значением. Например, в процессах сушки —убыль влаги или повышение содержания сухого вещества в высушиваемом материале в процессах измельчения — увеличение доли частиц с требуемой степенью дисперсности. [c.418] Вернуться к основной статье