ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Исследование микрокинетики процесса (получения информации о химическом процессе на лабораторных установках) из "Методы кибернетики в химии и химической технологии Издание 3 1976" Для построения модели химического реактора необходимо точное знание скорости химического процесса, получаемой по определенным методикам и строгим математическим оценкам достоверности кинетических данных. [c.354] Получение информации о химическом процессе на лабораторной установке сводится к определению кинетики химического процесса, маршрутов реакций и установлению режима оптимального распределения промежуточных продуктов в сложных реакциях. [c.354] Поскольку при протекании химических реакций осуществляется взаимодействие на уровне молекул реагентов, принимают, что процесс протекает на молекулярном уровне — микроуровне. Изу -чение скорости протекания процесса на молекулярном уровне составляет задачу микрокинетики. [c.354] Микрокинетика исследуется таким образом, чтобы полностью исключалось искажающее влияние на процесс таких макроявлений, как перемешивание, искажение температурного профиля за счет внутренних источников, а также концентрационного профиля за счет побочных явлений диффузии. Поэтому кинетика химических реакций в чистом виде изучается по специально разработанным методикам в специальных реакторах, о чем будет сказано ниже. Исследователь обычно работает в контуре с вычислительной машиной, на которой легко и быстро оцениваются получаемые в эксперименте кинетические данные. Результаты исследования микрокинетики процесса являются необходимой частью (составляют блок) общей математической модели промышленного процесса. [c.354] Для элементарных реакций вопрос установления механизма и скорости реакций не представляет затруднений, так как стехиометрические уравнения однозначно характеризуют математическую модель скорости такой реакции. [c.354] Для неэлементарных реакций, когда стехиометрические коэффициенты не отвечают математической модели скорости реакции, необходимо гипотезировать механизм сложной химической реакции последовательностью простых реакций и далее установить соответствие между экспериментальными данными, найденными по скорости реакции и принятому механизму процесса. [c.354] Данные о кинетике гомогенных жидких систем обычно получают, проводя опыты в периодически действующем реакторе и реже в проточном, а данные о кинетике гетерогенных систем, реакций, проходящих в газовой фазе, — в проточных реакторах (трубках) на малой длине слоя катализатора (дифференциальный реактор) или по всей длине слоя катализатора (интегральный реактор, так как выходные характеристики являются интегралом скоростей процесса по всем элементарным объемам аппарата) или же Б циркуляционных установках. [c.355] В прошлом данные скорость — время применялись редко. Сейчас в результате создания приборов с непрерывной записью, позволяющих измерять скорость в ходе реакции, метод, основанный на этих данных, распространен значительно шире. Данные скорость — концентрация в принципе наиболее пригодны, так как их можно непосредственно использовать в уравнении дифференциальной скорости. Этот метод часто называют дифференциальным (см. ниже). [c.355] Опытные данные о кинетике получают обычно в две стадии определяют изменение концентраций исходного вещества при фиксированной температуре находят изменение констант скорости реакции с температурой. [c.355] Моделирование на аналоговых вычислительных машинах позволяет быстро подобрать константы кинетических уравнений. [c.355] Опыты по изучению кинетики гомогенных реакций, как уже указывалось, обычно проводят в реакторе периодического действия с мешалкой. При этом изменение концентраций можно измерить непосредственно или по косвенным параметрам — изменению каких-либо физических свойств (объема или давления системы, влектропроводности, рефракции и т. д.). [c.355] Таким образом, первым этапом лабораторных исследований кинетики гомогенных систем является установление характера изменения концентрации исходного продукта со временем при постоянной температуре. Второй этап состоит в обработке полученных опытных зависимостей с = /(т) для нахождения кинетических констант константы скорости реакции и показателей степеней при концентрациях исходных веществ или порядка реакции. При этом применяют два метода интегральный и дифферент циальный. [c.358] Вернуться к основной статье