ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Многоэтапная процедура разработки гетерогенно-каталитического процесса из "Системный анализ процессов химической технологии" При исследовании или организации производственного процесса как системы вся информация, полученная, начиная с лабораторных исследований на опытных установках и кончая синтезом химико-технологических систем, в строго иерархической последовательности, накапливается, обогащается и реализуется в виде алгоритмов на ЭВМ. Системный анализ позволяет резко сократить сроки промышленной реализации лабораторных разработок. [c.19] Данная работа ставит своей целью проанализировать всю совокупность проблем, связанных с контактно-каталитическими производствами, н наметить пути решения этой проблемы на основе глубокого исследования внутренней сущности процессов-на базе системного анализа с использованием новых, современных методов моделирования, оптимизации, новых методов параметрической идентификации моделей, нового экспериментального оборудования, позволяющего оценивать параметры моделей с высокой точностью. На основе этих исследований выдаются рекомендации по оптимальному проведению и аппаратурному оформлению контактно-каталитического процесса. [c.19] Последовательность проведения исследований в области кон-тактно-каталитических процессов. [c.19] Этап 1. Анализ узкого места химического производства, (контактно-каталитические реакторы). [c.19] Этап 2. Синтез или подбор оптимального катализатора. Проведение сравнительного анализа новых и действующих зарубежных и отечественных образцов. [c.19] Этап 3. Промышленное производство нового оптимального-катализатора (выбор способа приготовления и подбор необходимого промышленного оборудования). [c.19] Этап 4. Изучение адсорбционных процессов, сопровождающих химические реакции (определение моделей пористой структуры и кинетики адсорбции работа на экспериментальном оборудовании). [c.19] Этан 5. Изучение кинетики химических реакций, включающее а) синтез конкурирующих механизмов на основе априорной информации о процессе и построение конкурирующих кинетических моделей б) разработку стратегии стартового экспериментирования и проведение экспериментов на базе нового экспериментального оборудования в) оценку параметров г) планирование уточняющих, дискриминирующих экспериментов установление адекватной модели. [c.19] Этан 6. Исследование процессов, протекающих на зерне катализатора (расчет динамических режимов работы зерна, статических режимов оценка множественности построение фазовых портретов). [c.19] Этап 8. Выдача рекомендаций по способам интенсификации контактно-ката.титического производства. [c.20] Первым этапом исследования любого каталитического процесса является выбор катализатора. Несовершенство общей теории катализа не позволяет предсказать априори оптимальный состав промышленных катализаторов для разрабатываемых процессов, и поэтому поиск их необходимо осуществлять с использованием статистических методов. [c.20] Важное значение имеет выбор плана эксперимента по определению оптимального состава промышленных катализаторов (т. е. решению задачи идентификации), так как эксперимент трудоемок и требует больших временных затрат. [c.20] Обычно оценки постулируемых доминирующих эффектов факторов получаются со значительными коэффициентами корреляции, которые затрудняют успешную реализацию программы выявления значимых факторов. [c.20] Этапы 1—4 повторяются до тех пор, пока остаточная дисперсия не достигнет заданного значения. [c.21] Существуют и другие методы подбора оптимального катализатора, базирующиеся на достижениях современной математики они будут подробно рассмотрены в следующих главах. [c.21] Независимо от типа катализаторов первичным актом химического превращения, протекающего на их поверхности, является адсорбция реагентов, поэтому активность гранулы катализатора зависит не только от химического состава активных компонентов, но и от структуры кристаллической решетки, конфигурации и размера пор и их распределения. Существенное значение имеют также эффекты, связанные с транспортом массы и тепла необходимо учитывать влияние возникающих градиентов концентраций и температур. Таким образом, необходимо детальное изучение адсорбционных процессов, сопутствующих химическим реакциям. [c.21] Количественные закономерности гетерогенно-каталитических процессов существенным образом определяются характером и скоростью протекания адсорбциопно—десорбционных стадий. Это в первую очередь обус.повлено тем, что в гетерогенном катализе скорость реакции зависит от поверхностных концентраций реагирующих веществ, а не от их объемных концентраций. Поэтому для гетерогенных процессов чрезвычайно важно установить влияние условий проведения процесса на степень заполнения поверхности катализатора реагирующими веществами. [c.21] Стехиометрический анализ реагирую-цей системы и синтез конкурирующих гипотез сложной химической реакции. Один из наиболее распространенных методов решения этой задачи сводится к следующему. [c.22] Пусть известны (или постулируются) из теоретических посылок или результатов физико-химических измерений исходные реагенты, промежуточные вещества и продукты реакции, которые назовем молекулярными видами МР, I Требуется определить всевозможные элементарные химические реакции г = 1,. . ., Q, происходящие среди молекулярных видов, и построить на их основе системы гипотез о механизме протекания реакции. [c.22] Для решения этой задачи нредставляед все молекулярные виды как целочисленные ассоциации структурных видов Mf, = 1,. .. [c.22] Вернуться к основной статье