Оборудование для Вашей лаборатории

Наши партнеры:

Наши контакты:

тел./факс
(4812) 31-08-84,
(4812) 31-74-79,
(4812) 31-74-99.

Предыдущая Следующая

Теоретическая оптимизация. Получив описание химического процесса (главным образом его кинетическую модель), проводят теоретическую оптимизацию. Скорость превращения зависит от концентраций реагентов и температуры. В ходе превращения состав реакционной смеси меняется, и возникает вопрос: как надо менять температуру по мере протекания реакции, чтобы получить заданное превращение с максимальной интенсив­ностью? Критерием оптимизации является т, управляющим па­раметром - Т:

F(u) = -c(T) = ]dx/r(x,T);    Г<Гтах.                   (2.170)

о

Простые необратимая и обратимая реакции. В процессе с простой реакцией концентрации всех компонентов меняются в соответствии со стехиометрией реакции, и состав реакционной смеси определяется единственной независимой переменной - степенью превращения х ключевого компонента, он не зависит от других переменных, не связан с ними. Такой процесс называют несвязанным процессом. Максимальная интен­сивность процесса (минимальное т) достигается, если скорость превращения г будет максимальна при каждом значении х.

Скорость простых необратимой и обратимой эндотермиче­ских реакций возрастает с температурой (см. рис. 2.15,о и 2.19,а). Максимально возможное ее значение будет при макси­мально допустимой температуре T„^x. Это и есть оптимальная температура процесса: Гопт = Tmax при любом значении х. Соот­ветствующая зависимость Гопт(х) для этих реакций показана прямой / на рис. 2.71. Для обратимой эндотермической реакции возникает ограничение по достижению некоторых степеней превращения - х не может превышать равновесного значения при максимальной температуре, определяемого пересечением T'max с *р (см- Рис- 2.71). Для этих значений х решения не су­ществует. Скорость обратимой экзотермической реакции  имеет

150


Рис. 2.71. Оптимальные температуры 7^,пт для простых реакций:

/ - обратимая эндотермическая и необратимая; 2 -обратимая экзотермическая; Хр - равновесные степени превращения обратимых экзотермической (сплошная линия) и эндотермической (пунктир) реакций

экстремальную зависимость от темпера­туры (см. рис. 2.18,о). Значения Тот, при которой скорость реакции макси­мальна, уменьшаются с увеличением х, как показано на рис. 2.18,5 и повторено на рис. 2.71 (кривая 2).

При ограничении Т <

^тах вначале Тош      Ттах и затем умень­шается.

Для сложной схемы превращения при определении макси­мальной интенсивности следует добавить ограничение на селек­тивность процесса по компоненту, который далее обозначен R : S > Sm\n. В рассматриваемых здесь последовательной и парал­лельной схемах превращения частные реакции необратимые, и максимальная интенсивность процесса будет при Ттах. Но огра­ничение на селективность при этом может не выполниться. Процесс связанный - два его показателя и S) взаимосвязаны в течение процесса. Корректное решение этой задачи оптимиза­ции возможно с применением специального математического аппарата. Здесь приведем только конечный результат и объяс­ним характер изменения оптимальной температуры с глубиной превращения.


Предыдущая Следующая

Поиск по сайту

Литература

Доставка продукции:

ООО "Автотрейдинг"

Ж/Д перевозка (контейнера)

Собственный транспорт

Любая транспортная компания на Ваш выбор!

Последние материалы