Оптимизация технологических процессов органического синтеза. Бочкарев В.В. - 120 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

120
5. ОПТИМИЗАЦИЯ РАВНОВЕСНЫХ ПРОЦЕССОВ
В главе 4 были рассмотрены сложные реакции, все стадии кото-
рых обратимы. Все выводы по закономерностям протекания таких про-
цессов были сделаны в предположении кинетического контроля процес-
са. Однако в химической технологии органических веществ достаточно
много процессов, которые контролируются термодинамическими фак-
торами. К ним можно отнести процессы изомеризации, гидрирования,
большинство процессов дегидрирования, алкилирования, крекинга и
т. д. Во всех этих случаях, состав реакционной смеси после реактора
синтеза и соответственно выход целевых продуктов определяется тер-
модинамикой отдельных равновесных реакций.
Расчет химического равновесия является составной частью мате-
матического моделирования химических процессов и реакторов. Термо-
динамические расчеты сопровождают создание химического процесса
на всех его этапах, начиная от исследования возможности протекания
процесса, определения наиболее оптимальных условий его осуществле-
ния, кинетических исследований и кончая анализом технологической
схемы процесса в целом. Модели, основанные на химическом равнове-
сии (так называемые равновесные модели), используются в целях теоре-
тической оптимизации реактора, для оценки предельных возможностей
данной технологии, для сравнительной оценки различных вариантов
технологических решений. Термодинамические расчеты обычно допол-
няют кинетические исследования сложных реакций, указывают на пре-
дельно возможные степени превращения и избирательности процесса
при исследуемых условиях. Учитывая все сложности эксперименталь-
ного исследования кинетики некоторых важных для промышленности
реакций нередки случаи, когда расчеты равновесных состояний высту-
пают в качестве основного инструмента для математического модели-
рования процесса.
В настоящей главе рассмотрены наиболее общие закономерности
нахождения наиболее подходящих условий осуществления равновесных
процессов в промышленных условиях.
5.1. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ,
ОПРЕДЕЛЕНИЯ, РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ
Общий принцип (или критерий) равновесия был сформулирован
Гиббсом более 100 лет назад и опубликован в его знаменитой работе «О
равновесии в гетерогенных системах». Согласно Гиббсу «система нахо-
дится в состоянии равновесия, если ее энергия при всех возможных из-
менениях, совместимых с условиями постоянства энтропии, объема и
масс всех компонентов остается постоянной или возрастает»:
Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)

Страницы