Оптимизация технологических процессов органического синтеза. Бочкарев В.В. - 161 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

161
При известном объеме реактора
,0 к ,0
1
A A A A
F X V k C C X
, что
дает:
об,0
к
,пер
,0
об,
к
к ,0
Ц Ц
1
C
Ц
8000 1
V
R AA A
R
A
V
C a
k C XС X V C
.
При постоянных
R
,
,0
A
С
,
A
X
находим производную и приравниваем
ее нулю:
об,
,пер
2
к ,0
0 об,
к
,0к
Ц Ц
Ц
8000
0
d 1
d C
R
V
AA A A
V
a
X V k C XC С C
В результате получаем такое решение:
об,0 об,
к
к
,опт
Ц Ц
0,15 1500
0
4 400 0,
,059
1 0,
95
8000 Ц 8000 2 05 40
V A
A
a V X
C
Xk
кмоль/м
3
.
Следовательно, становится более выгодным повышение концентрации
катализатора, т. е. некоторая интенсификация производства, что еще сильнее
проявляется при использовании критерия максимального дохода.
Оптимальные концентрации инициатора и температура ре-
акции. При радикально-цепных процессах с квадратичным обрывом
цепи и химическим инициированием имеется оптимум концентрации
инициатора и температуры реакции. Это объясняется тем, что скорость
распада инициатора описывается уравнением
и 0 и
d d
C t k C
, а общая
скорость реакции имеет по нему порядок 0,5, например:
0,5
эф и
d d
A Y
n n
A A Y
C t k C C C
,
где
эф 0
t
k k k k
; k
константа лимитирующей стадии продолжения
цепи; k
t
константа скорости обрыва цепи.
Делением этих выражений друг на друга получаем дифференци-
альное уравнение:
0,5
и 0 эф и
d d
A Y
n n
A A Y
C C k k C C C
.
Оно показывает, что удельный расход инициатора растет с повы-
шением его концентрации и отношения
0 эф 0 t
k k k k k
. Обычно
энергия активации обрыва цепи равна нулю, для k она невелика и со-
ставляет около 20 кДж/моль, а для стадии распада инициатора достигает
100120 кДж/моль. Следовательно, для комплекса констант
0 эф 0 t
k k k k k
энергия активации
0
0,5
E E E
величина поло-
жительная, а значит, удельный расход инициатора растет с повышением
температуры. С другой стороны, снижение концентрации инициатора и
температуры ведет к падению интенсивности процесса и росту затрат на
капитальные вложения и амортизацию реакционного узла. Противопос-
Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)

Страницы