Моделирование систем. Давыдов Р.В - 35 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

АГТА | Ангарск

Составители: 

Рубрика: 

Пример: Моделирование химической реакции омыления этилсокцената
едким натром.
Для р ен записи введем обозначения для веществ, учауп ощ ия ствующих в
реакции:
С
2
Н
5
ООС – СН
2
– СН
2
– СООС
2
Н
5
... A NaOOC – СН
2
– СН
2
– COONa..E
C
2
H
5
OOC – CH
2
– CH
2
– COONa........С NaOH ................................ В
С
2
Н
5
ОН ...................................... D
Тогда схему реакции можно записать так:
D
C
В
А
kпоВпоА
+
⎯
⎯
⎯
→
⎯
+
1
,1,1
DEВC
2
k,поВ1,поC1
+⎯⎯⎯⎯→⎯+
Реакция протекает в жидкой фазе, т.е. практически изохорно. При 0°С k
1
=
2.24 м
3
/(кмоль с); k
2
= 0.33 м
3
/(кмоль с).
Вследствие изохорности реакции можно применить уравнение (4):
dt
dc
w
j
=
rj
По схеме скорости реакции равны
⎪
⎪
⎪
=
rB
w
⎧
−=
BArA
cckw
1
⎪
⎪
⎪
⎩
⎨
−=
BArC
kcckw
1
=
+=
−−
CBrE
CBBArA
CB
CBBA
cckw
cckcckw
cc
cckcck
2
21
2
21
.
Нетрудно убедиться, что ранг матрицы стехиометрических коэффициентов
равен 2, вследствие чего выберем в качестве ключевых любые два компонента
(напр в можно имер, компоненты А и Е). Тогда скорости остальных компоненто
выразить следующими соотношениями
rErArB
www
−
=
rC
w
rErA
ww
−
=
−
rErArD
www
+
−
=
С учетом последних соотношений математическое описание реакции будет
выглядеть следующим образом:
35
      Пример: Моделирование химической реакции омыления этилсокцената
едким натром.
      Для упрощения записи введем обозначения для веществ, участвующих в
реакции:
      С2Н5ООС – СН2 – СН2 – СООС2Н5... A                              NaOOC – СН2 – СН2 – COONa..E
      C2H5OOC – CH2 – CH2 – COONa........С                                NaOH ................................ В
      С2Н5ОН ...................................... D
      Тогда схему реакции можно записать так:
                                            А + В ⎯1⎯   ⎯⎯→ C + D
                                                    поА ,1 поВ , k    1




                                            C + В ⎯1⎯  ⎯ ⎯⎯ → E + D
                                                    поC ,1 поВ , k 2



      Реакция протекает в жидкой фазе, т.е. практически изохорно. При 0°С k1 =
2.24 м3/(кмоль с); k2 = 0.33 м3/(кмоль с).
      Вследствие изохорности реакции можно применить уравнение (4):
                                                                    dc j
                                                         wrj =
                                                                    dt
      По схеме скорости реакции равны
                                            ⎧wrA     = − k1 c A c B
                                            ⎪w       = − k1 c A c B − k 2 c B c C
                                            ⎪⎪ rB
                                             ⎨wrC    = k1 c A c B − k 2 c B c C .
                                             ⎪w      = k1 c A c B + k 2 c B c C
                                             ⎪ rA
                                             ⎪⎩wrE   = k 2 c B cC
      Нетрудно убедиться, что ранг матрицы стехиометрических коэффициентов
равен 2, вследствие чего выберем в качестве ключевых любые два компонента
(например, компоненты А и Е). Тогда скорости остальных компонентов можно
выразить следующими соотношениями
                                                     wrB = wrA − wrE
                                                  wrC = − wrA − wrE
                                                  wrD = − wrA + wrE
      С учетом последних соотношений математическое описание реакции будет
выглядеть следующим образом:



                                                         35

Страницы