Комплексное физико-химическое моделирование процессов на основе синтез-газа

Комплексное физико-химическое моделирование процессов на основе синтез-газа

Автор: Новиков, Александр Автономович

Шифр специальности: 02.00.04

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2001

Место защиты: Томск

Количество страниц: 343 с. ил

Артикул: 2297894

Автор: Новиков, Александр Автономович

Стоимость: 250 руб.

Комплексное физико-химическое моделирование процессов на основе синтез-газа  Комплексное физико-химическое моделирование процессов на основе синтез-газа 

1. Развитие представлений о физикохимических основах процессов гидрировании монооксида углерода
1.1. Современные представления о механизме реакций гидрирования СО на поверхности катализатора.
1.1.1. Взаимодействие СО с поверхностью катализатора
1.1.2. Адсорбция водорода
1.1.3. Образование первичного хемосорбированного комплекса
1.1.4. Механизм образования длинноцепочечных
углеводородов
1.2. Физикохимические основы процессов на основе синтезгаза
1.2.1. Физикохимические свойства газовых смесей
1.2.2. Термодинамика основных реакций.
1.2.2.1. Конверсия природною газа.
1.2.2.2. Синтез метанола
1.2.3. Кинетика основных реакций.
1.2.3.1. Механизм и кинетика конверсии природного
1.2.3.2. Кинетика г орения углеводородных смесей
1.2.3.3. Механизм и кинетика синт еза метанола
1.2.3.4. Образование углеводородов при реакции гидрирования монооксида углерода.
1.3. Развитие катализаторов синтеза метанола.
1.4. Нестационарные кинетические модели
1.4.1. Моделирование каталитических процессов с учетом изменения активности катализатора.
1.4.2. Дезактивация низкотемпературных катализаторов синтеза метанола.
1.5. Макрокмнстика основных процессов
1.6. Гидродинамика материальных потоков
1.7. Математическая модель слоя катализатора.
2. Термодинамический анализ синтеза чоанола.
2.1. Расчет констант равновесия.
2.2. Формирование метода расчета равновесного состава в системе синтеза метанола
2.3. Расчет сепаратора.
2.4. Термодинамический анализ проточноциркуляционной схемы синтеза метанола
2.5. Структура и сопряжения компьютерного модуля термодинамического анализа и результаты расчетов
3. Кинетический анализ процессов на основе сингсзгаза
3.1. Кинетика синтеза метанола на низкотемпературных 2пСикатализаторах
3.2. Образование углеводородов при реакции гидрирования СО
3.2.1. Кинетическая модель образования углеводородов и методики решения обратных кинетических задач
3.2.2. Экспериментальное исследование кинетики образования углеводородов
3.2.2.1. Методика и основные результаты эксперимента
3.2.2.2. Математическая модель безградиентного гетерогеннокаталитического реактора.
3.2.2.3. Обработка результатов эксперимента.
3.2.2.4. Стехиометрия образования углеводородов в реакции гидрирования СО
3.2.3. Решение обратной кинетической задачи.
3.2.3.1. Низкотемпературная серия экспериментов С.
3.2.3.2. Изменения механизма образования углеводородов с увеличением температуры синтеза
4. Физикохимическое моделирование синтеза метанола на основе природного газа.
4.1. Конверсия природного газа.
4.1.1. Термодинамический анализ конверсии природного газа
4.1.2. Кинетический анализ конверсии природного газа.
4.1.3. Макрокинетика процесса конверсии
4.1.4. Кинетика горения природного газа.
4.1.5. Гидродинамический анализ материальных потоков.
4.1.7. Теплообмен в реакционной печи конверсии.
4.1.8. Структура и сопряжения компьютерного модуля V
4.2. Синтез метанола
4.2.1. Макрокинетика синтеза метанола
4.2.2. Модель смешения потоков в реакторе синтеза.
4.2.3. Структура и сопряжештя компьютерного модуля .
5. Исследование активности низкотемпературных
катализаторов синтеза метанола на примере катализатора II 2.
5.1. Методика экспериментального исследования активности катализаторов синтеза метанола.
5.2. i и сопряжения компьютерного модуля анализа результатов лабораторных исследований .
5.3. Определение параметров кинетических моделей сшггсза
5.3.1. Модель Синтез метанола из С.
5.3.2. Модель Синтез метанола из СО.
6. Формирование нестационарной кинетической модели синтеза метанола па низкотемпературных катализа горах
6.1. Определение параметров модели дезактивации.
6.1.1. Динамика изменения активности катализатора в промышленном реакторе синтеза метанола
6.1.2. Алгоритм и результаты расчета параметров модели дезактивации
6.2. Исследование термостабильности низкотемпературных Сикатализаторов на примере катализатора II
7. Анализ, оптимизация и прогнозирование синтеза метанола на основе природного газа.
7.1. Анализ синтеза метанола с учетом дезактивации катализатора
7.2. Прогнозирование эффективности использования модифицированных катализаторов для синтеза метанола.
7.3. Анализ и оптимизация технологического режима основных процессов синтеза метанола.
7.3.1. Конверсия природного газа
7.3.2. Синтез метанола
7.3.2.1. Влияние основных параметров на эффективность синтеза.
7.3.2.2. Оптимизация температурного профиля в реакторах синтеза.
7.3.2.3. Коррект ировка распределения потоков между реакторами
7.3.3. Совместное исследование конверсии меана и синтеза метанола
7.4. Прогнозирование эффективности новых технологических решений синтеза на примере двухстадийной схемы сиггеза метанола
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Он основывается на предположении, что для большинства газов коэффициент фугитивности функция уДт,к,2Ср, где тТТкр приведенная температура, лРРхр приведенное давление, Ткр,Ркр,р критические температура, давление и коэффициент сжимаемости соответственно. К, давления мПа. Зная критические параметры ,, можно, аппроксимируя таблицы и графики ,,, найти вид зависимости уДт. Однако этот метод дает хорошее совпадение с экспериментом лишь при т0. На формуле 1. РУТ диаграмм. Я Т1пуаар,
где а разность мольных объемов идеального и реального газов
широком интервале температур и давлений. Так, для уравнения РедлихаКвонга, считающегося наилучшим двухпараметрическим уравнением
V . V1. В литературе приводятся методики расчета коэффициентов фугитивности в смеси газов ,. Ыгугвап2м, 1. Iv,,, 1. В,. Ь коэффициенты в уравнении РедлихаКвонга для смеси газов, рассчитываемые по формулам
Ь 2х,Ь, , 1. РМСмУаТ, 1. Мсч средняя молярная масса газовой смеси, кгмоль. Коэффициент молекулярной и кнудсеновской диффузии. При учете влияния внутренней диффузии на скорость реакции требуются значения коэффициентов молекулярной и кнудсеновской диффузии. Коэффициент молекулярной диффузии 0,см2с вещества в вещество к рассчитывается по формуле
где Г температура. М молярная масса, гмоль. Ь 0. I , 1. П1. ГГ,Ш2. Ш.ГГИ1. Т Тек. Значения 7 н ек веществ компонентов реакционной смеси приведены в табл. Таблица 1. Н2 2,5 ,
Если экспериментальных данных нет, то для приближенной оценки предлагаются формулы
ек. Т2, 1. Тр, УМф, гр критические температура К, мольный объем сммоль и коэффициент сжимаемости газа. Коэффициент молекулярной диффузии вещества в смеси газов равен
Кх. М молярная масса, кгмоль. Динамический коэффициент вязкости. Для расчета вязкости газов в литературе предложено несколько формул. Т температура, К. Значения ро и С для некоторых газов приведены в табл. Таблица 1. Параметры уравнения 1. Мср средняя молярная масса газовой смеси, кгмоль, х, мольная доля компонента в газовой смеси, р, динамический коэффициент вязкости чистого вещества, Па с. Для расчетов более удобной представляется формула 1. Коэффициент теплопроводности. Х всм. С ч. Па с. СУСРК, 1. В 0. Н. 1. Цель термодинамического анализа определение констант равновесия реакций и равновесного состава реакционной смеси. Кр ехрДа0ЯТ, 1. Кр и Кп. Йр к Рв
1. Ри Па стандартное давление,
где Р давление в смеси. СН4 Н СО ЗН2, 1. СО Н С Н2, 1. СпН2п2 пН пСО 2п1 Н2. Стандартные константы равновесия этих реакций можно найти, с одной стороны, по вышеизложенной методике по формулам и 1. Так для реакции, обратной 1. СО Н СО Н предложено. I . Т 2. Тг 1 1. Уравнение, приведенное в
1. КТ 0. Т 0. Т2 6. К, кр 1. Втабл. Таблица 1. Конверсия СН4 Конверсия СО
0 2. СО2Н2 СН3ОН, 1. С Н2С0 Н. Т3. Т.8. Ек7. Т 1. Т3. М0Тг 9. Т 2. Т 2. Тг . Тг
5. Ц8. Т 2. Т0. Тг . Т . Экспериментальные данные наиболее точно совпадают с формулами 1. Уравнения для расчета КГи реакции 1. При расчете констант равновесия требуется учитывать неидеальность газовой смеси . Согласно результатам расчета, приведенным в максимальное отклонение Ку от 1 для реакции синтеза СО ЗН2 СН3ОН Н составило при мПа, при 7 мПа, а для реакции конверсии 7 и 5 соответственно. Эти результаты отличаются от данных, приведенных в , где Ку реакции СО 2Н2 СН3ОН при 9. Па и С составляет . Формирование кинетических уравнений гетерогенного каталитического процесса является важным этапом при составлении математическою описания реакционного устройства в целом. Эти уравнения должны адекватно описывать скорость реакций в широком интервале температур, давлений и составов смеси. В отличие от гомогенных реакции гетерогеннокаталитические реакции протекают на границе раздела фаз и кроме стадии химического превращения содержат стадии адсорбции компонентов, диффузии вещества к поверхности катализатора и в порах катализатора. Поэтому для описания скорости реакции обычно используют не псевдогомогенную модель, а выводят кинетическое уравнение из детального поверхностного механизма. Активным компонентом в катализаторах конверсии природного газа является металлический 1 Уравнения реакций процесса конверсии уже были рассмотрены в разделе 1. Схема предполагаемого механизма приведена в табл. Таблица 1. Реакции Маршруты
1. В работе для реакции 1.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.233, запросов: 121