Последовательно-параллельное определение кинетических параметров при моделировании детального механизма гидроалюминирования олефинов

• Автор: Коледина, Камила Феликсовна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 111 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Литературный обзор

1.1. Кинетическая модель каталитических реакций

1.2. Реакция гидроалюминирования олефинов алкилаланами

1.3. База данных кинетических исследований

1.4. Индукционный период в химических реакциях

1.5. Постановка задачи исследования

Выводы по главе 1

2. Математическое описание каталитической реакции

гидроалюминирования олефинов алкилаланами

2.1. Математическое описание частных механизмов реакции гидроалюминирования олефинов алкилаланами
2.2. Математическое описание общей реакции
гидроалюминирования олефинов алкилаланами Выводы по главе 2
3. Организация вычислительного процесса
3.1. Структура информационноаналитической системы обратных задач химической кинетики
3.2. Модель распараллеливания вычислительного процесса
Выводы но главе 3
4. Кинетическая модель каталитической реакции гидроалюминирования олефинов алкилаланами в присутствии
СрзгС. Результаты вычислительного эксперимента
4.1. Кинетическая модель частных реакций с алюмоорганическими соединениями и олефинами
4.2. Кинетическая модель общей схемы каталитического гидроалюминирования олефинов в присутствии диизобутилалюминийхлорида
4.3. Математическое моделирование индукционного периода. Численный анализ влияния количества катализатора на индукционный период, скорость расходования олефинов и стационарный режим
Выводы по главе 4
Литература


Сложная реакция отличается от простой наличием нескольких стадий протекания реакции. Совокупность всех стадий называется механизмом протекания реакции. Основной целью исследования химических реакций является установление детального стадийного механизма химической реакции, состоящего из элементарных стадий, то есть проходящих с преодолением только одного потенциального барьера . Одной из разновидностей химических реакций являются каталитические реакции . Под катализом понимают изменение скорости или возбуждение химической реакции под воздействием специальных веществ катализаторов, которые участвуют в реакции, но не входят в ее стехиометрическое уравнение. Катализатор, как правило, регенерируется после каждого превращения реагентов в продукты реакции. В большинстве случаев катализатор образует с одним из вступающих в реакцию веществ промежуточное комплексное соединение, которое реагирует с гораздо большей скоростью, чем исходное вещество. Комплексное соединение это сложное соединение, построенное, как правило, из частиц, способных к самостоятельному существованию , . А В X У, где А и В исходные, а X и У конечные вещества. У к. Каждая из этих стадий проходит быстрее, чем реакция А В X т У. Освободившийся после второй стадии катализатор К вступает в реакцию с новой порцией вещества Л, и весь процесс каталитический цикл повторяется многократно. Легко понять, почему ничтожные количества катализатора могут во много раз увеличить скорость химической реакции. Различают катализ положительный ускоряющий скорость протекания реакции и отрицательный замедляющий реакцию. Обычно на практике рассматривается положительный катализ . Изучение любого объекта невозможно одним лишь его исследованием. Поэтому, сформулировав цели и выявив самое существенное в объекте, часто прибегают к моделированию. Модель должна быть удобнее для изучения и по возможности проще, но должна наиболее полно отражать все те качества, которые необходимо изучить, для достижения поставленной цели. Поэтому для одного и того же объекта может быть создан целый класс моделей, соответствующих разным целям его изучения . Математическое моделирование это изучение поведения объекта в тех или иных условиях путем решения уравнений его математической модели. Для этого разрабатывается план вычислительного эксперимента, соответствующий цели исследования. В нем варьируются в определенной последовательности параметры, входящие в модель и влияющие на оцениваемые параметры. Затем полученные результаты обрабатываются и интерпретируются , . Вычислительный эксперимент, в отличие от натурного, обладает многими преимуществами. При проведении натурного эксперимента затрачивается много времени и средств на каждое специфическое действие нужно создавать свои условия, свою измерительную аппаратуру. Вычислительный эксперимент более дешев, прост и легко управляем. Его можно легко корректировать и даже моделировать условия, которые невозможно еще создать в реальности. Таким образом, вычислительный эксперимент допускает более широкие исследования за счет реализации большего числа вариантов, дает информацию о будущем поведении объекта прогноз, служит получению дополнительных знаний об объекте, которые не могли быть получены в натурном эксперименте, позволяет легко преобразовать машинную модель данного объекта для изучения другого объекта со сходным математическим описанием. Однако необходимо учитывать, что применимость результатов моделирования опхшичена физическим содержанием построенной математической модели. В модель входят физические закономерности, которые ранее были выявлены в ходе экспериментов. Поэтому развитие моделирования возможно лишь при оптимальном сочетании вычислительного и натурного экспериментов . Изучением механизма химической реакции и закономерностью протекания ее во времени скорость реакции занимается химическая кинетика , ,. Знание кинетики реакции позволяет оценить влияние изменения температуры на то или иное из параллельных направлений в сложном процессе и определить степень устойчивости каждого из промежуточных соединений , , , , .