Кинетическая модель реакции гидроалюминирования олефинов алкилаланами в присутствии Cp2ZrCl2

• Автор: Абзалилова, Лия Рашитовна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 111 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Система дифференциальных уравнений

1.2. Прямая и обратная кинетические задачи

1.3. Реакция гидроалюминирования олефинов.

1.4. Постановка задачи исследования.

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ МЕХАНИЗМОВ СЛОЖНЫХ РЕАКЦИЙ ГИДРОАЛЮМИНИРОВАНИЯ.

2.1. Молекулярная и стехиометрическая матрицы. Граф реакции.

2.2. Системы дифференциальных уравнений для реакции гидроалюминирования олефинов

3. ЧИСЛЕННОЕ РЕШЕНИЕ И СТРУКТУРА БАЗЫ ДАННЫХ

3.1. Алгоритм численного решения
3.2. Метод минимизации
3.3. Структура базы данных
4. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ.
4.1. Расщепление сложных схем на основе законов сохранения
4.2. Обобщенная схема реакции гидроалюминирования олефинов с помощью ДИБАГ и ТИБА
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Программный продукт внедрен в практику работы экспериментальных лабораторий ИНК РАН и применяется для математических интерпретаций исследующихся в институте процессов как гомогенного, гак и гетерогенного катализа. Построенные кинетические модели становятся основой математического моделирования и оптимизации соответствующих каталитических процессов. ИНК РАН для построения кинетических моделей промышленно значимых реакций. Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены на V Российской конференции с участием стран СНГ Научные основы приготовления и технологии катализаторов и IV Российской конференции с участием стран СНГ Проблемы дезактивации катализаторов Омск, Пятом Кисловодск, и Шестом СанктПетербург, Всероссийских симпозиумах по прикладной и промышленной математике ХУШой Международной конференции Математические методы в технике и технологиях ММТТ Казань, г. III Всероссийской научной молодежной конференции Под знаком Сигма Омск, научных семинарах лаборатории математической химии Института нефтехимии и катализа РАН кафедры математического моделирования БГУ, химического факультета БГУ. Сложная химическая реакция представляется как совокупность элементарных реакций. Стадия состоит из двух элементарных реакций прямой и обратной. Элементарной считается та реакция, которая осуществляется с преодолением одного энергетического барьера. Вещества, участвующие в сложной химической реакции, обозначим через Аг. Ап . Л а ЛР,Л . Р тА . Здесь величины i и ii это стехиометрические коэффициенты, т. Список элементарных стадий 1. С0 2С 1. Введем обозначение Ах СЛ2 А3 СОЛ4 С. Считается, что химический состав веществ i задан. Матрица А называется атомарно молекулярной матрицей. А , Л . Обозначим ТУ количество моль вещества А, в системе, ТУ векторстолбец с компонентами ТУ. Аналогично пусть количество моль в системе, а Ь векторстолбец с компонентами Ьу. ЬАтМ. В закрытой системе, т. А 0 1 ТУ . Для системы 1. X 3 1 22 3 2 4
. Аз 2 . Однако они не всегда независимы. Иногда часть законов может быть выражена через остальные . Матрица, элементами которой являются стехиометрические коэффициенты веществ, участвующих в реакциях, называется стехиометрической Г. Ее строки соответствуют реакциям, а столбцы веществам. Запишем уравнение 1. У 0 стехиометрические коэффициенты исходных веществ, у У 0 стехиометрические коэффициенты продуктов реакции. Размерность стехиометрической матрицы Г у у бхп. Стехиометрическая матрица реакции 1. В общем, случае можно получить множество матриц Г 7. Следует учитывать, что порядок реакции не может быть больше трех. В стехиометрической матрице строки могут быть линейно независимыми. Такие уравнения не дают дополнительной информации о реакционной системе. Любое изменение концентраций, вызванной линейно зависимой реакцией, может быть вызвано реакциями, комбинацией которых является эта линейно зависимая реакция. Поэтому необходимо определять стехиометрическую независимость стадий. Система реакций является линейно независимой, если любое уравнение из этой системы не может быть получено путем линейной комбинацией остальных. Проверка стехиометрической независимости реакции основывается на определении ранга стехиометрической матрицы. Рангом матрицы называется максимальное число линейно независимых строк или столбцов. Г А. А 2. Тогда Г 2. Действительно, в матрице 1. Вещества, соответствующие линейно независимым столбцам матрицы Г, называются ключевыми, их количество равно рангу Г 8. Определение ключевых компонентов позволяет сократить число компонентов, необходимых для описания реакции, и тем самым упростить кинетическую модель. Для системы реакции 1. При этом неключевые компоненты выражаются через ключевые с помощью простых соотношений. Таким образом, получается список всех стадий возможных в системе. Возникает задача поиска последовательности стадий, приводящих к итоговому стехиометрическому соотношению. Реакция считается квазистационарной, если скорость образования промежуточного вещества примерно равна скорости его расходования.