Моделирование сложных процессов на примере термического разложения индивидуальных углеводородов (теоретико-информационный подход)

• Автор: Иваненко, Тамара Владимировна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 161 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ОБЗОР ОСНОВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ РАЗВИТИЯ МЕТОДОВ РАСЧТА ПРОЦЕССА ТЕРМИЧЕСКОГО ПИРОЛИЗА
1.1. Методы расчта процесса термического разложения углеводородов, основанные на химизме
1.2. Теоретикоинформационный подход и его место в современных системных исследованиях
1.3. Математическое описание статики и кинетики процессов с фазовыми и химическими превращениями

на основе теоретикоинформационного подхода

1.4. Особенности и преимущества теоретикоинформационного подхода. Постановка задачи исследования

ГЛАВА 2. КИНЕТИКА СЛОЖНОГО Ш0Г0СТАДИЙН0Г0 ХШИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

2.1. Основные расчтные зависимости идеальной однофазной системы с одним распределяющимся компонентом

2.2. Приведение стандартных потенциалов Планка к единой системе отсчта

2.3. Кинетика одностадийного процесса с химическими превращениями
2.4. Кинетика многостадийного процесса с химическими
превращениями
ГЛАВА 3. КИНЕТИКА ПРОЦЕССА ТЕРМИЧЕСКОГО
РАЗЛОЖЕНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ
3.1. Кинетика процесса термического разложения этана
3.2. Кинетика процесса термического разложения пропана
3.3. Кинетика процесса термического разложения пропилена
3.4. Кинетика процесса термического разложения этилена
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ЛИТЕРАТУРА


Номера параграфов обозначаются так: 3. Нумерация рисунков и таблиц сквозная по всей работе. Формулы нумеруются внутри каждой главы. При ссылках на формулу из другой главы указываются номера главы и формулы, например: /2. Основные обозначения, как правило, при первом употреблении дублируются в тексте помимо общего списка. Методы расчета процесса термического разложения углеводородов, основанные на химизме. Теоретико-информационный подход и его место в современных системных исследованиях. Математическое описание статики и кинетики процессов с фазовыми и химическими превращениями на основе теоретикоинформационного подхода. Особенности и преимущества теоретико-информационного подхода. Постановка задачи исследования. Методы расчета реакторов термического пиролиза углеводородов широко и полно освещены в научно-технической литературе [3,4,8,,,,]. Остановимся на характеристике перечисленных групп методик. Проведенные в начале -х годов А. И.Динцесом и А. X. - доля превращения ; ? Впервые было установлено, что уменьшение константы скорости распада алканов вызывается тормозящим действием продуктов, образующихся в процессе разложения, а также наличие цепного характера протекания реакций термического крекинга алканов. В последующие годы решающую роль в изучении механизма термического распада углеводородов нефти и газа сыграла теория радикально-цепных реакций. Райса и сотрудников [] было экспериментально подтверждено наличие в реагирующей системе свободных радикалов. Теория радикально-цепного механизма, значительно дополненная трудами A. B. Фроста и А. И.Динцеса [,,], H. H.Семенова [,], В. В.Воеводского , , А. Д.Степуховича [,,], а также К. П.Лавровского и А. М.Бродского [II-I3,,], изучавших кинетику и механизм термических превращений углеводородов в широком температурном интервале, получила широкое развитие. В создании основ современной кинетики гомогенных газовых реакций решающее значение имели работы академика H. H.Семенова [,] по общей теории цепных реакций, которая используется в настоящее время многими исследователями [,,,, ,,] при выборе механизма и составлении кинетической модели термического пиролиза углеводородов. Однако единого механизма пиролиза как индивидуальных углеводородов, так и их смесей нет. Это объясняется многообразием химических реакций, протекающих при пиролизе углеводородов. Так, например, авторы работы [Ю7] предлагают использовать для расчета термического пиролиза этана механизм из шести последовательно-параллельных реакций. Исследования, проведенные авторами [,б], привели к несколько иному механизму пиролиза этана. Ю.М. Жоров [], в соответствии с теорией термического распада, приводит механизм из восьми уравнений, отмечая неплохое совпадение результатов расчета по предложенной схеме с экспериментом. Автор [2б] также подчеркивает, что проведенное рассмотрение применимо только для не очень высоких температур. Очевидно, что радикально-цепная теория неудобна при расчете результатов термического пиролиза в промышленных печах, где превращениям подвергаются сотни углеводородов различной структуры. Поэтому было предложено основывать технологический расчет на превращениях групповых компонентов /иногда индивидуальных углеводородов/, объединяя однотипные реакции в обобщенные схемы. СгНа+0,С. Авторами работы [] было предложено шесть стехиометрических уравнений вторичных и третичных реакций, соответствующих распределению продуктов в газе пиролиза пропана. Эти уравнения чисто эмпирические. Для пиролиза бутана также предлагается несколько схем, основанных на ряде экспериментальных данных [6,8,9] . В работах Ю. М.Жорова, И. И.Васильевой и Г. СгНб -*i V,, С2Н4 + V:n СИц 1 Сз. С, Н,0 С4C2Н,+ V CjHg + V^CiHe+V^saCfi, ^ C3H6-f-V2, C*H6+V3< C2Hfl+V« CH, f. П - продукты полимеризации этилена и пропилена. В схеме учитывается, что выход продуктов пиролиза углеводородов с пятью, шестью и т. Р5+ / перестают зависеть от молекулярной массы. Модель содержит эмпирических коэффициентов Vy , которые нужно подбирать для каждой температурной области.