Государственное бюджетное профессиональное;pdf

Проектирование химических реакторов полупериодического действия
Цаплина С.Н. ВТМ-421
Научный руководитель – Тишин О.А.
Многообразие химических процессов является одной из особенностей химической
технологии, а сами аппараты, в которых осуществляются химические превращения химические реакторы, занимают центральное место в любом химическом производстве,
определяя во многом, как качество получаемого продукта, так и производительность всей
химической установки.
Аппараты с мешалками имеют ряд особенностей, которые обусловили их широкое
применение для проведения химических процессов и процессов, сопровождающих
химическое превращение. В качестве последних можно назвать следующие: нагревание
или охлаждение смеси; дозирование реагента в объём, где уже присутствует другой
реагент; массоперенос, если используются реагенты, которые находятся в различных
фазах.
Значительную роль в таких превращениях играют процессы переноса энергии.
Достоинства такого оборудования проявляются в том, что оно позволяет осуществлять
ряд операций (например химическое превращение) в полупериодическом режиме. Такой
приём нередко используется для регулирования температурного режима процесса, что не
возможно для других видов оборудования.
Необходимо производить расчет химического реактора, который позволит
непосредственно использовать полученные данные для выбора реактора и оптимальных
технологических условий протекания химического превращения.
Возможности использования и управления таким видом оборудования
ограничиваются вследствие не достаточной изученности происходящих процессов и в не
достаточной разработке математических моделей, используемых для прогнозирования
поведения и расчета таких объектов.
На примере синтеза ксантогената была разработана обобщенная математическая
модель процесса, которая позволила провести анализ процесса и выбрать оптимальные
условия. Данная модель включает в себя математические модели отдельных операций,
составляющие процедуру синтеза ксантогената, а именно: загрузка спирта; загрузка
раствора щелочи; охлаждение полученной смеси; дозировка сероуглерода (собственно
химическое превращение), сопровождающееся отводом теплоты для обеспечения
температурного режима; анализа состава полученного продукта; опорожнение аппарата и
передача полученной смеси на последующую переработку.
Математическая модель системы включает в себя уравнения сохранения
субстанции в виде
F(x, y, z, u) = 0
Данная система уравнений была дополнена уравнениями для расчета кинетических
коэффициентов (коэффициентов теплоотдачи, теплопередачи, кинетических констант
химических реакций), уравнения для расчета свойств смесей и др.
Модель позволяет оценить влияние различных операций, проводимых в аппарате,
на производительность объекта и определить условия эксплуатации. Разработанная
модель может использоваться как для проектирования такой системы, так и для обучения
студентов высших учебных заведений. Она позволяет оценить взаимовлияние
оборудования друг на друга.
Данные тезисы опубликованы в сборнике [18-я межвузовская научно-практическая
конференция студентов и молодых учёных г. Волжского].
Подробная информация о конференции представлена на сайте ВПИ (филиал)
ВолгГТУ:http://volpi.ru (VolzhskyPolitechnicalInstitute) в разделе «Наука» >
«Конференции».
Вопросы можно задать по электронной почте: [email protected]