Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Сидельковская Ф.П. "Химия N-вннилпирролидона и его полимеров" ()

Сеидов Н.М. "Новые синтетические каучуки на основе этилена и олефинов" (Высокомолекулярная химия)

Райт П. "Полиуретановые эластомеры" (Высокомолекулярная химия)

Попова Л.А. "Производство карбамидного утеплителя заливочного типа" (Высокомолекулярная химия)

Поляков А.В "Полиэтилен высокого давления. Научно-технические основы промышленного синтеза" (Высокомолекулярная химия)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Высокомолекулярная химия -> Поляков А.В -> "Полиэтилен высокого давления. Научно-технические основы промышленного синтеза" -> 31

Полиэтилен высокого давления. Научно-технические основы промышленного синтеза - Поляков А.В

Поляков А.В, Дунто Ф.И., Кондратьев Ю.Н., Кобяков В.М., Зернов В.С. Полиэтилен высокого давления. Научно-технические основы промышленного синтеза — Л.: Химия, 1988. — 200 c.
ISBN 5-7245-0081-7
Скачать (прямая ссылка): pevd.djvu
Предыдущая << 1 .. 25 26 27 28 29 30 < 31 > 32 33 34 35 36 37 .. 77 >> Следующая

Процесс полимеризации можно также проводить в цепочке последовательно соединенных реакторов смешения и вытеснения [74].
Кратко рассмотрим модели и "некоторые результаты исследований С их помощью для различного типа реакторов при проведении процесса полимеризации этилена под высоким давлением.
5.2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕАКТОРА СМЕШЕНИЯ
Конструктивно реактор смешения выполняется в виде одного достаточно компактного аппарата с небольшим отношением длины к диаметру (Х/У<10) или в виде многокамерного реактора в едином корпусе с числом камер от 2 до 5. В последнем случае модель реактора лучше представлять в виде каскада последовательно соединенных аппаратов смешения.
В предположении об идеальности перемешивания и постоянном давлении б реакторе математическая модель реактора может быть представлена в виде следующей системы дифференциальных уравнений материальных и теплового балансов [71].
Материальный баланс для мономера:
^=-Ар<Г^№] + ?(М.-[М]). (5.1)
Материальный баланс для радикалов и растущих молекул полимера: ^=Аие-^Г[М][1] -Аое-^И2 (5.2)
Материальный баланс для инициатора:
^]=-Аие-^ЯТ[М][1] + (5.3)
Тепловой баланс реактора: ,
Рс*ТГ0*\а$ ЛрЄ ММ+й^-Я + у(Гст-Г), (5.4)
где [М], [Щ , [I] - концентрации мономера, радикалов и инициатора; А„, Ар, Аа - предэкспоненциальные множители для реакций инициирования, роста и
80
обрыва цепи; Ек, Ер, Еа - энергии активации реакций инициирования, роста и обрыва цепи; Я - газовая постоянная; С - объемная скорость подачи газа в реактор; V - объем реактора; [М] 0, [I] 0 - входные концентрации мономера и инициатора; Т, Тст, Т0 - температуры смеси в реакторе, стенки реактора, газа на входе В реактор; (?р - тепловой эффект реакции; ср - удельная теплоемкость реакционной смеси; р - плотность реакционной смеси; 5 - площадь поверхности реактора; К - коэффициент теплопередачи; I - время.
Обычно исследование процесса полимеризации этилена при высоком давлении проводится при допущении о квазистационарном протекании реакции, т.е. предполагается, что концентрация активных радикалов [К] за рассматриваемый период не изменяется и скорости реакций ини-
циирования и обрыва цепи равны. При этом условии-=0. Если, кро-
ме того, считать концентрацию мономера постоянной вследствие малости ее изменения в ходе процесса (конверсия этилена невелика), т.е. принять, что [М] = [М]0, то вместо уравнений (5.1), (5.4) мы придем к системе двух нелинейных дифференциальных уравнений первого порядка, которые имеют следующий вид.
Уравнение материального баланса для инициатора:
^=-Аи[М]0е-?«/ЙТШ + ?([1]о-И). (5.5)
Уравнение теплового баланса реактора:
^ = Мр(^)Й[М]^^Т[1]й+ -^(Тст-Т) + |г(Гв-Г). (5.6) й\ рсР \А0! РСРУ ¦ у
где Е - энергия активации суммарной реакции.
Е = (2Ер +?•„-?¦„) 12.
Для удобства анализа системы (5.5), (5.6) приведем ее к безразмерной форме, введя следующие переменные. Безразмерная концентрация инициатора:
[М]0 [ 0РАрИ 12г , Х0~Аи-Ао[рср(Е„-Е)\
Безразмерная температура смеси:
у=ИТКЕ„-Е).
Безразмерное время: Имеем:
т = [Щ0Аи1
— =-яч? + и-(хо-х); 15.7)
ах
81
1/2 -(1 + ")/у .
dx X e +
где и - безразмерная энергия активации.
е а
i/(i+u>)(yo-y),
(5.8)
SK
Е„-Е' АИ[М]0К' Gpcp '
_ Мо Г QpApR Y MSKT„ + GpcpT)
AKA0 \_рср(Ек-Е)\ Ш<" y°~(E»-E)(SK+ Gpcp '
Основными задачами при исследовании математической модели ре актора смешения являются определение числа и устойчивости стационарных состояний системы, выявление особенностей статики реактора, анализ влияния входных параметров процесса на его устойчивость.
5.2.1. Состояния равновесия системы
Получить аналитическое решение в квадратурах системы дифференциальных уравнений (5.7), (5.8) не удается из-за их нелинейности. Поэтому при исследовании использовались методы качественной теории дифференциальных уравнений.
Так как практический смысл имеют только положительные значения параметров (концентрация и температура в процессе всегда положительны), то мы будем рассматривать первую четверть фазовой плоскости х, у, определяемой уравнениями (5.7), (5.8). Координаты состояний равновесия находятся из условия:
dx dy dx~=dx=0-
(5.9)
Обозначив первые части уравнений (5.7), (5.8) через Р(х, у) и 0-(х, У) > условие (5.9) можно переписать в следующем виде:
СС*» У а) = Ф~ 0 + и) ,У*+ V (1 + ы)(у, - Уа) = 0.
(5.10) (5.11)
Из уравнения (5.10) имеем:
Подставив это выражение в (5.11) и проведя несложные преобразования, получим:
1 / ихо У/г ..... У'"У-ЫГТ^и+С-^и)/Уд) • Ы/У*- (5Л2)
Выражение (5.12) является статической характеристикой, показывающей связь между входной температурой смесило и равновесной температурой ys. Эта статическая характеристика для различных значений входной концентрации инициаторах0 показана на рис. 5.2.
Рассматриваемая система может иметь одно или три состояния равновесия. Их ординаты определяются абсциссами точек пересечения кривой (5.12) cnpHMou>> = const.
Из рис. 5.2 видно, что прих0 =дг/ статическая характеристика является однозначной монотонной кривой и, следовательно, в системе при данном у0 возможно только одно состояние равновесия. Прих0 ~хЦ кривая yo=f(ys) имеет два экстремума и, следовательно, для определенных значений у0 (от yl ко уIй) в системе возможны три различных состояния равновесия. Для значений у0 <у? возможно только одно состояние равновесия [одно пересечение прямой у о = const с кривой (5.12)]. Для значений у1<Уо ^-Уо11 в системе возможны три состояния равновесия (прямая у о = const пересекает кривую в трех точках). Так,>>0 =уЦ соответствуют три возможных значения равновесной температуры: з>/ у1^ уп1. Какое из них в действительности будет иметь место, зависит от начальных условий/При увеличении у0 до значений у0 >уЦ! в системе возможно только одно состояние равновесия. Щкх=хп1 одно состояние равновесия может существовать только при больших значениях входной температуры (у0 >УП1) •
Предыдущая << 1 .. 25 26 27 28 29 30 < 31 > 32 33 34 35 36 37 .. 77 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама