Мозгунов Владимир Александрович. Анализ и моделирование гетерогенно-каталитического процесса очистки этилена в этан-этиленовой фракции пирогаза

Краткое описание

Мозгунов Владимир Александрович. Анализ и моделирование гетерогенно-каталитического процесса очистки этилена в этан-этиленовой фракции пирогаза : диссертация ... кандидата технических наук : 05.17.08.- Москва, 2005.- 145 с.: ил. РГБ ОД, 61 05-5/3828

МОЗГУНОВ ВЛАДИМИР АЛЕКСАНДРОВИЧ
АНАЛИЗ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ГЕТЕРОГЕННО-КАТАЛИТИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ ЭТИЛЕНА В ЭТАН-ЭТИЛЕНОВОЙ ФРАКЦИИ
ПИРОГАЗА
(05.17.08 - Процессы и аппараты химических технологий)
ДИССЕРТАЦИЯ
на соискание ученой степени кандидата технических наук
НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ
доктор технических наук
профессор В.н. ПИСАРЕНКО
Москва - 2005
Содержание.
ВВЕДЕНИЕ - 4
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР - 7
1.1. Исследования адсорбционных процессов - 8
1.2. Кинетика адсорбции - 11
1.2. Диффузия - 18
1.3. Физические модели зерна катализатора основанные на морфологии
поровой структуры - 21
1.4. Построение моделей кинетики химической реакции - 25
1.5. Анализ процессов на зерне катализатора - 32
1.6. Модели гетерогенно-каталитических реакторов - 34
1.6.1. Квазигомогенные (однофазные) модели - 35
1.6.2. Гетерогенные (многофазные) модели - 38
1.7. Процесс очистки этан-этиленовой фракции от ацетилена - 41
2. ИДЕНТИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ ПОРОВОЙ СТРУКТУРЫ И КИНЕТИКИ АДСОРБЦИИ КАТАЛИЗАТОРОВ И АДСОРБЕНТОВ. - 49
2.1 Экспериментальное оборудование - 62
2.1.1. Проточно-циркуляционный реактор - 62
2.1.2. Проточный реактор - 69
2.2. Анализ адсорбционных процессов - 71
2.3. Экспериментальные исследования - 75
-3-
3. ПОСТРОЕНИЕ КИНЕТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ РЕАКЦИИ
ГИДРИРОВАНИЯ АЦЕТИЛЕНА И ЭТИЛЕНА - 79 -
3.1 Построение кинетической модели гидрирования ацетилена - 80 -
3.2. Исследование механизма и кинетики реакции гидрирования этилена и
ацетилена в этан-этиленовой фракции пирогаза - 85 -
3.2.1 Реакция гидрирования этилена - 88 -
3.2.2. Гидрирование ацетилена в присутствии этилена - 90 -
3.3. Проверка адекватности математических моделей - 92 -
4. МОДЕЛИРОВАНИЕ НА ЗЕРНЕ КАТАЛИЗАТОРА - 94 -
4.1. Расчет физико-химических свойств реакционной смеси - 102 -
5. ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОМЫШЛЕННОГО
КАТАЛИТИЧЕСКОГО РЕАКТОРА - 114 -
ВЫВОДЫ -127-

Список литературы

ВЫВОДЫ
1. На основе принципов системного анализа построены математические модели основных процессов протекающих на всех иерархических уровнях рассматриваемого гетерогенно¬каталитического процесса.
2. Предложен метод структурной и параметрической идентификации моделей кинетики адсорбции и метод идентификации моделей поровой структуры адсорбентов и катализаторов, на основе которого разработан комплекс алгоритмов и программ.
3. Определен механизм и построена кинетическая модель реакции гидрирования ацетиленовых и олефиновых углеводородов на промотированных палладий-оксидных катализаторах, оценены кинетические параметры модели.
4. Выполнен анализ процессов на зерне палладий-оксидного катализатора КПНМ-45, построена модель зерна и оценены ее макрокинетические параметры, вычислены факторы эффективности работы зерна для отдельных реактантов и для скоростей реакций по маршрутам. Установлены условия возникновения множественности стационарных состояний и определены области притяжения для каждого стационарного состояния.
5. Построена математическая модель секционированного адиабатического реактора очистки ЭЭФ от ацетиленовых углеводородов и оценены макрокинетические параметры модели.
6. Установлена конструкция реакторного узла и режимы его эксплуатации, обеспечивающие протекание процесса гидрирования
ацетилена в ЭЭФ с высокой селективностью.
7. Определены области эксплуатации каталитического реактора при самопроизвольном возникновении периодических колебаний температурных полей в газовой фазе и сформулированы условия перевода их в устойчивое состояние.