Моделирование кинетики процесса дегидрирования этилбензола c учетом дезактивации каталитического слоя реактора


https://doi.org/10.20914/2310-1202-2017-1-73-80

Полный текст:


Аннотация

Процесс синтеза стирола, протекающий в двухступенчатом адиабатическом реакторе непрерывного действия, является сложной химико-технологической системой. Он характеризуется недетерминированностью, нестационарностью и протекает в условиях постоянно действующих неконтролируемых возмущений. В связи с этим задача разработки системы предиктивного управления концентрацией основного продукта реакции дегидрирования - стирола для поддержания данной величины в заданном диапазоне на протяжении всего периода эксплуатации является актуальной. Ее решение невозможно без разработки на основе уточненной кинетической схемы процесса модели, учитывающей падение активности каталитического слоя реактора вследствие коксообразования на его поверхности. В статье обоснованы и предложены: зависимость изменения падения активности каталитического слоя как функция времени эксплуатации реакторного блока и усовершенствованная модель кинетики химических превращений. Синтезированная математическая модель процесса представляет собой систему обыкновенных дифференциальных уравнений и позволяет: рассчитывать профили концентраций компонентов реакционной смеси за время прохождения шихты через ступени адиабатического реактора, определять состав контактного газа на выходе из реакторных ступеней на протяжении всего цикла работы каталитической системы, с учетом изменения температурного режима протекания процесса и падения активности каталитического слоя. Выполнена оценка значений констант скоростей химических реакций, а также расчет и анализ концентраций основных и побочных продуктов реакции дегидрирования на выходе из реакторной установки. Результаты моделирования показывают, что изменение температурного режима работы реактора, производимое по экспоненциальному закону с учетом дезактивации каталитического слоя, позволяет обеспечить выход конечного продукта в заданном технологическим регламентом диапазоне на протяжении всего цикла эксплуатации реакторного блока.

Об авторах

В. К. Битюков
Воронежский государственный университет инженерных технологий
д. т. н., профессор, кафедра информационных и управляющих систем, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия


А. П. Попов
Воронежский государственный университет инженерных технологий
к.т. н., ст. преподаватель, кафедра информационных и управляющих систем, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия


С. Г. Тихомиров
Воронежский государственный университет инженерных технологий
д. т. н., профессор, кафедра информационных и управляющих систем, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия


О. Г. Неизвестный
Воронежский государственный университет инженерных технологий
магистрант, кафедра информационных и управляющих систем, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия


Список литературы

1. Боресков Г.К. Гетерогенный катализ. М.: Наука, 1986. 155 c.

2. Битюков В.К., Тихомиров С.Г., Подкопаева С.В., Хромых Е.А. и др. Математическое моделирование объектов управления химической промышленности. Теория и практика. Воронеж: ВГУИТ, 2011.

3. Жатова И.А., Попов А.П., Алексеев М.В. Моделирование динамики коксообразования на каталитическом слое реактора дегидрирования этилбензола в процессе производства стирола // Научный вестник ВГАСУ. Серия: Информационные технологии в стр., соц., и эконом. Системах. 2014. № 2 (4). С. 80–83.

4. Третьяков В.Ф., Талышинский Р.М. Кинетика и динамика гетерогенных каталитических нефтехимических процессов. М.: Издательство МИТХТ, 2012. С. 74.

5. Островский Н.М. Кинетика дезактивации катализаторов. Разработка методов и их применение: автореф. дис. … док. техн. наук. Омск, 1998. 36 с.

6. Битюков В.К., Жатова И.А., Алексеев М.В., Попов А.П. Разработка математической модели кинетики процесса дегидрирования этилбензола в двухступенчатом адиабатическом реакторе непрерывного действия // Вестник ВГУИТ. Серия: информационные технологии, моделирование и управление. 2015. № 2 (64). С. 55–60.

7. Островский Г.М., Волин Ю.М. Моделирование сложных химико-технологических схем. М.: Химия, 1975. С. 292–297.

8. Холохонова Л.И., Короткая Е.В. Кинетика химических реакций. Кемерово: Кемеров. техн. инст. пищ. пром., С. 4–11.

9. Башкатов Т.В., Жигалин Я.Л. Технология синтетических каучуков. Л.: Химия, 1987. C. 121.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Битюков В.К., Попов А.П., Тихомиров С.Г., Неизвестный О.Г. Моделирование кинетики процесса дегидрирования этилбензола c учетом дезактивации каталитического слоя реактора. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2017;79(1):73-80. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2017-1-73-80

For citation: Bityukov V.K., Popov A.P., Tikhomirov S.G., Neizvestnyi O.G. Modeling of ethylbenzene dehydrogenation kinetics process taking into account deactivation of catalyst bed of the reactor. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2017;79(1):73-80. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2017-1-73-80

Просмотров: 179

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)