5.2 Профили концентраций участников реакций

5.3 Анализ полученных результатов

Конечной целью моделирования химико-технологического процесса является его наилучшее оформление, его оптимизация. Под оптимальным понимают такое рабочее состояние технологической установки, химического процесса, предприятия и т. д., которое обеспечивает получение наибольшей выгоды при наименьших затратах энергии или вещества. Оптимизацией называют поиск параметров процесса или размеров и конструкции аппаратов, которые обеспечивают осуществление процесса в наиболее выгодных условиях.

На основе полученных результатов расчета и при рассмотрении графика профилей концентраций нам важно определить оптимальное время контакта, при котором получается максимальное количество целевого продукта. Нахождение оптимального времени контакта необходимо для расчета размеров аппарата (при проектировании нового) либо определения объемной скорости потока (при реконструкции имеющегося аппарата).

Рассмотрим данный ХТП относительно всех продуктов реакции:

1) Если целевым продуктом является вещество В

Из расчета и графика профилей концентраций видно, что максимальное увеличение концентрации вещества С т.е (Y3) в зоне реакции приходится на t = 0,2 мин – далее его количество увеличивается незначительно и не прореагировавшее сырье целесообразнее направить на рециркуряцию. Следовательно, для достижения наибольшего выхода вещества E рекомендуется уменьшить время контакта до 0,2 мин. Это можно осуществить, как уменьшив объём реактора (V) на стадии проектирования, так и увеличив скорость подачи сырья (U) на стадии реализации данного ХТП. Однако скорость побочных реакций выше скорости образования вещества В, желательно выбрать другой процесс.

2) Если целевым продуктом является вещество С

Из расчета и графика профилей концентраций видно, что максимальное увеличение концентрации вещества С т.е (Y3) в зоне реакции приходится на t = 0,8 мин – далее его количество увеличивается незначительно и не прореагировавшее сырье целесообразнее направить на рециркуряцию. Следовательно, для достижения наибольшего выхода вещества E рекомендуется уменьшить время контакта до 0,8 мин. Это можно осуществить, как уменьшив объём реактора (V) на стадии проектирования, так и увеличив скорость подачи сырья (U) на стадии реализации данного ХТП.

3) Если целевым продуктом является вещество D

Из расчета и графика профилей концентраций видно, что максимальное увеличение концентрации вещества С в зоне реакции приходится на t = 0,6 мин – далее его количество увеличивается незначительно и не прореагировавшее сырье целесообразнее направить на рециркуряцию. Следовательно, для достижения наибольшего выхода вещества E рекомендуется уменьшить время контакта до 0,6 мин. Это можно осуществить, как уменьшив объём реактора (V) на стадии проектирования, так и увеличив скорость подачи сырья (U) на стадии реализации данного ХТП.

4) Если целевым продуктом является вещество E

Из расчета и графика профилей концентраций видно, что максимальное увеличение концентрации вещества С в зоне реакции приходится на t = 0,9 мин – далее его количество увеличивается незначительно и не прореагировавшее сырье целесообразнее направить на рециркуряцию. Следовательно, для достижения наибольшего выхода вещества E рекомендуется уменьшить время контакта до 0,9 мин. Это можно осуществить, как уменьшив объём реактора (V) на стадии проектирования, так и увеличив скорость подачи сырья (U) на стадии реализации данного ХТП.

Список использованной литературы

1. Виноградов В.М. Разработка математического описания химико-технологических процессов. — М.: ГАНГ, 1996.

2. Виноградов В. М., Колесников И. М., Винокуров В. А., Любименко В. А. Моделирование в химии: Учебное пособие. — М.: Изд-во «Нефть и газ», 2003.

3. Колесников И. М., Виноградов В. М., Винокуров В. А., Колесников С. И. Математическое моделирование в химической технологии. Учебное пособие. — М.: Изд-во «Нефть и газ», 2000.