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高溫高壓反應(yīng)釜參數(shù)的敏感性

來(lái)源: 時(shí)間:2013-09-29 14:41:31 瀏覽次數(shù):

高溫高壓反應(yīng)釜顯示出的另一麻煩特征是“參數(shù)的敏感性”,這種敏感性可以作如下定義,即操作變量的徽小變化,會(huì)導(dǎo)至高溫高壓反應(yīng)釜性能的巨大變化。高溫高壓反應(yīng)釜并不是已經(jīng)引用過(guò)的“不穩(wěn)定概念
高溫高壓反應(yīng)釜顯示出的另一麻煩特征是“參數(shù)的敏感性”,這種敏感性可以作如下定義,即操作變量的徽小變化,會(huì)導(dǎo)至高溫高壓反應(yīng)釜性能的巨大變化。高溫高壓反應(yīng)釜并不是已經(jīng)引用過(guò)的“不穩(wěn)定概念’(亦即并不存在可能的定常態(tài)時(shí)的連續(xù)沮度序列),但如果由于某一操作變盆的徽小改變,就將引起高溫高壓反應(yīng)釜性能上不能允許的變化,那么,這種高溫高壓反應(yīng)釜仍然是很難控制的。
以下討論的情況,是在管式高溫高壓反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行簡(jiǎn)單放熱反應(yīng)時(shí)的特性,高溫高壓反應(yīng)釜壁維持在某一沮度1奮,且璧沮在高溫高壓反應(yīng)釜的整個(gè)長(zhǎng)度范圍內(nèi)是相同的山。為了簡(jiǎn)化起見(jiàn),值定反應(yīng)流體的沮度乙在各個(gè)床層截面上是均勻的(也就是假定在器壁處存在著溫度的不連續(xù)性),但由于反應(yīng)熱,幾將沿招個(gè)高溫高壓反應(yīng)釜長(zhǎng)度而變化。
幾其微小的增加,會(huì)使高溫高壓反應(yīng)釜內(nèi)某一部位的溫度急劇上升,這就是說(shuō)形成了一個(gè)“熱點(diǎn)”,它還表明反應(yīng)物的濃度也將相應(yīng)地急劇下降(亦即轉(zhuǎn)化率迅速增加),這樣,該高溫高壓反應(yīng)釜就表現(xiàn)出對(duì)于參數(shù)T-值的敏感性。事實(shí)上,在所研究的例子中,當(dāng)T的變化小到1℃時(shí),所造成的影響仍將使賓全轉(zhuǎn)化所孺的高溫高壓反應(yīng)釜容積減小一半以上。至于傳熱系數(shù)和反應(yīng)混合物的稀釋程度,也會(huì)發(fā)生類似的敏感性;城充物的初始溫度也有重要的影響。
根據(jù)直觀的判斷,這類情況是容易明白的。俏使幾所保持的值比反應(yīng)流體的進(jìn)口沮度低得多,則流體被迅速冷卻,并使反應(yīng)變得十分緩慢,但是,如果T。上升到稍大于某臨界值時(shí),由于反應(yīng)熱以及由于反應(yīng)速率和溫度的指數(shù)關(guān)系,這兩者共同作用的結(jié)果,將導(dǎo)致流體溫度急速上升,并超過(guò)進(jìn)口溫度,但又由于反應(yīng)物的不斷被耗盡,這種上升也是有一定限度的,
盡管這個(gè)例子所涉及的是一個(gè)簡(jiǎn)單反應(yīng),但顯然同樣的研究也適用于各種更為復(fù)雜的反應(yīng),而由此得到的結(jié)果,在工業(yè)上有著重要的用途。例如,如果某有用反應(yīng)伴隨著一個(gè)無(wú)用的放熱降解過(guò)程,從圖56可清楚地看到,只要敏感參數(shù)超過(guò)某值,該降解過(guò)程的引發(fā)就可能很快,可是為了使有用反應(yīng)能獲得滿意的收率,這個(gè)參數(shù)可能需要保持接近臨界值。這種情況在部分氧化過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生,這正如在章中所述,對(duì)這種情祝用連續(xù)攪拌釜式高溫高壓反應(yīng)釜要比管式高溫高壓反應(yīng)釜有利。
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