Контрольные вопросы к разделу 2.2

1. Требования, предъявляемые к катализаторам.

2. Общие сведения о структуре, составе и свойствах катализаторов дегидрирования.

3. Характеристика методов приготовления катализаторов.

11

3. Паспортные данные промышленных катализаторов дегидрирования этилбензола.

5. Основные стадии гетерогенного каталитического процесса.

6. Химизм процесса саморегенерации катализаторов дегидрирования.

7. Описание кинетики дегидрирования этилбензола моделью Ленгмюра-Хиншельвуда.

2.3 Синтез и анализ иконографических моделей экспериментальной установки

Цель настоящего этапа – разработка схемы лабораторной установки для исследования процесса дегидрирования этилбензола. Методология проектирования химических производств включает вопросы анализа и синтеза ХТС. На разных этапах разработки проекта по мере возрастания объема информации уточняется первоначальная структура ХТС. При изучении химического процесса в лабораторных условиях исследуется кинетика химической реакции, подбирается режим работы и намечается тип будущего реактора. Экспериментальные исследования позволяют также выполнить предварительную оценку топологии нового химического производства, так как экспериментальная установка часто является прототипом промышленной ХТС. Раннее прогнозирование структуры промышленной ХТС на стадии разработки экспериментальной установки позволяет в дальнейшем скоординировать проектные работы, избежать из лишних расчетов и

экспериментов, сократить сроки проектирования.

Порядок синтеза моделей ХТС основан на принципе перехода от общего к частному. Предельно общей моделью ХТС является функциональная схема, устанавливающая назначение систем данного производства и связи между ними.

В отличие от функциональной, структурная схема включает все основные элементы ХТС в виде блоков, имеющих несколько входов и выходов, а также связи между ними, указывающие направление движения и качество потоков [25]. Операторная схема является развитием двух предыдущих типов иконографических моделей. Она дает наглядное представление о физико-химической сущности технологических 12

процессов системы.

Синтез указанных моделей применительно к технологии стирола проводится студентами после самостоятельного изучения контрольных вопросов по рекомендуемой литературе. Необходимыми сведениями для предварительного синтеза получения стирола являются физико-химические свойства сырья, продуктов реакции и предполагаемого астехиометрического разбавителя. Учитывается обратимость целевой реакции (возможность неполного превращения ЭБ в реакторе), результаты термодинамического прогнозирования параметров процесса дегидрирования, предполагаемые фазовые переходы, способы подготовки сырья и переработки ракционной смеси, энергетическое обеспечение. Следует определить, какие типовые процессы химической технологии и какие комбинации технологических связей могут обеспечить требуемое функционирование ХТС.

Ограниченность информации на данном этапе неизбежно и закономерно приводит к синтезу набора вариантов схем получения стирола. Полученные модели могут быть использованы для дальнейшей разработки экспериментальной, а также промышленной установок. Один из типовых вариантов экспериментальной установки предлагается в следующем разделе.