Etil spiRTİnin siRKƏ turşusuna kataliTİk oksiDLƏŞMƏSİ prosesiNİn riyazi modelin yaradilmasi

RİYAZİ MODELİN YARADILMASI

Lakin, bildiyiniz kimi, prosesin kinetikası bütövlükdə həqiqi prosesi əks etdirmir. Həqiqi proses, müxtəlif riyazi tənliklərlə təsvir olunan müəyyən fiziki və kimyəvi qanunlara tabe olan bir çox fərqli elementar proseslərdən ibarətdir. Bu tənliklərin ümumi parametrlərə görə bir vahid sistemdə birləşdirilməsi tədqiq olunan prosesin riyazi təsvirini əldə etməyə imkan verir. Kompüter modelləşdirilmə nəticələri etanolun sirkə turşusuna oksidləşməsində məqsədli məhsulun ən yüksək çıxım ideal sıxışdırma tipli reaktorda alındığı müəyyən olunub. Bu isə tərpənməz katalizator layı olan reaktora uyğundur. Həmçinin kinetik tənlik əsasında prosesin nəzəri optimallaşdırılması aparılıb. Burada prosesin optimal temperaturu 250⁰C, oksigenin sirkə turşusuna olan mol nisbəti isə 2.5 təşkil eidb. Verilən məhsuldarlığa görə reaktor elementinin konstruktiv ölçüləri müəyyən edilib (diametr – 2.6 m, uzunluq – 1.1 m). Baxılan prosesin riyazi modeli aşağıdakı kimidir:

burada k_j=exp(lnk_0j – E_j/RT), b_i= exp(lnk_0Ri+Q_i/RT); A_i(i=1,4) – etilasetat, sirkə turşusu, asetaldehid və karbon qazın uyğun olaraq çıxışları; b₁, b₃, b₄ – etil spirti, sirkə turşusu və asetaldehidin tarzlıq adsorbsiya əmsalları, Pa^-1; b₂ – oksigen tarazlığının adsorbsiya əmsalı, Pa^-0.5; T – reaktorun temperaturu, K; P_i (i=1,8) – etil spirti, oksigen, etilasetat, sirkə turşusu, asetaldehid, karbon qazı, su, azotun məhsulların indeksinə uyğun olaraq parsial təzyiqləri, Pa; k_j (j=1.4) – reaksiya sürətlərinin əmsalları, kmol/(kq saat); N₁⁰ – xammalda etil spirtinin mol miqdarı, kmol/saat; P – prosesin ümumi təzyiqi, Pa; Q_i – i-ci komponentin adsorbsiya istiliyi, kCoul/mol; E_j – j-ci reaksiyanın aktivləşmə enerjisi, kCoul /mol; D – reaktorun diametri, m; ρ_k – katalizatorun sıxlığı, kq/m³; l – reaktorun uzunluğu, m; r_j – reaksiya məhsullarının əmələ gəlmə sürəti, mol/(kq_katsaat); ΔH_Rj – j-ci reaksiyanın istilik effekti qiyməti, kCoul/mol; c_pi (i=1.8) – prosesin komponentlərinin istilik tutumu qiymətləri, kCoul/(mol K); α – istilikkeçirmə əmsalı, kCoul/(K kq_kat saat); T_x – ətraf mühitin temperaturu, K; T – qaz qatışığının temperaturu, K; n_i – i-ci komponentin mol sürəti, mol/saat; Re – Reynolds kriteriyası, vahidsiz; ρ_qaz – qazın sıxlığı, kq/m³; g – sərbəst düşmə təcili, m/san²; u₀ – xətti sürət, m/san; d_p – hissəciklərin ekvivalent diametri, m; ε – məsaməməlik, vahidsiz.

Yaradılmış riyazi model istilik balans və təzyiq düşgüsü tənliklərini daxil edirdi. Enerjinin saxlanması qanununa əsasən istilik balans reaksiya zamanı əmələ gələn istilik efektlərini və ətraf mühitə olan istilik itkilərini nəzərə alırdı. Təzyiq itkisinin hesablanmasında isə Erqun tənliyindən istifadə olunmuşdur. Bu tənlik müxtəlif müəlliflərin tərpənməz lay katalizatorunda əmələ gələn müqavimətin eksperimental qiymətlərini kifayat qədər yaxşı təsvir edir.

NƏTİCƏ

Tərtib olunmuş riyazi model etanolun sirkə turşusuna oksidləşdirici çevrilməsi prosesinin iri həcmli sənaye reaktorların qurulmasında və optimal idarə olunmasında istifadə oluna bilər.

ƏDƏBİYYAT SİYAHISI

1. 
   Patent SU №1549945 А1. T.N. Sirkə turşusunun alınması üsulu. Shaxtaxtinsky, A.M. Aliyev, A.R. Kuliyev, F.A. Mamedov. 1985.
   
2. 
   Алиев А.М., Кулиев А.Р., Меджидова С.М., Сафаров А.Р., Ибрагимов З.И., Таиров А.З. Изучение кинетики и механизма парофазного окисления этилового спирта в уксусную кислоту на природном клиноптилолите модифицированном ионами Cu²⁺, Mn²⁺ и Pd²⁺. (Jurnal məqaləsi) //Азерб. хим. журн., 2005, №2, с. 10-16.