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高温高压反应釜参数的敏感性



高温高压反应釜参数的敏感性

高温高压反应釜显示出的另一麻烦特征是“参数的敏感性”,这种敏感性可以作如下定义,即操作变量的徽小变化,会导至高温高压反应釜性能的巨大变化。高温高压反应釜并不是已经引用过的“不稳定概念’(亦即并不存在可能的定常态时的连续沮度序列),但如果由于某一操作变盆的徽小改变,就将引起高温高压反应釜性能上不能允许的变化,那么,这种高温高压反应釜仍然是很难控制的。

以下讨论的情况,是在管式高温高压反应釜内进行简单放热反应时的特性,高温高压反应釜壁维持在某一沮度1奋,且璧沮在高温高压反应釜的整个长度范围内是相同的山。为了简化起见,值定反应流体的沮度乙在各个床层截面上是均匀的(也就是假定在器壁处存在着温度的不连续性),但由于反应热,几将沿招个高温高压反应釜长度而变化。

几极其微小的增加,会使高温高压反应釜内某一部位的温度急剧上升,这就是说形成了一个“热点”,它还表明反应物的浓度也将相应地急剧下降(亦即转化率迅速增加),这样,该高温高压反应釜就表现出对于参数T-值的敏感性。事实上,在所研究的例子中,当T的变化小到1℃时,所造成的影响仍将使宾全转化所孺的高温高压反应釜容积减小一半以上。至于传热系数和反应混合物的稀释程度,也会发生类似的敏感性;城充物的初始温度也有重要的影响。

根据直观的判断,这类情况是容易明白的。俏使几所保持的值比反应流体的进口沮度低得多,则流体被迅速冷却,并使反应变得十分缓慢,但是,如果T。上升到稍大于某临界值时,由于反应热以及由于反应速率和温度的指数关系,这两者共同作用的结果,将导致流体温度急速上升,并超过进口温度,但又由于反应物的不断被耗尽,这种上升也是有一定限度的,

尽管这个例子所涉及的是一个简单反应,但显然同样的研究也适用于各种更为复杂的反应,而由此得到的结果,在工业上有着重要的用途。例如,如果某有用反应伴随着一个无用的放热降解过程,从图56可清楚地看到,只要敏感参数超过某值,该降解过程的引发就可能很快,可是为了使有用反应能获得满意的收率,这个参数可能需要保持接近临界值。这种情况在部分氧化过程中可能会发生,这正如在第一章中所述,对这种情祝用连续搅拌釜式高温高压反应釜要比管式高温高压反应釜有利。

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