Химические процессы и реакторы

1. Введение. Основные этапы исследования и моделирования каталитических и некаталитических процессов, осуществляемых в реакторах с однофазными и многофазными системами.
2. Построение кинетических моделей сложных химических реакций. Современная постановка задачи исследования. Основы теории построения механизмов реакций и кинетических моделей.
3. Анализ процессов в пористых гранулах и закономерностей их протекания. Области протекания реакций в гранулах катализатора. Виды диффузии. Модели пористой структуры. Анализ множественности и устойчивости стационарных состояний эксплуатации зерна. Способы интенсификации процесса на зерне катализатора.
4. Анализ процессов на границах раздела фаз газ-жидкость. Диффузия и растворимость газов в жидкостях. Абсорбция, сопровождаемая химической реакцией. Модели межфазового переноса. Уравнения диффузионной стехиометрии.
5. Моделирование гомогенных химических реакторов. Гидродинамика потоков в реакторах. Модели гомогенных реакторов.Процессы теплопередачи от потока к стенке. Уравнения неразрывности, сохранения количества движения и энергии. Уравнения реакторной стехиометрии. Анализ множественности стационарных состояний. Расчёт конструкционных параметров и режимов эксплуатации промышленных реакторов.
6. Моделирование контактно-каталитических реакторов. Гидродинамика потоков. Распределение скорости потока по сечению слоя. Расчёт гидравлического сопротивления неподвижного слоя. Теплопроводность неподвижного слоя. Процессы массо-, теплопереноса в неподвижном слое. Теплопередача от слоя к стенке. Модели контактно-каталитических реакторов. Уравнения реакторной стехиометрии. Множественность стационарных состояний. Расчёт конструкционных параметров реакторов и режимов их эксплуатации.
7. Моделирование каталитических реакторов с псевдоожиженными слоями катализатора. Двухфазные реакторы с псевдоожиженными слоями катализатора. Явления псевдоожижения и характерные режимы псевдоожижения. Тепло- и массообмен между ожижающей средой и твёрдыми частицами. Теплообмен между псевдоожиженным слоем и неподвижными поверхностями реактора. Пузырьковые модели псевдоожиженного слоя. Двухфазные модели реакторов с псевдоожиженными слоями катализаторов. Расчёт режимов эксплуатации промышленных реакторов.
8. Моделирование трёхфазных каталитических реакторов со стационарными слоями катализатора и двухфазным газо-жидкостным потоком. Гидродинамика трёхфазных систем с прямоточным и противоточными потоками газа и жидкости. Оценка перепада давления в трёхфазных системах. Тепло-, массообмен на границах раздела фаз газ-жидкость, жидкость-твёрдое. Модели трёхфазных каталитических реакторов. Уравнения реакторной стехиометрии. Расчёт конструкционных характеристик и режимов эксплуатации реакторов.

Курс рассчитан всего на 132 часов: из них 66 часа аудиторных (33 часов лекций и 33 часов практических занятий) и 66 часов самостоятельной работы.