химический каталог




Технология катализаторов

Автор И.П.Мухленов, Е.И.Добкина, В.И.Дерюжкина

меньшей эквивалентного диаметра поры d = 2г (X < 2г; г — радиус поры), принимают, что в порах происходит нормальная молекулярная диффузия, и вычисляют ?>э = D по формуле (1.9) или другим формулам [24, 25].

При стесненном режиме движения, когда X > 2г, определяют Da = DK по ориентировочной формуле Кнудсена:

DK =*1&У&ЯТЦпМ). (1.14)

При X = 2г

D, = D[1— ехр(—2г/к)]. (1.15)

Диффузия в порах катализатора в жидких средах весьма затруднена вследствие сильного повышения вязкости растворов в узких каналах (аномальная вязкость). Поэтому для катализа в жидкостях часто используют дисперсные катализаторы.

Все приведенные выше формулы [(1.9)—(1.15)] применяют не только для вычисления абсолютных значений Оэ, но и для оценки влияния основных параметров технологического режима (входящих в эти формулы) на скорость процесса. Во многих каталитических процессах с изменением состава реакционной смеси и других параметров процесса может меняться механизм катализа, а также состав и активность катализатора, поэтому необходимо учитывать возможность изменения характера л скорости

29

процесса даже при относительно небольшом изменении его параметров.

Ввиду трудности определения константы скорости процесса-в данных конкретных условиях как функции частных констанг и коэффициентов диффузии [см. уравнение (1.4) ], особенно в переходной области, т. е. при сопоставимых скоростях химических и диффузионных стадий, в практике предпочитают определять общую константу скорости k опытным путем и затем рассчитывать, скорость процесса по уравнениям типа {1.3) и (1.3а) или (1.5).

АКТИВНОСТЬ КОНТАКТНЫХ МАСС

В качестве меры активности катализатора применяют различные показатели каталитического процесса.

1. Энергия активации каталитической реакции характеризует активность катализатора, но неудобна для применения вследствие ее размерности, экспоненциальной и обратной зависимости от температуры.

2. Предложено [29] применять разность скоростей химических реакций в присутствии катализатора (икат) и без него (ц> с учетом доли объема реакционного пространства фкат, занимаемого катализатором и недоступного для реагирующих веществ:

Л=«кат — и(1— ф„ат)- (1.16>

Такое выражение активности можно применять при постоянной движущей силе процесса ДС [см. уравнения (1.3), (1.3а)].

3. Наиболее удобно характеризовать целесообразность применения катализатора для ускорения некаталитической реакции

отношением констант скоростей каталитической А„ат и гомогенной некаталитической k реакций:

Л _ &кат hs кат ехр [—Диат/С^Т1)] _ ftp кат

k . *»ехр[—

Для каталитических реакций, в которых предэкспоненциаль-ный множитель k„ остается таким же, как в некаталитических реакциях (й0„ат = k0):

*„ат/* = ехр [А?/(ЯГ)]. (1.17а)

Уравнения (1.17) и (1.17а) можно применять для сравнения скоростей каталитического процесса с некаталитическим при постоянстве движущей силы реакции или для сравнения различных катализаторов.

В уравнениях (1.17) и (1.17а) снижение энергии активации каталитической реакции по сравнению с некаталитической равно:

Д? = ?-?кат. (1.18)

4. Для сравнения активности катализатора в какой-либо реакции при различных условиях используют в качестве меры 30 активности интенсивность процесса на данном катализаторе, выражаемую количеством продукта G„, получаемого за 1 ч с единицы объема v катализатора:

А = Оп/(1Лг). (1.19)

(1.20) (1.21)

Количество продукта можно также относить к единице массы катализатора GKaT или работающей площади поверхности S; в последнем случае получают удельную активность Ат:

= 0„/(Оватт),

'4yi = Gn/(ST) = Gn/(STOOT).

Здесь SyH — удельная площадь поверхности, к' на 1 м3 катализатора.

5. Средние активности различных катализаторов в данном каталитическом процессе при избранных стандартных условиях [(С, T,P,w,x) = const] часто проводят по степени превращения х основного исходного вещества. При любом ее выражении каталитическая активность определяется свойствами всей взаимодействующей системы, включающей катализатор и реакционную смесь.

Активность катализатора для процессов, протекающих в кинетической области, определяется прежде всего природой реагирующих веществ и специфичностью катализатора, т. е. активность катализатора в .процессе соответствует его активности в химической реакции. Однако в тех случаях, когда скорости химических и диффузионных стадий каталитического процесса сопоставимы, активность катализатора по отношению к процессу уже не совпадает с активностью его в химической реакции, не осложненной диффузией. Для такого процесса константа скорости зависит от коэффициентов диффузии из ядра потока к поверхности зерна и внутри пор зерна [см. уравнение (1.4)1.

В результате для химического процесса общая активность может быть функцией многих параметров технологического режима и физических свойств катализатора:

А=! (Скят> С«> Си> Сл- СпримТ, Р, Яуд, d,_ ер, г,, ш, Мл, М'ъ Мв, V). (1.22)

Здесь Скат, Са, Ся, С'„, С„, Спр[ш — концентрации катализатора, актива-' тора (промотора), исх

страница 12
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113

Скачать книгу "Технология катализаторов" (2.38Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
ручки для шкафа французское золото
электронные подарки на новый год
раковины duravit
010.022900.008

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(03.12.2016)