химический каталог




Технология катализаторов

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

одных веществ, продукта, примесей соответственно; ds_ ср — средний размер (диаметр) зерна; гэ — эквивалентный радиус пор; Мн, Мп — молекулярные массы исходных веществ и продукта соответственно. Остальные обозначения приведены выше.

В практических случаях большая часть независимых переменных, входящих в функциональную зависимость (1.22), остается неизменной или же изменяется настолько, что не влияет на активность катализатора. Однако каждая независимая переменная при значительном изменении условий может сказаться на активности катализатора.

31

Рис. 1.2. Влияние конценгргцнн катализатора Скат Рис 1 5. Изменение степени превращения * основного исходного вещества во времени для обычной Концентрация ка т'а^л и[з а т о р а Скат влияет на активность при гомогенном катализе~в соответствии с кривой / (рис. 1.2). Кинетическое уравнение "суммарной каталитической реакции синтеза А + В + К=*АВ + К имеет вид:

и-кСАСвС%„. (1-23)

Здесь т — коэффициент, уменьшающийся от I до 0 с возрастанием избытка катализатора.

В контактных аппаратах гетерогенного катализа почти всегда имеется такой избыток катализатора в расчете на количество реагента А, единовременно находящегося в реакционном объеме, что можно принять т = 0. Однако концентрация каталитически активного вещества в контактной массе влияет соответственно уравнению (1.23).

Концентрация активатора Са имеет значение в гомогенном и гетерогенном катализах (рис. 1.2, кривая 2). Избыток активатора при гетерогенном катализе может вызвать экранирование собственно катализатора в зернах контактной массы.

Значительное изменение концентрации исходных веществ С„, Ся может привести к замене одного лимитирующего этапа процесса другим. Соответственно изменится и вид кинетического уравнения. Так, в реакциях окисления органических примесей кислородом воздуха при большом избытке кислорода общая скорость процесса и не зависит от концентрации кислорода Со,, а при недостатке кислорода — пропорциональна ей. Кроме того, значительное изменение концентрации может привести к появлению нового химического соединения реагента с катализатором, дающего отдельную кристаллическую фазу, как правило, каталитически неактивную. Например, при окислении S02 в SOa на оксиднованадиевом катализаторе сильное повышение концентрации диоксида серы приводит к образованию кристаллов сульфата ванадила VOS04. Энергия активации реакции при этом возрастает более чем в 2 раза.

Повышение концентрации продукта С„ обычно тормозит общую скорость реакции, так как при этом сдвигается адсорбционное равновесие и увеличивается поверхность катализатора, занятая продуктом. При катализе на пористых зернах катализатора возрастание концентрации продукта увеличивает внутренние и внешние диффузионные торможения. Сильное повышение концентрации продукта для некоторых реакций приводит к отравлению контакта. В автокаталитических процессах появление продукта и рост его концентрации ускоряет реакцию (рис. 1.3).

Повышение концентрации примесей Сприм всегда снижает скорость реакции, однако градиент этого снижения в присутствии инертных по отношению к катализатору примесей невелик, в то время как незначительное содержание контактных ядов вызывает падение активности в несколько раз (см. рис. 2.26).

Температура среды Т оказывает значительное влияние на скорость процесса, протекающего как в кинетической, так и в диффузионной областях. Температура в кинетической области влияет на константу скорости согласно уравнению Аррениуса (1.6).

(1.24)

Если известна константа скорости реакции при Тг, то для расчета константы 1ц при Г2 в небольшом температурном интервале, соответствующем неизменной энергии активации Е, применяют формулу Аррениуса в виде:

h _ Е

2,3 lgПри значительной разнице температур может измениться и энергия активации вследствие химических превращений катализатора (во взаимодействии со средой) или же структурных его изменений.

В диффузионной области k является функцией коэффициента диффузии.

Молекулярная диффузия зависит от температуры:

D — а,Т", (I 25>

где л = 1,54-2,2 [25]. '

В области диффузии Кнудсена:

^ = а,Г0'5. (1.26)

При постоянстве всех параметров (кроме 7*), входящих в уравнения (1.14) и (1.9), размерные коэффициенты аг и а2 также постоянны. Температурный коэффициент скорости процесса

Рт = *г+ю/*г (1.27)

в кинетической области изменяется в зависимости от температуры и энергии активации (рис. 1.4). В диффузионной области значение рт в несколько раз меньше, чем в кинетической. При обычных

3 п/р И. П. Мухлеиона 33

пени man изменяются от 1 до —1, проходя через 0 в переходной области от кинетической к диффузионной, т. е. в области сопоставимости константы скорости реакции и коэффициента диффузии, отнесенного к длине / поры, которую можно выразить через г„ или d3. ср- '

Совместное воздействие Sm, аэ. ср и гэ

страница 13
< 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 оконные для пластиковых окон купить
В магазине KNSneva.ru M9A07A - доставка по Санкт-Петербургу и онлайн кредит "не выходя из дома" во всех городах северо-запада России!
Бокалы для мартини интернет магазин
вентилятор вип 50х25 б1

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
(04.12.2016)