ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение порядка газовых реакций, протекающих в потоке из "Расчеты и исследования химических процессов нефтепереработки" Полученное выражение дифференцируем по По. [c.161] Показано [13], что скорость реакции определяется величиной х в двух случаях 1) когда реагирует одно вещество 2) когда в реактор подается смесь веществ, но во всех опытах состав реакционной смеси не меняется меняется лишь скорость подачи в реактор смеси неизменного состава. [c.161] Уравнение (VI-5), в отличие от уравнения (VI- ), может быть использовано для непосредственной обработки экспериментальных данных X = f (по), так как оно содержит те же переменные. Производная в уравнении (У1-5) представляет собой тангенс угла наклона экспериментальной кривой к оси скоростей подачи и может быть найдена по экспериментальным данным методами графического или численного дифференцирования. [c.161] Рассматриваемый метод удобен для определения кинетических величин не только простых [14, 15], но и сложных (параллельных, последовательных, параллельно-последовательных) реакций в потоке [16]. [c.161] Примером параллельной реакции, кинетический анализ которой удобно проводить по рассматриваемому методу, является дегидрирование кумола на окисных катализаторах [17]. [c.162] При определении энергий активации отдельных стадий сложных реакций следует иметь в виду, что концентрации реагентов одинаковы лишь в том случае, если одинаковым степеням превращения исходного вещества х отвечают одинаковые относительные выходы продуктов реакции и и 2. Выбор точек для определения энергии активации последовательных и параллельных реакций показан на рис. У1-1. [c.163] Изложенный метод был применен при изучении кинетических особенностей различных реакций. Большое число примеров имеется в работах [20—241 некоторые примеры рассмотрены ниже. [c.163] Каталитический крекинг кумола. Реакция крекинга кумола при температурах выше 370 °С является простой необратимой гетерогенно-каталитической реакцией [81. При изучении крекинга кумола, очищенного от гидроперекисей (являющихся ингибиторами процесса), в стандартном проточном реакторе были получены экспериментальные кривые х = f ( о) (рис. У1-2). По этим кривым были найдены скорости подачи и угловые коэффициенты в точках, для которых х = 0,8 и х = 0,5 [14]. Результаты обработки кривых рис. У1-2 по уравнению (У1-6) приведены в табл. VI- . [c.163] Экспериментальная зависимость степени превращения х от производительности при крекинге кумола на алюмосиликатном катализаторе. [c.164] Полученные данные позволили установить следуюш ие температурные границы областей протекания реакции крекинга кумола в присутствии использованного катализатора. [c.165] Данные табл. У1-2 показывают, что в промышленных условиях энергия активации каталитического крекинга тяжелых газойлей составляет 8—15 ккал/моль. При повышении температуры крекинга энергия активации уменьшается. [c.165] В работе Г. М. Панченкова и Е. П. Кузнецовой [31] определена величина энергии активации крекинга легкого газойля она равна 30 ккал/моль. Сравнение этой величины с величинами, приведенными в табл. У1-2, показывает, что при использовании для крекинга более высококинящего сырья величина энергии активации снижается. [c.165] Низкое значение наблюдаемой энергии активации, а также снижение ее нри повышении температуры дают основания предположить возможность диффузионного торможения реакции каталитического крекинга тяжелых газойлей. Исследования [30] влияния структуры внутренней поверхности катализатора и величины его внешней поверхности на скорость процесса подтвердили это предположение. Было найдено, что каталитический крекинг тяжелого газо11ля при температурах 460 — 490 °С протекает в области, переходной между внутренней и внешней диффузионными областями. [c.166] Значительный интерес представляет определение кинетических величин при каталитическом крекинге не только для первой, но и для второй стадии реакции, протекаюш,ей по схеме (У1-6), причем А — сырье, В — жидкие продукты реакции, С — кокс, О — газ. Если принять для упрощения, что газ образуется во второй стадии (в действительности основное количество газа образуется при крекинге легких фракций, что обосновывает принятое допущение), то для расчетов можно воспользоваться уравнением (У1-8). [c.166] Расчеты кинетических величин второй стадии реакции каталитического крекинга тяжелых газойлей были выполнены в работе [22]. Результаты расчета приведены в табл. У1-3. [c.166] Сравнение величин энергий активации первой и второй стадий реакции каталитического крекинга тяжелого сырья, приведенных в табл. У1-2 и У1-3, показывает, что во всех случаях энергия активации второй стадии значительно выше, чем первой. Поэтому маловероятно, чтобы диффузионное торможение суш ественно сказывалось на второй стадии реакции, так как в этом случае энергия активации была бы низкой. Учитывая, что соотношение между скоростями первой и второй стадий реакции определяет качество жидких продуктов и выход газа, можно определить оптимальные условия крекинга с различным целевым назначением. [c.167] При снижении диффузионного торможения у поверхности катализаторов повышается парциальное давлецие реагируюш его вещества и снижается парциальное давление промежуточных продуктов реакции, поэтому скорость разложения промежуточных продуктов понизится. Одинаковым степеням превращения сырья будут отвечать большие относительные выходы жидких продуктов и меньшие относительные выходы газа и кокса. [c.167] Например, если требуется увеличить выход жидких продуктов крекинга, следует уменьшить диффузионное торможение. Для этого применяют катализаторы средней активности с широкопористой структурой, высокие скорости подачи сырья, умеренные температуры процесса. Эти выводы [30] используются в заводской практике [32]. [c.167] Приведенные выше способы нахождения скоростей проточных реакций могут быть использованы для определения порядка реакции методами классической химической кинетики, например методом Вант-Гоффа. Однако для этого не обязательно предварительно рассчитывать скорость реакции. Ниже рассмотрим методы прямого определения порядка проточной реакции. Независимое применение методов обеспечивает большую надежность получаемой величины. [c.167] Методы определения порядка проточных реакций использованы в ряде работ [33, 34]. Так, в работе Г. М. Панченкова и В. Я. Баранова [33] показано, что реакция термического крекинга сложной углеводородной смеси имеет первый порядок по сырью. [c.169] Вернуться к основной статье