ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы КИНЕТИКА КАТАЛИТИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ Андерсон Определение скорости реакции и селективности из "Экспериментальные методы исследования катализа" Измерения скорости каталитических реакций осуществляются различными путями и в различных целях это и эмпирические испытания активности катализатора, и фундаментальные кинетические исследования. Настоящая глава посвящена методам получения надежных кинетических данных в лабораторных и укрупненных реакторах. [c.7] С этой целью удобно пользоваться реакторами, работающими в режиме идеального вытеснения или идеального смешения. При этом слой катализатора должен быть изотермическим, процессы внутреннего и внешнего переноса массы и тепла должны быть быстрыми по сравнению со скоростями реакции и выделения тепла и ноток веществ в реакторе должен характеризоваться либо картиной поршневого регкима, либо картиной полного перемешивания. Кроме того, для простых кинетических опытов необходимо, чтобы активность катализатора была постоянной достаточное время (желательно несколько дней) и чтобы имелись точные методы анализа для всех или некоторых реагентов и продуктов реакции. [c.8] Влияние внешних процессов переноса массы и тепла можпо исключить выбором подходящего реактора или разбавлением катализатора инертными частицами. Процессы переноса внутри зерна являются свойствами катализатора, но влияние этих процессов можно свести к минимуму, если уменьшить размер зерна. Указанных трудностей иногда можпо избе кать, изучая кинетику в условиях, когда реакция протекает медленно, или приготовляя специальные зерна катализатора нанесением тонкого слоя активного катализатора па инертные сферы или цилиндры [24]. Заметим, однако, что в первом случае кинетика и механизм реакции могут измениться, если, нанример, температура или давление существенно понижены, а во втором случае специально приготовленный катализатор может отличаться по свойствам от практически используемого даже при одинаковом способе приготовления. [c.8] В этой главе рассматриваются реакторы только с неподвижным слоем и с перемешиванием, так как только в реакторах этих типов (нри правильном использовании) получаются данные, поддающиеся точной интерпретации. Малые реакторы с кипящим слоем непригодны для кинетических исследований ввиду сложности законов, описывающих поведение потока газа и перемешивание катализатора, а также потому, что псевдоожиженпый сло11 существует только в очень узких пределах скоростей потока. [c.9] Автор полагает, что читатель уже имеет некоторое представление о реакторах и составных частях экспериментальных установок, и поскольку для каждой комбинации реакции и катализатора дго-гут потребоваться свои нестандартные установки, в большинстве примеров аппаратура описана лишь в общих чертах. Обычно экспериментатору выгоднее самому сконструировать установку примените.льно к решаемым им задачам, чем приспосабливать аппаратуру, применявшуюся в других работах. В настоящее время мончно приобрести хорошие приборы для измерения и регулирования, а также надежные краны и соединительные детали для систем, работающих при не слишком высоких давлениях, поэтому эти элементы аппаратуры здесь не рассматриваются. Хотя в этой главе описываются только системы с твердыми катализаторами, раздел, посвященный статическим реакторам с перемешиванием, применим к гомогенным, или несмешивающимся, жидким катализаторам. [c.9] На такое онределение скорости не влияет реакция (2) конверсии СО, поскольку 1 моль СО дает 1 моль Но. [c.10] Для проточных реакторов выражение дифференциальной скорости реакции через время контакта даже у хорошего специалиста может привести к ошибочпыл уравнениям. И в таких случаях лучше пользоваться методом баланса потока Хоугена и Уотсона [44]. непосредственно дающим правильное уравнение. [c.11] Произведение г/ дает мгновенную скорость образования продукта Ь в данный момент или в данной точке слоя. По крайней мере в принципе, дифференциальная селективность зависит от температуры и от парциальных давлений или концентраций реагентов и продуктов в данный момент или в данной точке слоя. Уравнения скорости и селективности реакции вместе дают полное математическое описание скоростей образования продуктов. К сожалению, общая точность большинства экспериментальных измерений часто бывает слишком мала для дифференцирования данных по селективности, и дифференциальная селективность рассматривается лишь в редких случаях, например для относительного потребления водорода и окиси углерода в синтезах Фишера — Тронша [5]. [c.12] Вернуться к основной статье