ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Точные дифференциальные методы из "Промышленный катализ в лекциях Выпуск3" Эти методы основаны на реализации в лабораторном реакторе режима идеального смешения. Часто такие реакторы называют безградиентными , однако это определение неточно — если в слое катализатора совсем нет градиентов концентраций компонентов реакционной смеси, то нет и химических превращений. [c.48] Известны несколько типов безградиентных лабораторных реакторов. В данной лекции рассматриваются только реакторы с неподвижным слоем катализатора. [c.48] Точные дифференциальные методы отличаются от приближенных тем, что организуется многократная рециркуляция реакционной смеси через слой катализатора. Этот экспериментальный прием устраняет все отмеченные выше недостатки приближенных дифференциальных методов степень превращения реактантов может быть сколь угодно большой, при этом можно обеспечить изотермич-ность слоя катализатора и практически одинаковый состав контактной реакционной смеси над поверхностью всех зерен катализатора. Скорость реакции и степень превращения можно рассчитать по разности концентраций реактантов в исходной и конечной реакционных смесях, достаточно точно оценивается материальный баланс реакции. Можно испытывать катализаторы с различной формой и размерами зерен, а также блочные катализаторы либо фрагменты блоков. [c.48] Для реализации режима идеального смешения необходимо совместить каталитический реактор с перемешивающим устройством, производительность которого многократно превышает объемную скорость подачи реакционной смеси в реактор. В этом случае поток смеси через слой катализатора определяется производительностью перемешивающего устройства, а линейная скорость потока в аппарате может достигать значений, близких к условиям работы катализаторов в промышленных аппаратах (до 1 м/с). [c.49] Мешалка в реакторах идеального смешения может быть размешена как внутри, так и вне реакционного объема. [c.49] В настоящее время наибольшее распространение получили безградиентные реакторы с внутренним перемешивающим устройством. Преимуществом таких реакторов является то, что температура мешалки совпадает с температурой слоя катализатора. Это существенно облегчает работу с высококи-пящими жидкостями и высокими давлениями. [c.49] Для проверки соблюдения изотермического режима идеального смещения приходится выполнять специальные контрольные эксперименты, условия которых не всегда совпадают с условиями испытаний катализаторов и их работы в промышленных аппаратах. [c.50] Реакторы с внешним перемешивающим устройством (проточно-циркуляционные реакторы). [c.50] Этих недостатков лишены проточно-циркуляционные реакторы (ПЦР), в которых перемешивающее устройство — циркуляционный насос — размещено вне реакционного объема. Впервые такие реакторы были предложены профессором М.И. Темкиным (Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова, г. Москва) и профессором С.Л. Киперма-ном (Институт органической химии РАН, г. Москва) в 1950 году и исторически являлись самым первым типом лабораторных безградиентных реакторов. Конструкции ПЦР сложнее любых вышеперечисленных реакторов. Однако преимущества ПЦР полностью компенсируют сложность их конструкций. [c.50] Эти достоинства П ЦР позволяют организовать быстрый и надежный кинетический контроль каталитической активности. Особенно ценным является то, что с помощью П ЦР можно получать однопараметрические зависимости активности от параметров катализаторов и процессов в тех случаях, когда формальная кинетика процесса еще не изучена (новые катализаторы и процессы). [c.50] Учитывая перспективность проточно-циркуляционных методов и реакторов, ниже более подробно рассматриваются особенности их устройства и применения. [c.50] Вернуться к основной статье