ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Процессы, протекающие на поверхности катализатора из "Основы проектирования каталитических реакторов" Основная функция катализатора состоит в увеличении скорости образования целевого продукта химической реакции. [c.108] Все четыре продукта можно получить без применения катализатора. При использовании в качестве катализатора окиси цинка с большей скоростью протекает первая реакция, при использовании меди —вторая (Корриган 2,1зз) Вц многих случаях именно избирательность, а не повышение общей скорости реакции является целью применения катализатора. [c.108] При высоких температурах увеличивается скорость реакции, но уменьшается равновесное содержание продукта. Некоторые продукты при высоких температурах разлагаются. Катализатор позволяет проводить реакцию при низких температурах с достаточно большой скоростью. На рис. 1-79 показана зависимость степени превращения от температуры с катализатором и без него. Как видно из графика, применение катализатора позволяет достичь большей степени превращения при более низких температурах реакции. [c.108] При использовании катализатора может устанавливаться кажущееся равновесие между исходными веществами и продуктами двух или более одновременно протекающих реакций. [c.109] Если катализатор в одинаковой степени влияет на скорость реакции A RwA S, а константы скорости для обеих реакций одинаковы (например, ei = 2=l,0), то концентрация как исходных веществ, так и продуктов будет одной и той же, равной 33,3%. Если, однако, катализатор увеличивает скорость первой реакции, то концентрация продукта R превысит теоретическое равновесное значение. При этом достигается кажущееся равновесие, при котором вторая реакция может не начаться. Если такую систему предоставить самой себе на длительное время, то в конце концов начала бы развиваться вторая реакция с потреблением компонента А, а первая реакция начала бы протекать в обратном направлении, пока система не пришла бы в состояние равновесия. Это иллюстрируется графиками, приведенными на рис. 1-80. [c.109] Поэтому можно утверждать, что существует некоторый оптимальный размер зерен (рис. 1-81). [c.110] Между адсорбирующим телом и адсорбируемым веществом устанавливается определенное равновесие, зависящее от давления и температуры. При изменении этих параметров изменяется также и состояние равновесия. [c.111] Уравнение Лэнгмюра в одинаковой степени относится как к физической адсорбции, так и к хемосорбции. [c.111] Здесь I обозначает активный центр. Такое представление справедливо в тех случаях, когда десорбируется то же вещество, которое было адсорбировано, т. е. когда химическая природа вещества в результате адсорбции не меняется. Если это не так, то адсорбент является катализатором. [c.111] Полученное выражение есть уравнение Фрейндлиха. [c.113] Таким образом, уравнения Лэнгмюра и Фрейндлиха являются частными случаями общего уравнения адсорбции. [c.113] Кобл и Корриган создали эмпирический метод определения постоянных и, К и п. Этот метод, разработанный для хемосорбции одного компонента, применялся к адсорбции метана, пропана, этилена и пропилена на активированном угле. Оказалось, что только адсорбция метана описывается уравнением Лэнгмюра. Для других газов было применено общее уравнение адсорбции. [c.113] Величина I неизвестна и подлежит определению. Для этого служит график на рис. 1-82, на котором нанесены изотермы, представляющие зависимость между концентрацией адсорбированного вещества (в кмоль на 100 кмоль углерода) и равновесным давлением газа. Зависимость между обратными величинами представлена на рис. 1-83. [c.113] В действительности даже величина Ь может не включить в себя все активные центры, способные адсорбировать данное вещество. [c.115] В случае больших молекул, занимающих более чем один активный центр, величина и представляет только эффективную концентрацию свободных центров. Приведенное выше общее уравнение включает в себя несколько уравнений для частных видов адсорбции. [c.115] Корриган 32,133 собрал данные по различным реакциям, соответствующим им уравнениям, уравнениям изотерм и отношениям L IL, К /К, а также значениям показателя п. [c.116] На рис. 1-86 представлена рассчитанная ио приведенным формулам зависимость концентрации вещества, адсорбируемого углем, от равновесного давления для н-бутана и пропилена. [c.116] Вернуться к основной статье