Скорость процесса реакции катализатора

Влияние условий термообработки носителя и катализатора на нх физико-химические свойства и каталитическую активность. Условия термообработки значительно изменяют физическое и химическое состояние компонентов катализатора, что связано с химическим взаимодействием исходных соединений платины, носителя и промоторов на различных стадиях термообработки. Катализатор изомеризации парафиновых углеводородов должен обладать сильными кислотными свойствами, обеспечивающими высокую скорость протекания реакции изомеризации, в сочетании с гидрирующими свойствами, от которых зависит стабильность его работы в процессе. [c.50]

Диффузия при гетерогенном катализе. Диффузионный массоперенос играет большую роль в гетерогенном катализе, в котором обычно используют твердые пористые катализаторы. Во. многих случаях диффузия реагентов (или продуктов реакции) через поры в гранулах катализатора (внутренняя диффузия) значительно влияет на скорость процесса. Промышленные катализаторы имеют активную поверхность порядка нескольких сотен квадратных метров на 1 г, что обусловлено их тонкопористой структурой, т. е. они фактически являются капиллярно-пористыми материалами. [c.536]

При помощи анализа второго и дальнейших моментов можно получить сведения о всех кинетических постоянных, которые нужно учитывать при описании адсорбционного процесса. Если скорость процесса определяется внутренней диффузией, то можно сравнительно просто определить значение коэффициента радиальной диффузии внутрь зерна пористого адсорбента (причем опять в широком интервале температуры, концентрации и т. п.). Если процесс определяется кинетикой адсорбции (например, при хемосорбции или при катализе), то можно при кинетических уравнениях первого порядка) определить константу скорости процесса (реакции) [23]. Так, например, нами были определены константы скорости каталитической реакции для случая обмена кислорода на катализаторе V Os при 500° С [24]. [c.452]

Особенно эффективен в данном случае катализатор неоднородной структуры с крупными порами, превышающими длину свободного пробега, к стенкам которых примыкают короткие тонкие капилляры, отличающиеся большой поверхностью. В таких условиях скорость реакции увеличивается в 10—100 раз по сравнению со скоростью процесса на катализаторе с однородной пористой структурой. При высоких давлениях, когда даже в самых тонких порах коэффициент диффузии не зависит от их размера, наличие крупных пор не дает положительного эффекта и оптимальной является однородная тонкопористая структура. [c.46]

Так как профиль концентраций, свойственный большинству разделительных массообменных процессов, характеризуется участками концентрирования, т. е. накопления тех или иных веществ, то это свойство в совмещенных процессах позволяет значительно повысить скорости химических реакций за счет создания для них благоприятных условий (например, размещение твердого катализатора, подвод тепла) в зонах с повышенной концентрацией реагентов. Это же обстоятельство позволяет увеличить селективность реакций за счет создания неблагоприятных условий (отсутствие катализатора, подвод хладагентов и другие) для вторичных и обратных процессов в зонах концентрирования продуктов реакции. [c.190]

Из всех вопросов, которыми занимается химическая кинетика, нет, вероятно, ни одного, который так бы приковывал к себе внимание, как предмет катализа. Весьма привлекательно само представление о чрезвычайно активном материале, который в небольших количествах может вызвать значительное и специфическое ускорение скорости химической реакции, не расходуясь сам по себе в ходе процесса. Эта привлекательность в большой мере усиливается в связи с огромным промышленным значением, которое имеют катализаторы. [c.531]

При отсутствии в данной системе посторонних веществ (катализаторов) почти единственным, наиболее эффективным фактором, служащим для повышения скорости химической реакции, в особенности при гомогенных процессах, является температура чем выше температура, тем больше активных столкновений, а следовательно, тем больше скорость химического взаимодействия веществ. [c.229]

В диапазоне температур 600—672 К исследована 102] кинетика конкурентных реакций гидрирования бензола и толуола и дегидрирования соответствующих нафтенов на платиновой проволоке. Реакции протекают строго селективно. Полученные результаты по всем диапазонам температур, давлений и активностей описываются одним кинетическим уравнением. Постоянство отношения скоростей конкурентных реакций в процессе дезактивации катализатора позволило сделать вывод, что на лимитирующих стадиях обе реакции протекают на одних и тех же активных центрах. [c.56]

Катализатор является веществом, которое влияет на скорость реакции. В течение процесса сам катализатор может изменяться или оставаться неизменным. Если катализатор действительно изменяется, его рассматривают как катализатор только в том случае, когда не существует никакого целочисленного стехио-метрического соотношения между его количеством и количеством прореагировавшего вещества. Часто весьма эффективны очень незначительные количества (следы) катализатора. Число молекул прореагировавшего вещества на одну молекулу катализатора, или выход по катализатору, может составлять миллионы. Если реакция обратима, то скорость обратной реакции увеличивается в такой же степени, что и скорость прямой. Когда необратимая реакция протекает по различным схемам, катализатор может ускорять реакцию преимущественно в одном из направлений, и таким образом, приводить к иному распределению продуктов, чем в некатализируемой реакции. [c.79]

В кинетической области скорость процесса не зависит от величины зерен катализатора, природы его пористой структуры и скорости потока реакционной смеси. Повышение температуры увеличивает скорость поверхностной реакции, что обусловливает также возрастание скорости контактного процесса. Концентрации (парциальные давления) реагентов на внешней и внутренней поверхности катализатора и в газовом потоке практически не отличаются друг от друга. [c.281]

Кинетические закономерности реакции изомеризации н-пентана на алюмоплатиновом катализаторе,промотированном фтором, были изучены в связи с разработкой технологии процесса [38]. Была установлена зависимость выхода изопентана от мольного отношения водород н-пен-тан, рабочего давления, температуры и объемной скорости подачи н-пентана. Было изучено также влияние парциальных давлений н-пентана и водорода на скорость протекания реакции. Состав исходного сырья и продуктов реакции определялся с помощью газожидкостной хроматографии. Реакция протекала с высокой селективностью выход продуктов распада не превышал 1%. Диаметр зерна катализатора составлял 1,5 мм. Для описания полученных закономерностей бьшо использовано уравнение для случая мономолекулярной обратимой гетерогенной реакции, протекающей в струе [39]. Преобразование уравнения дает следующее выражение для константы скорости реакции [c.20]

При разработке бифункционального катализатора, каким является катализатор высокотемпературной изомеризации, должны быть решены вопросы выбора природы и количества металла, а также сформулированы требования к носителю. Носитель должен обладать сильными кислотными свойствами, обеспечивающими высокую скорость протекания реакции изомеризации в сочетании с максимально возможной избирательностью и гидрирующими свойствами, обеспечивающими стабильную работу катализатора в процессе его эксплуатации. [c.43]

На рис. 1Х-1 показано влияние некоторых добавок на каталитическую активность железа в процессе синтеза аммиака. Рис. 1Х-2 иллюстрирует проявление избирательных свойств катализатора. Добавки, которые сами по себе не обладают каталитическими свойствами, но усиливают активность катализатора, называются промоторами. Вещества, в присутствии малых количеств которых снижается активность катализаторов, носят название катализа-торных (контактных) ядов. Обычно они не добавляются специально к катализатору, но неизбежно отлагаются на нем в течение процесса. Ускорителями называют вещества, при добавлении которых в реакционную систему поддерживается активность катализатора за счет подавления действия катализаторных ядов или какого-либо другого воздействия. Вещества, добавляемые в процессе производства катализатора для уменьшения их активности, носят название ингибиторов, они могут иметь ценность в том случае, если катализатор вводится не для увеличения скорости реакции, а для проявления избирательности действия. [c.304]

Поскольку парафиновые углеводороды подвергаются каталитическому крекингу сравнительно медленно, Томас [275] считал, что первоначальной реакцией, а также стадией, определяющей скорость процесса, является термическое разложение насыщенных углеводородов. Образующийся олефин соединяется на поверхности катализатора со свободным протоном, и получается карбоний-ион [276, 278]. Установлено, что карбоний-ионы могут возникать при адсорбции парафинов на катализаторах крекинга благодаря отрыву катализатором гидрид-иона. [c.336]

Но при низких температурах и давлениях в присутствии обычно применяемого в таких реакциях кобальтового катализатора скорость обеих реакций очень невелика, и процесс в этих условиях практически не идет несмотря на то, что равновесный термодинамический состав удовлетворительный. Однако с увеличением температуры и давления скорость гидроформилирования возрастает намного быстрее, чем скорость гидрирования, что позволило определить условия применения этих процессов в промышленности. [c.217]

Полимеризация изопрена под влиянием катализаторов Циглера-Натта. Характерной особенностью реакций полимеризации изопрена в присутствии каталитической системы R3AI + Ti U является резкая зависимость скорости процесса от состава катализатора (рис. 6). Максимальный выход полимера наблюдается при строго эквимолекулярном содержании алюминия и титана. Это соотношение оптимально и с точки зрения получения высокомолекулярного стереорегулярного полимера. При избытке Ti U превалируют процессы катионной полимеризации, приводящие к малорастворимым полимерам, содержащим циклические фрагменты. Катализаторы, полученные при отношениях Al/Ti > 1, приводят к образованию наряду с ч -1.4-полиизопренами олигомерных продуктов — циклических и линейных димеров (тримеров) изопрена. Выход [c.211]

Активность катализаторов определяется их способностью увеличивать скорость химических реакций, в которых они участвуют. Но, так как сами каталитические реакции являются сложными процессами, состоящими из многих физико-химических стадий, то определение истинной активности катализаторов достаточно сложно. Обычно ее оценивают по выходу целевых продуктов в стандартных условиях испытания. [c.140]

Процессы крекинга в кипящем слое на практике осуществляются при вполне определенной скорости перемешивания частиц катализатора парами самого сырья и продуктов реакции в соответствующей смеси с водяным паром. Поэтому методы оценки активности порошкообразных катализаторов непосредственным крекингом СЕ.урья в кипящем слое кроме прочих условий должны обеспечивать во всех случаях испытания одинаковый [c.155]

Процесс протекает под влиянием оснований, из которых для синтеза эластомеров наиболее удобным оказался комплексный катализатор, состоящий из третичного амина и окиси олефина, поскольку он позволяет осуществлять регулирование скорости процесса в достаточно широком интервале. Исследование кинетики реакции [79] показало, что процесс представляет собой своеобразный вариант анионной полимеризации, скорость которой описывается уравнением первого порядка. [c.446]

Катализом называется явление изменения скорости реакции под влиянием присутствующего в системе какого-либо вещества, состояние и количество которого в конце реакции остается неизменным. Вещество, ускоряющее какую-либо химическую реакцию, но остающееся после реакции в неизмененном состоянии и количестве, называется катализатором. Неизменность состояния и количества катализатора отличает его от индуктора, который хотя и способен вызывать химическую реакцию, неосуществимую без индуктора, но расходуется в процессе реакции. Катализатор не влияет на состояние равновесия, а лишь изменяет скорость, с которой это состояние достигается. Количество катализатора, изменяющего скорость реакции, обычно очень невелико. Так, для заметного ускорения процесса окисления ЫагЗОз в водном растворе достаточно добавить в него USO4 в концентрации порядка 10- . [c.234]

Использование катализатора приводит к существенному понижению величины энергии активации и соответственно увеличению скорости химической реакции. Катализатор ие влияет на положение равновесия между исходными и конечными продуктами, т. е. на изменение свободной энергии процесса. Для реакций in vivo особенно важен ферментативный катализ, который осуществляется при помощи ферментов (энзимов) — высокоспецифичных биокатализаторов белковой природы. На рис. 4.1 приведены примеры энергетических диаграмм для каталитических и некаталитических процессов. [c.89]

ZnO ZnS ZnO—ZnS ZnS—ZnS04 310— 315° С, скорость дегидрирования примерно на порядок выще скорости дегидратации. Активность ZnS к NiS, но быстро падает. В процессе реакции катализатор теряет часть серы. Сложные катализаторы, содержащие ZnS, менее активны, чем ZnS. На стенках реактора обнаружен кокс и налет Zn [191] ZnS (в условиях реакции переходит в ZnO) 310—350° С. По-видимому, активность ZnO > ZnS [192] [c.1364]

Пусть — константа скорости процесса связывания катализатора (образования предполагаемого промежуточного соединения), а А, — константа скорости процесса регенерации катализатора (разрушения укаван-ного соеджнення с образованием продуктов реакции). Естественно допустить, что наиболее активным будет такой катализатор, для которого [c.365]

Существует два основных метода охлаждения реагирующей смеси между стадиями адиабатического процесса. С конструктивной точки зрения проще всего смешивать реагенты с байпасной частью исходной смеси. Не обязательно использовать холодное сырье можно вводить в реактор холодное инертное вещество, разбавитель нли смесь какого-либо иного состава. Например, в процессе окисления двуокиси серы используется подача холодного воздуха. В любом случае недостатком такого метода является то, что реагирующая смесь, в которой уже достигнута некоторая степень превращения, разбавляется пепрореагировавшим веществом. Альтернативным методом является охлаждение в промежуточном теплообменнике, где состав реагирующей смеси совсем или почти не меняется. Для каталитических реакций скорость процесса в отсутствие катализатора пренебрежимо мала поэтому, скажем, из реактора с неподвижным слоем газовый поток можно направлять во внешний теплообменник, а затем возвращать в следующий адиабатический слой без заметного изменения степени полноты реакции. В гомогенно-каталитическом процессе реакция может происходить и в теплообменнике, тогда теплообменник можно рассматривать как неадиабатический трубчатый реактор. [c.216]

Одной из обязательных стадий гетерогенных катал]-1тических реакций является перенос реактантов к активной поверхности пористого катализатора. Если химическая реакция протекает достаточно быстро, скорость процесса может лимитироваться [c.95]

Роль поверхности в инициировании активных центров, которые ведут цепь главным образом в гомогенной фазе, уже обсуждалась этим далеко но исчерпывается поведение катализатора в каталитических реакциях. Реакцип, которые происходят полностью на поверхности катализатора, встречаются, по-видимому, гораздо чаще. Этот класс реакций отличается от рассмотренных выше тем, что скорость таких реакций прямо пропорциональна количеству катализатора. Когда такая зависимость не подтверждается эксиериментально, то это может означать, что реакция идет по смешанному механизму или же скорость реакции лимитируется диффузией. Объяснение экспериментальных данных с помощью конкретного механизма в таком случае становится исключительно трудным. Если скорость реакции зависит от первой степени концентрации катализатора, то экспериментальные данные по скоростям реакции подвергаются обработке, хотя и в этом случае остается неопределенность, связанная с отсутствием точных данных по изотермам сорбции всех частиц, принимающих участие в процессе. [c.540]

В таком случае реакции 3 или 3 будут определять скорость процесса и давать закон нервого порядка по адсорбированному спирту. Однако так как реакции дегидрогенизации ускоряются металлическими катализаторами, особенно металлами переменной валентности, то весьма вероятно, что реакции на поверхности могут протекать с участием свободных радикалов, которые образуют не очень сильные связи с атомами металла на поверхности. Если обозначить атомы металла на поверхности через М, то механизм такой реакции можно представить следующим образом [c.542]

Несомненный интерес представляет цикл работ Со-морджая и сотр. [174—177] по исследованию кинетики различных реакций (в том числе дегидроциклизации) на монокристаллах металлов (Р1, 1г, N1, Ag) с одновременным определением структуры и состава поверхности методом дифракции медленных электронов и Оже-спект-роскопии. Показано, что атомные ступеньки на поверхности монокристалла Р1 являются активными центрами процессов разрыва связей С—Н и Н—Н. Зависимость скоростей реакций дегидрирования и гидрогенолиза циклогексана и циклогексена от структуры поверхности Р1 свидетельствует о существовании изломов и выступов на атомных ступеньках. Такие дефекты структуры являются особенно активными центрами процесса расщепления С—С-связей. Установлено, что активная поверхность Р1 в процессе реакции покрывается слоем углеродистых отложений свойства этого слоя существенно влияют на скорость и распределение продуктов каталитических реакций. Показано, что дегидрирование циклогексана до циклогексена не зависит от структуры поверхности (структурно-нечувствительная реакция). В то же время дегидрирование циклогексена и гидрогенолиз циклогексана являются структурно-чувствительными реакциями. Полученные результаты позволили расширить классификацию реакций, зависящих от первичной структуры поверхности катализатора и от вторичных изменений поверхности, возникающих в процессе реакции. При проведении реакций на монокристаллах 1г показано, что ступенчатая поверхность 1г в 3—5 раз более активна в [c.252]

В другом процессе, где источником кислорода также является воздух, применяются такие псевдоожиженные термостойкие материалы, как окиси алюминия, магния или кремния. Этуэлл [3] нагревал термостойкий материал до 1093° С, продувая воздух для выжигания остаточного углерода, отложившегося на термостойком материале во время последую-ш,их операций, и добавочный топочный газ. Горючий твердый материал поступает затем в псевдоожиженный слой никелевого катализатора вместе с предварительно нагретым метаном, паром и двуокисью углерода. Это тепло горячего термостойкого материала используется для эндотермической конверсии метана в синтез-газ. Способ отделения никелевого катализатора от термостойкого материала основан на разнице в размерах их частиц (частицы термостойкого материала меньше по величине). Частицы термостойкого материала выдуваются из слоя катализатора, состоящ его из более крупных частиц. При этом возникает другая трудная технологическая задача — транспортировка горячего твердого материала, тем более, что при необходимости работать при 30 ат уменьшение скорости реакции [21] обусловит потребность в более высоких температурах для данной конверсии. Гомогенное частичное окисление метана кислородом представляет интерес для промышленности с точки зрения (I) производства ацетилена и в качестве побочного продукта синтез-газа [5, 10, 7, 12, 2 и (2) производства синтез-газа в качестве целевого продукта при давлении около 30 ат [19, 12, 2]. Для термического процесса (без катализатора) необходима температура около 1240° С или выше, чтобы получить требуемую конверсию метана [19]. Первичная реакция является сильно экзотермической вследствие быстрой конверсии части метана до двуокиси углерода я водяного пара [22]. Затем следует эндотермическая медленная реакция остаточного метана с двуокисью углерода и водяным паром. Для уменьшения расхода кислорода на единицу объема сиптез-газа в-Германии [7] для эндотермической асти реакции применяются активные никелевые катализаторы. В Соединенных Штатах Америки приняты некаталитические реакции как часть гидроколь-процосса [19, 2] для синтеза жидких углеводородов из природного газа. [c.314]

В процессе на. катализатор вместе с сырьем непрерывно поступает промотор — хлорорганическое соединение (несколько миллионных долей). На платиновом катализаторе промотор превращается в хлороводород. Рециркуляция НС1 не предусмотрена. Низкая скорость реакций гидрокрекинга и небольшая величина коксоотложения на катализаторе позволяют использовать его длительное время без регенерации. Присутствие очень незначительных количеств XJ opoвoдopoдa и практически полное отсутствие влаги в реакционной системе позволяют сооружать установки из углеродистой стали. [c.102]

Пример УП-4. Зуссман и Поттер изучали каталитическое гидрирование пропилена в проточном реакторе. Было обнаружено, что стадией, определяющей скорость процесса, является реакция на поверхности катализатора между адсорбированным олефином и водородом, который адсорбируется с одновременной диссоциацией. Установлено, что водород, по сравнению с олефинами, адсорбируется очень слабо, поэтому можно пренебречь его влиянием в адсорбционном множителе кинетического уравнения. [c.230]

УП-5. Маурер и Слепцевич показали, что стадией, определяющей скорость процесса каталитической дегидратации бутанола-1, является химическая реакция на поверхности катализатора, описываемая уравнением начальной скорости [c.234]

Азотная кислота получается преимущественно окислением аммиака в присутствии катализатора из сплава 90% платины и 10% родия в виде 20 слоев сеток (с размером отверстий 0,175 мм), изготовленных из проволоки толщиной 0,076 мм. Эта сетка имеет металлическую поверхность 1,5 м /м . В качестве катализатора используют также гранулированную смесь окиси железа и окиси висмута. В платиновый конвертор, работающий при давлении 7 кгс/см , при суточной производительности 55 т 100%-ной HNOз загружают 2977 г сплава. После зажигания реакция протекает автотермично путем соответствующего предварительного подогрева газовой смеси поддерживается температура 882—910 °С. При этих условиях время реакции составляет примерно 0,0001 сек, тогда как при атмосферном давлении требуется от 0,01 до 0,02 сек. Кислород адсорбируется на поверхности катализатора и реагирует с аммиаком, который диффундирует к поверхности. Скоростью диффузии аммиака определяется общая скорость процесса . [c.326]

Возможен прямой экспериментальный подход, при котором изучается влияние всех параметров процесса, например начальных концентраций, растворителей, температуры, давления, скорости теплообмена, перемешивания, объемной скорости и свойств катализатора. При помощи графиков и диаграмм, на которых показано влияние этих переменных, в сочетании с имеющимися уже соотношениями для физических процессов, определяющих характер данной реакции, можно сделать выбор условий работы промышленной установки. Разработка и создание лабораторного и опытного оборудования не могут здесь рассматриваться. Однако можно сделать ссылки на литературу, особенно на серию посвященных имеющимся опытным установкам статей, которые появлялись с 1947 г. в журнале Industrial and Engineering hemistry . Кроме того, в последнее время издан ряд книг, в которых затрагиваются принципиальные и практические вопросы проведения экспериментальных работ - . [c.340]

Величина кажущейся энергии активации равна 20 ккал1моль, вследствие чего маловероятны диффузионные процессы (к катализатору или от него) скорость реакции, проводимой на железном катализаторе, зависит от размеров его частиц, что указывает на поверхностный эффект. [c.254]

Следуя теории активного комплекса, считаем, что существует равновесие между исходными веществами и активным комплексом. Это допущение, как будет показано ниже, необязательно, но определяет вид получаемого кинетического урав-нення. Следовательно, правильность его в конкретных случаях может быть проверена экспериментально. Скорость процесса в целом определяется скоростью распада активного комплекса в наираЕшении образования продуктов реакции и регенерации катализатора [c.277]

Скорость процесса в целом будет определяться скоростью наиболее медленной стадии. Если скорость реакции на поверхности катализатора больше скорости диффузии, то скоршггь [c.311]

Если скорость диффузии и скорость химической реакции, рассмотренные независимо друг от друга, соизмеримы, то имеется переходная область. Один и тот же процесс, в.зависимости от условий его проведения, может лежать в различных областях. Большое (влияние на характер протекания гетерогенного химического процесса оказывают давления реагирующих веществ,..хкоррстц.п охо,крв, пористость катализатора и темпера- [c.312]

Для осуществления первой стадии (образования мульти-, плетного комплекса) реагирующие молекулы должны получить энергию, необходимую для разрыва связей при этом выделяется энергия образования мультиплетного комплекса. Разность этих энергий и есть (в первом приближении) энергия активации, которая, очевидно, уменьшается с увеличением сродства катализатора к субстрату. Для осуществления второй стадии (распада мультиплетного комплекса с образованием продуктов реакции) мультиплетному комплексу должна быть сообщена энергия, необходимая для разрыва связей в нем в результате выделяется энергия образования конечных продуктов. Разносгь этих энергий определяет скорость второй стадии. Таким образом, безграничное увеличение сродства катализатора к субстрату не приведет к безграничному ускорению каталитического процесса. До определенного предела (пока скорость процесса определяется первой стадией) энергия активации будет уменьшаться и активность катализатора будет увеличиваться. Од- [c.346]

В отсутствие катализатора скорость этой реакции при обычных условиях крайне мала. Однако пря лаличви катализатора (например, платинированного асбеста) процесс образования воды протекает с льшой скоростью. [c.190]

Один ИЗ способов уменьшить затраты на химическое производство - проводить реакцию как непрерывный процесс. Так же как притоки впадают в реку и текут в океан, реагенты постоянно втекают в реактор, а продукты вытекают из него На рис. VIII.4 показана схема непрерывного процесса. Скорость процесса, время, температура и состав катализатора при этом должны внимательно контролироваться. [c.509]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология