Скорость процесса реакции числа ступеней

Для большинства реакций при ступенчатом изменепии концентрации средняя скорость процесса получается много меньше, чем скорость взаимодействия реагентов в периодическом реакторе или в реакторе вытеснения. Следовательно, для достижения равной производительности объем реакционного пространства должен быть больше, а в некоторых случаях значительно больше, чем меньше число ступеней реактора. [c.82]

Совершенствовалась и технология гидрогенизационной переработки смол. Здесь, как и в случае гидрогенизации углей, наблюдается отход от традиционной трехступенчатой технологии деструктивной гидрогенизации и стремление всемерно упростить технологические схемы путем сокращения числа ступеней и снижения давления . Выяснены зависимости между давлением и скоростью основных реакций процесса Практически можно легко ориентироваться в выборе давления, с тем чтобы найти разумный компромисс между удорожанием процесса из-за применения более сложной аппаратуры высокого давления и обеспечением нужных скоростей реакций и предотвращением отравления катализаторов. Возможность защиты катализаторов при переработке сланцевых смол позволила сократить или полностью устранить самую неэффективную стадию традиционной технологии — жидкофазное гидрирование с плавающим катализатором, заменив ее гидрированием на активных стационарных катализаторах . [c.46]

Для заданной входной концентрации ,-i это уравнение является линейным соотношением между концентрацией на выходе и скоростью. Прямая пересекает ось абсцисс в точке -i и имеет тангенс угла наклона 1/тг. Кроме того, значения u и С должны соответствовать также уравнению скорости процесса u = k i [или в общем виде ui = kf( )]. Таким образом, пересечение прямой, построенной по уравнению (V.32), с кривой зависимости скорости от концентрации дает значение С, (рис. 12). После определения i расчет повторяют, чтобы найти +i в следующей ступени. При одинаковом времени пребывания реагентов в реакторе полного смешения (одинаковом объеме реакторов в каскаде) прямые, определяемые уравнением (V. 32), будут параллель ными. Если задано число реакторов и конечная степень превращения, то время пребывания в реакторе находят путем подбора. Этот метод применим только в том случае, когда скорость реакции можно выразить как функцию одной переменной (щ — = ki( i)). [c.94]

Протеканию реакции благоприятствуют низкие температуры. Поскольку при снижении температуры уменьшается скорость реакции, конверсию проводят в присутствии катализатора. Оптимальную температуру процесса выбирают в зависимости от типа и активности катализатора, необходимой степени конверсии СО, технологической схемы и числа ступеней конверсии. [c.120]

Такое уменьшение реакционного объема, достигаемое путем интенсификации химического процесса в результате применения принципа противотока, является минимально возможным для случая, когда 7 = 1, и оно, как видно, близко к предельно возможному (8,9%), вычисленному ранее для одноступенчатой противоточной (гипотетической) системы. Отсюда очевидно, что при заданных условиях реакции применение трехступенчатой системы с противотоком между ступенями или аналогичной системы с большим числом ступеней не приведет к значительному увеличению скорости реакции и тем самым к заметному уменьшению величины обш,его реакционного объема. [c.315]

Конструкции и число ступеней реакторов со ступенчатым регулированием температуры различаются в зависимости от особенностей химических процессов, которые в них проводятся. Для реакций, идущих с малой скоростью, требуется катализатор в большом объеме. При этом, если тепловой эффект реакций невелик, то все реакционное тепло расходуется на подогрев реакционной смеси, которая и уносит это тепло из реактора (одна ступень). Реактор представляет собой цилиндрический сосуд, заполненный катализатором (рис. 27). Объем катализатора определяется временем контакта, необходимым для полного превращения сырья. [c.75]

Вопрос об оптимальном соотношении объемов ступеней неоднократно обсуждался в литературе. При этом, однако, рассматривались лишь гомогенные химические реакции (см., например, обзор в работе [51]). Выло установлено, что значение Я(,пт при проведении гомогенных химических реакций в каскаде реакторов смешения заключено в диапазоне от 1 до а, т. е. в иных пределах, чем для гетерогенных процессов. Это отражает некоторые принципиальные различия между гомогенными и гетерогенными процессами, отмечавшиеся в главе 1. Результаты изотермического гомогенного процесса полностью определяются концентрациями реагентов в ступенях и средним временем пребывания в них распределение частиц (т. е. молекул) по времени пребывания не играет в этих процессах никакой роли, так как химическая активность молекулы не зависит от того, сколько времени она уже пробыла в каскаде реакторов. В противоположность этому, химическая активность частицы твердой фазы в гетерогенном процессе зависит от времени ее пребывания в каскаде чем больше время пребывания частицы, тем сильнее она растворилась и тем ниже ее реакционная способность. Это различие между гомогенным и гетерогенным химическими процессами хорошо видно на примере реакций нулевого порядка. Если скорость гомогенного процесса не зависит от концентрации, то степень превращения определяется только средним временем пребывания и не зависит ни от числа ступеней, ни от соотношения их объемов. В этих условиях можно выбрать в качестве опт произвольное неотрицательное число. Если обозначить оптимальное отношение объемов при нулевом порядке реакции через Яо, то естественнее всего положить Хо==0, что соответствует одноступенчатому реактору применение многоступенчатых систем для проведения таких процессов является излишним. Для гетерогенных реакций нулевого порядка это уже не так результат процесса определяется не столько средним временем пребывания, [c.187]

Дополнительный эффект объясняется тем, что, помимо лучшего распределения частиц по времени пребывания, в многоступенчатых системах устанавливаются и более благоприятные значения концентрации активного реагента. При стационарном протекании процесса в одноступенчатом реакторе концентрация реагента в нем соответствует минимальному значению, равному концентрации в конце периодического процесса, который протекает в тех же условиях. При переходе к двухступенчатому каскаду концентрация во второй ступени остается на этом же минимальном уровне. Однако в первой ступени установится более высокая концентрация активного реагента, совпадающая с промежуточным значением концентрации в периодическом процессе. Значение в соответствии со стехио-метрическими соотношениями протекающей реакции, определяется долей нерастворившегося компонента Разумеется, благодаря более высокой концентрации реагента в первой ступени средняя скорость процесса в двухступенчатом реакторе заметно выше, чем в одноступенчатом. Продолжая увеличивать число ступеней, можно добиться существенного увеличения средней концентрации реагента в каскаде, приблизив ее к соответствующему значению в периодическом процессе (рис. 5.14). [c.194]

Как известно, повышение температуры на 10° С увеличивает скорость химической реакции в два и более раза. При переводе производства 1-аминоантрахинона с периодической на непрерывную схему температура была повыщена с 220—230 до 260— 270° С, продолжительность процесса сократилась при этом примерно в 16 раз. Если повышение температуры ускоряет побочные реакции больше, чем основную, то для сохранения выхода продукта приходится применять такие приемы, как, например, сокращение длительности вспомогательных операций (для уменьшения времени пребывания реакционной массы при повышенной температуре), ступенчатый подогрев. В условиях ступенчатого подогрева процесс начинается при пониженной температуре. При этом нужная скорость реакции обеспечивается благодаря высокой концентрации исходных веществ. По мере снижения их концентрации температуру повышают в этот период отнощение количества примесей к количеству образующегося в реакционной массе продукта возрастает, но абсолютное их количество все же невелико. Такой прием применяют при сульфировании нафталина в 1-сульфокислоту, при нитровании 1-сульфокислоты нафталина, при сульфировании алкилбензолов, при нитровании хлорбензола и в ряде других реакций , Во всех перечисленных процессах число ступеней подогрева составляет 2—4. [c.135]

Полисахариды гидролитически расщепляются в значительно большее число ступеней. Общая скорость химического процесса, протекающего через ряд последовательных реакций, определяется скоростью наиболее медленной реакции. [c.175]

В работе [33] на примере реакции изомеризации 2-метилпентана было показано, что процесс протекает в три ступени, которые можно рассматривать независимо одна от другой (табл. 1.9). Самой быстрой является реакция (I), протекающая без изменения числа третичных углеродных атомов. Затем изомеризации подвергается равновесная смесь метилпентанов до равновесия с 2,3-диметилбутаном (реакция II). Третья ступень включает реакции (III) и (IV), обладающие сравнимыми скоростями. [c.29]

Все эти факторы могут способствовать (а большинство их, вероятно, и фактически способствует) лимитированию скорости фотосинтеза при различных условиях, являясь, таким образом, причиной насыщения этой скорости в отношении различных кинетических переменных. Нет никаких теоретических оснований ожидать, и экспериментальные данные совершенно не указывают на то, что насыщение в отношении, например, интенсивности света или концентрации двуокиси углерода всегда вызывается одним и тем же лимитирующим фактором. Наоборот, можно найти ясные указания на явления насыщения, вызванные медленной диффузией, медленным карбоксилированием, различными каталитическими недочетами, недостаточным освещением и ограниченным снабжением восстановителями (в бактериальном фотосинтезе). Все это можно рассматривать как доказательство хорошей согласованности фотосинтетического процесса в целом, так как это означает, что различные части сложного аппарата фотосинтеза имеют приблизительно одинаковую максимальную производительность. В свете такого разнообразия возможных лимитирующих скорость ступеней становится понятным, почему многократные попытки представить кинетику фотосинтеза при помощи схем, состоящих из небольшого числа реакций, например только из одной световой и одной темновой реакции, могли привести лишь к весьма скромным результатам. [c.279]

Технологический режим. Основные технологические параметры риформинга — объемная скорость подачи сырья, давленпе, кратность циркуляции водородсодержащего газа, максимальная температура процесса, а для установок с движущимся слоем катализатора — производительность узла регенерации, выбираются при проектировании установок. Объемная скорость подачи сырья составляет 1,5—2 ч- . Частные объемные скорости по ступеням реакции, число ступеней (обычно в пределах 3—5) выбираются с учетом качества сырья и требований к качеству катализата. Для современных установок характерно неравномерное распределение катализатора по реакторам. Для трехреакторного блока распределение катализатора составляет от 1 2 4 до 1 3 7, для четырехреакторного она может быть, например, 1 1,5 2 5 5. Снижение скорости подачи сырья приводит к уменьшению селективности процесса, понижению выхода катализата н водорода, повышению выхода углеводородно/о газа, снижению концентрации водорода в циркуляционном газе. Снижение рабочего давления риформинга повышает селективность процесса (рис. 2.2.3), способствуя реакциям ароматизации п. подавляя гидрокрекинг. Однако при снижении давления увеличивается скорость дезактивации катализатора за счет накопления на нем кокса (рис, 2,24, а). Первые промышленные установки каталитического риформинга были рассчитаны на рабочее давление 3,5—4 МПа. Применение стабильных полиметаллических катализаторов позволило снизить давление до 1,5—2 МПа на вновь проектируемых установках с неподвижным слоем катализатора и до 0,7—1,2 МПа на установках с движущимся катализатором. На действующих установках риформиига замена алюмоплатиновых катализаторов на полиметаллические позволяет снизить рабочее давление с 3,0— [c.132]

Физическая сущность эффекта секционирования прежде всего сводится к уменьшению интенсивности продольного перемепгавания частиц в целом по объему реактора. С увеличением числа ступеней и уменьшением доли обратного перемешивания секционированный аппарат все более приближается к реактору полного вытеснения (рис. 28 и 29) в нем увеличивается перепад концентраций и температур по высоте, уменьшается фактическое время пребывания частиц в реакторе и т. д. Очевидно, что целесообразность и необходимость секционирования, так же как и выбор числа секций и доли обратного перемешивания, должны прежде всего определяться из условия теоретически возможной конверсии и избирательности процесса. Это значит, что должен учитываться и механизм, и тип реакций, и соотношения их скоростей. Так, например, процессы жидкофазного окисления относятся к классу самораз-вивающихся процессов и могут протекать только в реакторах смешения. Если какие-либо из побочных реакций являются последовательными и при этом расходуются целевые продукты или промежуточные продукты, идущие на образование целевых, то можно ожидать, что секционирование приведет к увеличению избирательности процесса. [c.91]

Если результат преврац1ения может быть выражен в зависимости от скорости реакции, которая является функцией концентрации реагентов, возрастающей по экспоненциальному закону, независимо от числа ступеней в каскаде, анализируют систему только по скорости реакции, Мак-Маллин и ВеберЛ, а также -Грин-хол, Джонсон и Нотт 2 рассматривают непрерывные процессы с этой точки зрения. [c.122]

Условия проведения процесса (скорость газа в барботажных трубах, глубина барботажа, число ступеней конденсации и др.), при которых достигается заданная степень конденсации паров серной кислоты в барботажном конденсаторе, определяют обычными методами , учитывая, что в процессе охлаждения газа дополнительно выделяется тепло образования паров серной кислоты по реакции (П1, 3). Однако такие методы расчета процессов массопередачи могут быть применены в тех случаях, когда пересыщение конденсирующихся паров не превышает критической величины, т. е. если 5<5кр. Определение величины возникающего пересыщения пара 5 в рассматриваемом случае особенно важно, так как пары серной кислоты легко конденсируются в объеме с образованием устойчивого тумана. В связи с этим при расчете процесса конденсации паров серной кислоты необходимо установить пересыщение пара, возникающее в различных стадиях процесса, чтобы определить границу применимости обычных формул расчета процесса мa oпepeдa iи. [c.104]

При наличии более трех ступеней алгебраические методы расчета реакторов требуют много времени. Используя некоторые приемы, предложенные Элдриджем и Пире [10], или же различные графические методы [11 —16], расчет реактора может быть значительно упрош,ен. Графические методы расчета рационально применять в том случае, когда скорость реакции можно выразить как функцию одной переменной, например концентрации одного из реагентов. При графических методах нет необходимости определять порядок реакции, расчет можно проводить непосредственно по экспериментальным значениям скорости реакции. После нанесения на график найденных значений скорости реакции в зависимости от концентрации число аппаратов, необходимых для достижения некоторой заданной степени превращения, можно определить простым ступенчатым построением графика аналогично тому, как это делается в методе Мак-Кэба— Тиле при расчете процесса ректификации. [c.86]

Число молекул, вступающих в элементарный акт (отдельная ступень) химической реакции, происходящей за одно столкновение реагирующих молекул, называется молекулярностью реакции. Поэтому молекулярность реакции не может быть не-целочис ленной. Известны мономолекулярные, бимолекулярные и, как редкое исключение, тримолекулярные реакции. Порядок же реакции, будучи результатом взаимоналожения кинетических закономерностей (и молекулярностей) отдельных ее стадий, может быть и нецелочисленным и не совпадать ни с суммой стехиометрических коэффициентов химического уравнения реакций, ни с молекулярностью отдельных ее элементарных стадий. Порядок реакции отраясает суммарную кинетическую зависимость скорости всей многостадийной реакции от концентрации реагирующих веществ, а молекулярность — механизм элементарных стадий сложного процесса. Поэтому порядок и молекулярность совпадают лишь для простых по механизму реакций. [c.237]

Вид аналитического сигнала зависит от применяемого поляризующего напряжения, способов измерения, обработки и конструкции ИЭ. Если задающее устройство имеет только ИПН и ИРН, обеспечивающие непрерывную, ступенчатую или импульсную PH с небольшой скоростью изменения (0,1-50 мВ/с), то при любых ИЭ зависимость I (F) получают в виде ступени (см. рис. 2, I), высота которой коррелирует с концентрахщей вещества. Эта вольтамперограмма имеет три участка I-область остаточного тока, обусловленного емкостным током и токами сопутствующих компонентов, имеющихся в растворе, восстановление которых происходит в области более положительной, чем восстановление определяемого вещества П - область собственно волны, это участок потенциалов, где происходит резкое нарастание тока по его наклону определяют обратимость процесса, число участвующих в реакции электронов, константу скорости и другие электрохимические параметры процесса П1-область предельного тока, соответствующая наступлению в приэлектродной области состояния стационарной диффузии. Так как Сдд-функция поляризующего напряжения, то чем меньше концентрация определяемого вещества, тем более выявляются наклоны в областях I и Ш. Эти наклоны имеют нелинейный характер, но на небольшом участке их можно шпроксимировать прямыми с различным наклоном. [c.73]

Скорости реакций основного гидролиза комплексов кобальта, приведенные в табл. 3.22, можно объяснить с учетом данных табл. 1.9, 1.10 и 3.23, а именно уве.личение числа циклов и N-aлкильпыx заместителей повышает Ка и, следовательно, скорость основного гидролиза. Это влияние обуслов-,1ено эффектом сольватации и в действительности пе может быть доводом в пользу какого-либо механизма. Существеппо, что влияние сольватации подразумевает большую легкость нейтрализации заряда катиона, который не сильно сольватирован, а,/1кильные заместители при атоме углерода имеют меньшее влияние на рКа- Скорость основного гидролиза высока даже для диаминов, вхождение которых в комплекс пространственно затруднено. Это подтверждает, что основную роль играет ступень диссоциации, а пе процесс 8>г2. [c.167]

Бусер [127] провел недавно значительное число экспериментов по выяснению природы ступени обрыва цепей в случае автоокисления кумола. При сравнении в идентичных условиях скоростей автоокисления кумола обычного и дейтерированного (23—50% р-водородов замещены дейтерием) установлено, что дейтеросоединение автоокисляется па 10—15% быстрее. Это вызывает предположение, что реакция (41а) неправильна, а ступень обрыва цепи включает некоторые процессы типа [c.336]