Степень использования внутренней поверхности катализатора

Степень использования внутренней поверхности катализатора [c.41]

Для полной оценки структурных характеристик контактных масс необходимо знать объем пор или средний радиус и распределение объема пор по размерам. Зная размеры пор, можно при заданных условиях катализа определить наличие (или отсутствие) и степень внутридиффузионного торможения, а также степень использования внутренней поверхности катализатора, величина которой обратна размерам пор. Среди множества различных методов широкое применение нашел адсорбционный метод, который основан на том, что капиллярная конденсация в узких порах происходит при давлениях, меньших, чем давление насыщенного пара адсорбата [51, 216]. Снижение давления паров над цилиндрическим столбом жидкости, находящейся в поре (капилляре) с радиусом г, выражается уравнением Кельвина [c.250]

Степень использования внутренней поверхности катализатора Г], распределение концентрации по глубине гранулы у и скорость процесса во внутридиффузионной области определяются безразмерным параметром Тиле [c.451]

Степень использования внутренней поверхности катализатора определяется как отношение количества вещества, прореагировавшего в зерне, к тому количеству, которое могло бы прореагировать, если бы вся поверхность была равнодоступной для реагирующего компонента газа и, соответственно, концентрация реагента во всем объеме пор катализатора была бы равна концентрации у внешней поверхности зерна. Действительно, если поверхность поры полностью доступна газовому реагенту, то справедливо равенство [c.59]

Кривые показывают, что степень использования внутренней поверхности катализатора снижается по мере увеличения скорости химической реакции и физического сопротивления движению реагента. Кроме того, видно, что в данной системе реагенты — катализатор увеличение фактора эффективности связано с размером частицы и в меньшей степени — с коэффициентом массопередачи р [последний приблизительно нронорционален Изменение этих двух параметров в опытах по исследованию превращения позволило установить, что физический перенос влияет на полную скорость превращения. Таким образом, если на скорость превращения не влияет скорость движения жидкости, то можно утверждать, что торможение внешней массопередачей отсутствует внутренняя диффузия, однако, может быть ограничивающим фактором. Чтобы получить окончательное решение, исследуют влияние диаметра частиц. [c.177]

Как показано на основе численного анализа и экспериментальных данных в работе [И], в области температур пиже 500°С зависимость степени использования внутренней поверхности катализатора т) может быть однозначно определена отношением а/Ъ, так как величина т] практически не зависит от величины х при неизменном начальном составе. Это справедливо, если х не очень близко к равновесию. С увеличением отношения а/Ь величина т) уменьшается, так как нри этом увеличивается наблюдаемая константа скорости химического превращения К = /Р о . Наличие внутридиффузионного торможения приводит к изменениям зависимостей скорости реакции от концентрации кислорода и начальной кон- [c.187]

ММ И в редких случаях 3 мм. В результате многие промышленные процессы протекают в диффузионной области I, при этом степень использования внутренней поверхности катализатора не превышает 30—50% [1]. [c.93]

На рис. 110 показано, как степень использования внутренней поверхности сферического железного катализатора зависит от размера его зерен и температуры синтеза при 300 ат. Как видно из рис. 110, степень использования внутренней поверхности катализатора возрастает с уменьшением радиуса зерен и со снижением температуры. Использование внутренней поверхности при 500° С и 300 ат достаточно приближается к полному лишь для зерен радиусом 0,05 см. Для зерен радиусом 0,28 см стенень использования внутренней поверхности при этих условиях составляет лишь 0,65. [c.213]

С ростом скорости реакции глубина проникновения реагентов уменьшается. Степень использования внутренней поверхности катализаторов (т]) для ряда процессов представлена ниже [101, 103] [c.72]

При пропитке рассчитанным количеством раствора и малой выдержке можно получить катализаторы с большой концентрацией компонентов в наружном слое гранул. Степень использования внутренней поверхности катализаторов для процессов, протекающих в области внутренней диффузии, невелика. Поэтому нанесение активного компонента на всю глубину капилляров не имеет в этом случае большого значения. Для катализаторов, работающих в кинетической области, где степень использования активной поверхности близка к единице, необходимо равномерно покрывать всю внутреннюю поверхность носителя активным компонентом. Для этого необходимо избыточное количество пропиточного раствора. Иногда для получения более однородного катализатора пропитанный носитель измельчают, а затем повторно таблетируют и подвергают термообработке [80]. [c.130]

Итак, для получения надежных величин удельной активности условия эксперимента должны быть достаточно жестко лимитированы необходимо исследовать катализаторы,длительно поработавшие, достигшие стационарного состава исследования должны выполняться в изотермических условиях и в кинетической области. Последний фактор особенно важен для жидкофазных каталитических процессов. В жидкофазных реакциях, исключив влияние внешнедиффузионных ограничений, часто упускают из виду возможность протекания реакции во внутридиффузионной области. Для тонкопористых катализаторов это приводит к росту удельной активности с увеличением степени дисперсности катализаторов, если ие учитывается степень использования внутренней поверхности катализаторов, если в уравнения для расчета удельной активности не вводится при этом коэффициент т]. [c.143]

Если теплоноситель служит и катализатором, то с увеличением размера гранул уменьшается степень использования внутренней поверхности катализатора. Так, для каталитического крекинга при 500 °С и диаметре частиц катализатора 3 мм степень использования внутренней поверхности катализатора равна 78% повышение этой величины до 90% и более потребовало бы уменьшения диаметра частиц до 1,9 мм. Однако, применяя стационарный слой, нельзя брать очень маленькие гранулы, так как при этом резко возрастает сопротивление слоя (рис. 5). Если процесс протекает со значительным тепловым эффектом, соблюдение технологического режима затрудняется недостаточно интенсивной теплопередачей от частиц стационарного слоя к сырью, а также плохой теплопроводностью всей массы теплоносителя. Еще один недостаток описываемой системы — необходимость использования легко-испаряющегося сырья, так как наличие жидкой фазы приведет к неравномерному распределению сырья, к агломерации частиц теплоносителя в результате их слипания и закоксовывания. [c.27]

Рис. 4.27. Зависимость степени использования внутренней поверхности катализатора Т1 от параметра ф штриховыми линиями указаны примерные границы режимов /— кинетического II— переходного III— внутридиффузионного

Что такое степень использования внутренней поверхности катализатора, от какого параметра и как она зависит [c.146]

Оптимальный размер и целесообразная форма гранул катализатора конверсии углеводородов. Общий подход к решению проблемы подбора оптимальных размеров и формы гранул катализаторов разработан М. Г. Слинько. Применительно к катализаторам конверсии углеводородов этот вопрос ранее не рассматривался. Нами разработана методика расчета оптимального размера гранул катализатора, учитывающая специфику катализаторов данного типа. В основу этой методики положен соответствующий расчет для модельного реактора, что придает ей более общий характер. Другой особенностью методики является принятое условие, согласно которому уменьшение степени использования внутренней поверхности катализатора при уменьшении его гранул компенсируется ростом не только длины реактора, а одновременно двух его габаритных размеров (при сохранении неизменным нормального соотношения продольного размера к поперечному). Общие затраты на модельную установку, складывающиеся из затрат на реактор, катализатор и компрессор, рассчитываются с помощью полученного нами выражения [c.93]

Для внутреннедиффузионной области характерны 1) более слабая зависимость скорости реакции от температуры, чем при протекании реакции в кинетической области (энергия активации во внутреннедиффузионной области равна половине энергии активации реакции в кинетической области) 2) влияние размера гранул и концентрации активного компонента на носителе на скорость реакции 3) рост скорости катализа и степени использования внутренней поверхности катализатора при увеличении размера пор. [c.121]

Характер распределения активного компонента и глубина проникновения его в зерна носителя определяются в основном сорбционными свойствами поверхности носителя, а при малой сорбции — и условиями сушки [32]. Выбор распределения активного компонента по глубине зерна зависит от степени использования внутренней поверхности катализатора. Та , если процесс протекает в диффузионной области, то катализатор целесообразно наносить не на всю глубину зерна носителя, а только на его поверхностный слой определенной толщины, поскольку часть активного компонента, находящегося внутри гранулы, все равно не используется. [c.134]

Рис. 2.33. Зависимость степени использования внутренней поверхности катализатора ti от параметра ф. Пунктиры - примерные границы режимов

Число Тиле позволяет определить степень использования внутренней поверхности катализатора Т1, которая находится из выражения [c.683]

В табл. 11 приводятся данные последней работы Г. К. Борескова по степени использования внутренней поверхности катализаторов. Отдельные величины в ней вычислены в предположении, однородности структуры катализаторов. Как показывают результаты расчетов, ско рости реакций внутри зерен контактов довольно сильно снижаются из-за диффузионного торможения. Это особенно резко выражено у быстро идущих процессов (например, при окислении N1-13), а также в начальных стадиях даже сравнительно медленных превращений. Степень использования внутренней поверхности катализаторов в большинстве случаев получается все же довольно высокой. [c.138]

Степень использования внутренней поверхности катализаторов [c.139]

Рис, 27. Зависимость степени использования внутренней поверхности катализатора т) от числа Тиле Ф для цилиндрических зерен. [c.73]

Определить т] — степень использования внутренней поверхности катализатора — можно по числу Тиле Ф, которое характеризует активность поры в отношении реакции [c.73]

Составлена математическая модель [44] расчета на ЭВМ параметров, влияющих на кинетику протекающего внутри зерна процесса распределения концентраций, скорости реакции и степени использования внутренней поверхности катализатора. Эффективность каталитического процесса определяется не только свойствами самого катализатора, но и способом его-применения в виде неподвижного (фильтрующего) слоя, взвешенного (кипящего), движущегося (восходящего и нисходящего). Несмотря на то что в промышленности доминирует первый способ, преимущества кипящего слоя катализатора (КСК), особенно при высокой механической прочности частиц, очевидны. [c.90]

Цели, которые мы ставим при приближенном решении, — это вычисление или по крайней мере оценка степени использования внутренней поверхности катализатора в неизотермических условиях и максимального разогрева зерна. [c.143]

В табл. 20 приведены величины степени использования внутренней поверхности катализаторов, рассчитанные для некоторых промышленных процессов Г. К. Боресковым [829, 830]. [c.428]

Из выведенных уравнений видно, что падение концентрации реагирующего вещества по мере углубления внутрь зерна и, соответственно,, степень использования внутренней поверхности катализатора определяются значением безразмерного параметра [c.415]

В первоначальном варианте 5 рассматривалась как работающая площадь поверхности катализатора и принималось, что для массивных катализаторов она равна всей истинной площади поверхностн катализатора. Для пористых катализаторов с развитой внутренней поверхностью работающая поверхность может составить лишь некоторую долю от всей внутренней площади поверхности вследствие диффузионных ограничений. В уравнение для расчета удельной активности вводится коэффициент т], учитывающий степень использования внутренней поверхности катализатора [c.140]

Ранее [1] было показано, что для большинства промышленных каталитических процессов при диаметре зерна катализа гора менее 1,5 мм степень использования внутренней поверхности катализатора превышает 90%. В псевдоожиженном слое при осуществлении Каталитических процессов чаще всего используются частицы диаметром меньше 1 мм. По-видимому, только в очень редких случаях каталитический процесс может дротекать во внутридиффузионной области. [c.348]

Степень использования внутренней поверхности катализатора л зависит от параметра [c.80]

Диаметр частиц влияет на значение скоростей начала взвешивания и уноса, а также на степень использования внутренней поверхности катализатора. Сопоставление показателей процесса на катализаторе различного зернения целесообразно при одинаковых величинах избытка скорости над началом взвешивания. При увеличении в определенных пределах размера частиц, а следовательно, скорости начала взвешивания и рабочей скорости газа снижаются время пребывания реагентов в плотной фазе, степень использования внутренней поверхности катализатора и скорость процесса. Но одновременный и существенный рост доли газового потока, проходящей в плотной фазе, проводит, как это показано на рис. 5.18,6, к повышению степени превращения реагентов, что вместе с возрастанием рабочей скорости газа обеспечивает увеличение производительности реактора. Укрупнение частиц целесообразно до некоторого предела, после которого выход продукта будет снижаться за счет уменьшения скорости процесса и времени контакта газа в плотной фазе. Увеличение выхода продукта с ростом размера зерен катализатора наблюдается и в других процессах [11, 22, 23]. Для частиц различного размера при одинаковых числах псевдоожиження не обеспечивается подобие гидродинамической обстановки в слое [1]. Поэтому рассмотрение влияния размера частиц на показатели процесса при фиксированном значении числа псевдоожижения менее наглядно. [c.281]

Здесь Хк, ук — степень превращения метана в плотной и разреженной фазах, соответственно р — насыпная плотность катализатора, кг/м Fy — удельная активная поверхность катализатора, м никеля/кг г — степень использования внутренней поверхности катализатора А = 9,81 10 7 /(273Р) —безразмерный комплекс для приведения скорости к рабочим условиям в реакторе и — скорость реакции, определяемая уравнением (5.101) Шп — скорость подъема пузыря, м/с. [c.292]

Проведенные расчеты показали, что степень использования внутренней поверхности катализатора высокотемпературной конверсии углеводородов в виде гранул оптимального (с экономической точки зрения) размера очень мала. Размер таких гранул относительно велик и может колебаться в широких пределах (5—20 мм) без су-щ,ественного изменения годовых затрат. Таким образом, нет смысла стремиться к уменьшению размера гранул катализаторов данного типа, поскольку неизбежное в этом случае резкое увеличение затрат на преодоление гидравлического сопротивления потоку газа не компенсируется сокращением расходов на реактор и катализатор. Поэто-мувполне обоснованно применениекрупных (10—20 мм) гранулката-лизатора конверсии углеводородного сырья. [c.94]

Тогда скорость реакхщй равна г (наблюдаемая) кС у. Зависимость степени использования внутренней поверхности катализатора Г) от числа Тиле Ч для цилиндрических зерен представлена на рис. 11.6. [c.683]

Более или менее интенсивное перемешивание ожижающего агента в псевдоожиженном слое оказывает значительное влияние на протекание химических реакций [55, 211, 212, 297, 313, 314, 328, 329, 331, 665], так как перемешивание приводит к снижению двил<ущих сил процесса, т. е. к заметному уменьшению скорости химических реакций. При этом в ряде случаев вредное влияние обратного перемешивания ожижающего агента не компенсируется увеличением степени использования внутренней поверхности катализатора (т. е. преодолением диффузионных осложнений, характерных для работы с крупными зернами катализатора в неподвижном слое). При конструировании реакторных устройств важно учесть и свести к минимуму отрицательное влияние 1знутренней циркуляции в псевдоожиженном слое. [c.214]

В данном случае роль мелких пор и степень использования внутренней поверхности катализатора будут зависеть от константы скорости химической реакции, коэффициента диффузии и формы кинетического уравнения. Если скорость химической реакции значительно меньше, чем скорость переноса, то концентрации реагирующих веществ и продуктов реакции в газовом потоке у поверхности и в центре зерен катализатора не отличаются заметно друг от друга. В этом случае каталитический процесс лежит в кинетической области и описывается уравнением кинетики той реакции, которая протекает на поверхности катализатора. Скорость таких реакций прямо пропорциональна общей внутренней поверхности катализатора. Поэтому для малоактивных катализаторов в этих условиях наиболее выгодна тонкопористая структура с мршимальным диаметром пор, обеспечивающим встречное движение молекул реагирующих веществ и продуктов реакции в капиллярах. Наоборот, для химических реакций, протекающих с достаточно большой скоростью, когда разность концентраций реагирующих веществ у внешней поверхности и в центре зерен катализатора очень велика, степень использования внутренней поверхности катализатора меньше единицы п уменьшается с ростом параметра [c.222]

Промежуточная область кинетшш занимает.средний участок П Характерная особенность этой промежуточной области заключается в том, что глубина дроникновения реакции зависит от скороста процесса чем выше скорость, тем меньше глубина проникновения реакции, тем ниже степень использования внутреннай поверхности катализатора. [c.161]

Закономерности изменения скоростей каталитических реакций а внутреннего ди( )фузионного транспорта с повышением давления существенно различаются. В силу этого степень использования внутренней поверхности катализатора, как правило, с давлением значительно изменяется, Следовадельно, при разработке нового или усовершенствовании существующего катализатора необходимо заранее определить, какая пористая структура будет наиболее выгодной для проведения реакции при заданном давлении. В некоторых случаях [c.179]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология