Кинетика процессов продукта

Расчет степени превращения по термодинамическим данным, описанный в разделе VI, позволяет определить максимально возможный выход, не давая, однако, никакой информации о скорости процесса. Такие термодинамические расчеты относятся к условиям равновесия, когда результирующая скорость равна нулю. Теоретически достижение равновесия невозможно в конечное время проведения процесса, и степень превращения всегда несколько ниже, чем при равновесии. Чтобы промышленный процесс был экономичен, время его проведения должно быть ограничено. Чем оно короче, тем большее количество исходных веществ может быть переработано установкой или тем меньшие размеры должно иметь оборудование, предназначенное для получения заданного количества продукта. Из этого следует, что для окончательного выбора химической концепции метода необходимо знать зависимость скорости реакции от параметров проведения процесса, т. е. кинетику процесса. [c.203]

Выбор реактора зависит от многих технологических, экономических и конструктивных факторов. Только анализ взаимного их влияния позволяет принять окончательное решение. Здесь мы ограничиваемся изучением влияния кинетики процесса на тип используемого реактора. Будет показано, что для некоторых видов превращения такие влияющие на способ проведения процесса факторы, как распределение времени пребывания, величины и распределения концентраций и температур, могут существенно влиять на выход и качество продукта. Рассмотрим только три основных типа реакторов — реактор периодического действия, трубчатый реактор полного вытеснения и проточный реактор полного перемешивания, [c.337]

Несмотря на значительный объем опубликованных исследований наши знания о реакциях окисления простейших углеводородов остаются пока далеко неудовлетворительными. Фактически жидкофазное окисление таких относительно сложных соединений, как кумол или высшие олефины, изучено лучше, чем окисление этана или пропана. Критические способности заинтересованного исследователя редко подвергаются таким испытаниям, как при изучении всей обширной литературы по окислению углеводородов. Сильно выраженное влияние характера поверхности и незначительных количеств примесей на скорость реакции, а такн е часто наблюдаемое полное изменение природы продуктов и кинетики процесса при изменении температуры и соотношения участвующих реагентов являются причиной значительных разногласий между исследователями. Очень часто не удавалось составить удовлетворительный материальный баланс опыта, поскольку методы анализа сложных смесей жидких и газообразных продуктов реакции были разработаны лишь недавно. Значительные неясности вызываются реакциями, происходящими между конденсированными продуктами окисления и не имеющими отношения к первичным реакциям окисления. [c.318]

Я должен признать, что Вы очень нам помогли с этой установкой по производству продукта Р. Вы, в частности, дали нам необычайно ясную картину кинетики процесса, исключили необходимость строительства пилотной установки и выполнили общее оптимальное решение за то время, за которое, работая вручную, мы могли бы рассчитать только один вариант. Однако время строительства весьма ограничено, и поэтому я вынужден приостановить работу и попрощаться с Вами. Для того чтобы окончить работу, основываясь на том, что Вы уже сделали, я подключаю свою проектную группу. Спасибо за помощь... [c.61]

Если же при проведении реакции положению равновесня соответствуют достаточно большие, отчетливо определяемые аналитически концентрации как исходных веществ, так и продуктов реакции, то только при концентрациях, достаточно далеких от равновесных (при малых концентрациях продуктов реакции), можно с известным приближением пренебречь скоростью обратного процесса. Чем ближе процесс к положению равновесия, тем больше на кинетику процесса в целом будет влиять обратная реакция. Такие химические реакции, в которых необходимо учитывать скорости одновременно и независимо протекающих в противоположных направлениях прямой и обратной реакций, получили название кинетически двусторонних или кинетически обратимых. [c.16]

В рассмотренном выше процессе продукты реакции не тормозили самого процесса. Теперь рассмотрим кинетику процессов, осложненных торможением продуктами реакции. Эти продукты могут адсорбироваться на поверхности катализатора и тем са-мым уменьшать поверхность, занятую реагирующим веществом. Очевидно, что это будет приводить к торможению процесса. Поэтому при расчете поверхности, занятой реагирующим веществом, следует учитывать адсорбцию продуктов распада. Для простоты будем рассматривать процессы, в которых адсорбируется и, следовательно, тормозит процесс только один продукт реакции. Расчет кинетики процесса, который тормозится несколькими конечными продуктами, принципиально такой же, как это будет показано ниже. [c.320]

На практике дело обычно обстоит еш е сложнее. Разветвление дени и превращение промежуточных продуктов протекает по многим направлениям, в том числе и взаимодействием с конечными продуктами реакции. Поэтому описание кинетики процесса получается только методами построения математических моделей сложных химических реакций, о чем кратко будет сказано в разделе 2.6. [c.44]

Скорость реакции А + В и изменение этой скорости по мере образования нелетучего продукта АВ будут совершенно различными при подаче в реактор исходной смеси состава 2, 3 или 4. Если же подавать в реактор исходную смесь с составом 5, то жидкой фазы в реакторе вообще ие будет и суммарная скорость реакции может оказаться ничтожной, а селективность низкой. Таким образом, изучение кинетики процесса при отсутствии данных о фазовом равновесии в системе связано с большими трудностями и очень часто приводит к неверным результатам. [c.80]

Осуществление термотехнологических процессов. При разработке осуществления физических и химических превращений исходных материалов в печи рассматриваются следующие вопросы количество исходных материалов, подлежащих переработке, их вид, химический состав, химические и физические свойства, фазовые состояния, вид химических и физических превращений, количество получаемого продукта (целевых и побочных) и отходов, их химический состав, химические и физические свойства, фазовые состояния, температуры кинетика процессов, продолжительность термотехнологических процессов, температуры процессов, совместимость термотехнологических процессов с процессами сжигания топлива, необходимая печная среда. Выдаются рекомендации по материалам огнеупорного слоя рабочей камеры футеровки. [c.134]

Основные показатели эффективности функционирования элементов ХТС выражают в виде коэффициентов полезного действия (к. п. д.) элементов или величин, характеризующих фактический выход химического продукта из элемента ХТС, которые для технологических процессов собственно химического превращения представляют собой степени превращения химических компонентов, а для технологических процессов межфаз-ной массопередачи — степени межфазного перехода (степени разделения) или коэффициенты извлечения. К. п. д. элементов показывают степень приближения технологического процесса к равновесию. Расчеты к. п. д. требуют знания равновесных соотношений, хотя эти величины определяются в основном кинетикой процесса фактическое число компонентов, вступивших в химическую реакцию, или количество поглощаемого компонента зависит соответственно от скорости химического превращения или от скорости массопередачи. [c.15]

При измерении времени пребывания продуктов в зоне крекинга с помощью изотопов данный метод позволяет более точно рассчитать кинетику процесса термического крекинга. [c.83]

Для объяснения кинетики сложных реакций примем, что в действительности они состоят из ряда простых реакций, причем обнаружить образующиеся промежуточные вещества очень трудно, так как они присутствуют в ничтожных количествах. Таким образом, мы будем наблюдать только исходные реагенты и конечные продукты, т. е. нам будет казаться, что происходят только простые реакции. Например, если кинетика процесса [c.33]

Если катализатор — жидкость, а реагенты находятся в газовой или в жидкой фазе, несмешивающейся с фазой катализатора, то, как и в случае реакций на твердом катализаторе, кинетика процесса может определяться кинетикой реакции или массопередачей. Обычно реакция протекает в фазе катализатора и катализатор нерастворим в газовой или жидкой фазе, в которой находятся реагенты, а реагенты и продукты реакции мало растворимы в катализаторе. Предельными случаями в зависимости от соотношения скоростей реакции и массопередачи являются следующие. [c.156]

Поскольку с увеличением длительности работы катализатора внешняя поверхность его гранул покрывается слоем коксовых отложений и каталитическая активность этих участков резко снижается, в дальнейшем становится необходимым проникновение не-превраш,енных молекул сырья в более глубокие слои гранул катализатора. Другими словами, в связи с тем, что с увеличением длительности работы катализатора по сечению его гранулы послойно откладывается кокс, участки с повышенной каталитической активностью оказываются расположенными все дальше от поверхности гранулы. Поэтому при продолжительном крекинге для кинетики процесса все большее значение приобретает диффузия по порам катализатора молекул сырья к активным центрам и продуктов крекинга в свободный объем между гранулами катализатора. [c.114]

Главными продуктами этого процесса в промышленных условиях являются триметилпентаны. Следовательно, образование продуктов алкилирования определяется кинетикой процесса (поскольку термодинамика предсказывает низкий выход триметилпентанов при достижении равновесного состояния). [c.15]

Состав продуктов зависит от условий протекания реакций и от свойств применяемого катализатора. Следовательно, тепловой эффект реакции необходимо определять в сочетании с кинетикой процесса [98]. [c.177]

При каталитических консекутивных реакциях удобно бывает рассматривать кинетику процесса без учета времени реакции, так как последняя величина определяется главным образом активностью применяемого катализатора и не определяет закономерностей накопления и исчезновения различных продуктов реакции. Поэтому [c.152]

Подробно процедура динамического изучения реакции столкновения атом-двухатомная молекула методом классических траекторий изложена в работе [299] на примере расчета реакции обмена Н- -Н2, характеризующейся отличной от нуля энергией активации. В работе детально описан выбор системы координат, в которой происходит расчет классических траекторий. Выбор начальных условий для расчета траекторий организован так, чтобы в максимальной степени воспроизвести квантовые состояния реагентов. Приведены уравнения, устанавливающие связь между начальными и конечными квантовыми состояниями системы и классическими переменными. При исследовании динамики отдельных траекторий получается кинетическая информация различной степени детальности. На первом этапе определяется вероятность реакции и через нее полное сечение реакции как функции начальных состояний реагентов и конечных состояний продуктов. Затем вычисляется константа скорости реакции как интеграл от полного сечения реакции при определенном распределении начальных состояний реагентов. Для вычисления термической константы скорости используется максвелловское распределение по скоростям молекул и больцмановское распределение по внутренним состояниям. Очевидно, что такой подход может быть применен для вычисления констант скорости в нетермических условиях, т.е. при различных температурах, соответствующих различным степеням свободы, и при отклонениях от максвелл-больцмановского распределения. Это позволяет, в частности, моделировать методами классических траекторий неравновесную кинетику процессов в плазмохимических системах, газовых лазерах и в верхних слоях атмосферы. [c.57]

Все большее распространение решение обратных задач приобретает в химии макромолекул [133, 146]. Большой интерес представляет исследование так называемого эффекта соседа, заключающегося в разной скорости превращения функциональных групп макромолекул в зависимости от того, прореагировала или нет одна или обе соседние группы. Возникающий при этом комплекс задач сводится к моделированию кинетики процесса, распределения звеньев и композиционной неоднородности продуктов как функций времени и индивидуальных кинетических констант. [c.172]

Важным фактором, характеризующим кинетику процесса, является порядок протекающих реакций. Большинство исследователей принимают скорость крекинга исходного сырья пропорциональной концентрации в первой степени [66—691. Первый порядок имеют также другие элементарные стадии, связанные с расщеплением получаемых продуктов. [c.90]

Коксованию подвергают обычно высокомолекулярные нефтяные остатки, химический состав которых (а также первичных продуктов их р ас пад а) может быть определен только приближенными методами, папример методами анализа структурно-группового состава поэтому изучение химизма и кинетики процесса коксования имеет весьма условный характер. [c.89]

Рассмотренная стехиометрия реакиий позволяет найти предельно возможные выходы продуктов. Действительный состав продуктов конверсии определяется термодинамическим равновесием и кинетикой процесса. [c.19]

Если в реагирующей системе с одним исходным, веществом протекает несколько параллельных независимых реакций, каждая из которых может в зависимости от условий играть роль основной или побочной, то состав продуктов полностью определяется отнощением скоростей этих реакций. Наиболее быстрые в данных условиях реакции определяют главные продукты химического процесса. Кинетика процесса в целом или скорость брутто-реакции, наоборот, обусловлена более медленно протекающими реакциями в системе. [c.14]

Правильная теория должна объяснить не только качественный и количественный состав продуктов крекинга, но также наблюдаемую кинетику процесса. Более того, концентрации активных проводников химического превращения—радикалов, вычисляемые согласно теории, должны соответствовать значениям, находимым для них опытным путем. Поэтому к радикально-цепной теории крекинга предъявляются дополнительные требования в отношении полной интерпретации данных, которые касаются кинетики крекинга алканов. [c.27]

В отдельных случаях цепи могут быть короткими (близкими к единице) и тогда распад происходит радикальным путем, а в некоторых условиях даже возможен распад по молекулярному механизму (радиация и очень высокие температуры). Теория крекинга должна объяснить качественный и количественный состав продуктов крекинга, кинетику процесса и концентрации свободных радикалов. Кинетика крекинга как сложного цепного процесса в зависимости от условий опытов может описываться уравнениями половинного, первого, второго или полуторного порядка, которым соответствует та или иная радикально-цепная схема распада алканов со своими реакциями зарождения, развития и обрыва цепи (см. стр. 72). [c.215]

В результате контакта твердое тело (фаза) —среда (газ, жидкость) формируется продукт взаимодействия двух фаз — межфаз-иый продукт (МФП). Природа и прочность связей в МФП и в объеме твердого тела, а также внешние условия (температура, длительность, давление) определяют равновесие, кинетику процессов, осуществляемых на межфазной границе, и свойства всей системы в целом. Баланс сил взаимодействия между адсорбентом и средой зависит от поверхностной энергии адсорбента и растворяющей силы среды, обусловливающих физические или химические явления на межфазной границе. [c.56]

Непрерывное коксование осуществляют при более высоких температурах (520—550 °С), чем замедленное коксование, и па поверхности контактов (коксовых частиц). Однако повышенная температура в зоне реакции еще не приведет к большей глубине разложения сырья, чем при замедленном коксовании. Особенность коксования на твердых теплоносителях — интенсивное испарение части исходного сырья без существенной деструкции, что, очевидно, должно привести к снижению выхода продуктов деструкции и уплотнения, протекающих в жидкой фазе. Деструкция в паровой фазе при непрерывных процессах коксования, в отличие от замедленного коксования, протекает с большей скоростью. В связи с этим конечная глубина разложения и выход продуктов определяются главным образом кинетикой процесса в паровой фазе, а влияние давления на показатели процесса более существенно, чем при замедленном коксовании. Деструкция в паровой фазе промежуточных фракций должна привести к повышенному газообразованию и увеличению в продуктах распада содержания непредельных соединений. [c.238]

Для цепных реакций, протекающих по кинетическому закону реакций простых типов, из данных по кинетике накопления продуктов или по кинетике расходования исходных веществ можно определить порядок реакции по отдельным компонентам и эффективную константу скорости процесса. Последняя представляет собой комбинацию констант скоростей зарождения, продолжения и обрыва цепей. Зависимость эффективной константы скорости от температуры описывается уравнением Аррениуса. При этом в случае линейного обрыва цепей измеряемая на опыте эффективная энергия активации равна [c.288]

Из данных расчетов видно, что время пребывания материла в цилиндре печи с забрасывающим питателем почти в 10 раз больше, чем в других печах, работающих с возвратной содой, что отнюдь не вызвано требованиями кинетики процесса. Попытки сокращения времени пребывания материла в печи путем увеличения подачи бикарбоната приводили к ухудшению качества продукта, что объясняется лимитированной тепловой мощностью аппарата [23, 24]. [c.92]

Природа электрода, так же как и сгепень развития его поверхности, играет важную роль в кинетике процессов электрохимического восстановления и окисления особенно отчетливо это проявляется в случае сложных окислительно-восстановительных реакций. Например, при восстановлении азотной кислоты на губчатой меди получается почти исключительно аммиак, а на амальгамированном свинце — преимущественно гидроксиламин. Другим примером влияния материала электрода на процесс электровосстановления может служить реакция восстановления ацетона. В результате этого процесса получаются два основных конечных продукта — изопропиловый спирт СН3СНСН3 и пннакон (СНзСОНСНз)2. [c.432]

Для практического проведения процесса знания ътнх условий недостаточно, так как необходимо не юлько получать большой выход продукта, ио и обеснечниать высокую скорость процесса, поскольку от нее в значительной степени зависит производительность аппаратуры. Поэтому окончательный пх выбор можно сделать только после изучения кинетики процесса, позволяющей установить скорость взаимодействия ис.ходиых веществ и ее обусловленность. [c.91]

Большое количество измерений энергии диссоциации связи было произведено Шпарцеы с сотрудниками [50] при пиролизе углеводородов, в быстропоточно систсме в присутствии значительного избытка толуола. Большая скорость потока обеспечивает отсутствие дальнейших реакций и, таким образом, кинетика процесса не искажается. Образующиеся свободные радикалы вступают в реакцию преимуш ественно с избыточным толуолом, что приводит к ингибированию радикальных цепей. С другой стороны, образующиеся радикалы бензила сильно стабилизуются резонансом и, следовательно, являются нереакционноспособными, подвергаясь только-димеризации. Характер реакции может быть проверен путем выделения дибензила и сопоставления количества его с выходом других продуктов реакции. Как и в случаях, указанных выше, наблюдаемая энергия активации приравнивается к энергии диссоциации изучаемой связи. Метод ограничивается соединениями с более слабой связью, чем связь С—И в толуоле, так как в противном случае реакция осложняется термическим разложением последнего. [c.15]

Весьма важный тин самоингибитирования наблюдается у многих а-метиленовых олефинов, типичным представителем которых является аллилацетат. При нолиморизации этого соединения получается низкомолекулярный продукт, реакция эта требует довольно больших количеств катализатора. Кинетика процесса подробно изучалась Бартлетом и Альт-шулем[12]. Они показали, что при применении перекиси бензоила скорость реакции пропорциональна первой степени, а не корню квадратному от концентрации катализатора, что молекулярный вес полимера не зависит от скорости полимеризации и что получается одна молекула полимера на частицу катализатора, инициирующую цепь. Эти результаты согласуются со следующей схемой, согласно которой молекула мономера может подвергаться двум типам реакций с растущей цепью [c.130]

Остановимся на особенностях применяемого катализатора. Несмотря на то что катализатор твераый, кинетику процесса можно выразить через концентрации газообразных реагентов (парциальные давления), а не как функцию поверхности катализатора, на которой адсорбируются реагенты и продукты реакции (как в случае классического гетерогенного катализа, например, р реакции Фишера — Тропша). Другими словами, оксосинтез можно рассматривать как своего рода гомогенный процесс. Это объясняется тем, что роль катализатора играют группы карбонила кобальта, образующиеся в ходе реакции, растворимые в органических соединениях. [c.218]

Внутренняя диффузионная область. При таком режиме процесса концентрации реагирующих веществ у внешней поверхности пористого катализатора весьма близки к концентрациям их в объеме, концентрации же в порах уменьшаются от наружной поверхности зерен пористого катализатор а к их центру, а когщентрации продуктов реакции соответственно возрастают. Кинетика процесса при этом зависит от соотношения внешней и внутренней поверхности если они соизмеримы, то кинетика реакции соответствует п-ромежуточной области. [c.315]

При импульсном методе возможны два предельных случая. Если исходное вещество и продукты реакции хроматографически разделяются на катализаторе по мере продвижения вдоль его слоя, наблюдается хроматографический режим, когда на кинетику процесса оказывают влияние адсорбционные факторы. Если же такое разделение отсутствует, наблюдается нехроматографический режим, к которому могут быть применены расчетные методы классической кинетики [22]. [c.46]

Автоокисление дизельного топлива с пониженным содержанием серы (менее 0.2% масс.) свободным кислородом при 100-140°С протекает с ускорением. Кинетические кривые имеют форму, характерную для автокаталитических реакций (рис. 4.1-4.4). Кинетика процесса характеризуется параболической зависимостью (А[02] = b(t - т ), а после периода индукции — зависимостью Д[02] = b t , свойственной для цепных радикальных реакций с квадратичным обрывом цепей при автоинициировании по реакции первого порядка (ROj + RH ROOH RO2 + RO2 продукты ROOH свободные радикалы) [66]. Результаты опытов, представленные в координатах Д[02] - t, укладываются на прямые, в ряде случаев отсекающие на оси абсцисс отрезки, равные периодам [c.124]

Для инженера-химика, разрабатывающего реактор, в котором будет осуществляться химико-технологический процесс, необходимо знание в первую очередь кинетики процесса. От скорости протекания процесса зависит объем реакционных аппаратов, произ-ьодительность и интенсивность работы оборудования. Зная зависимость скорости процесса от различных факторов, технолог может сознательно управлять процессом и применять различные приемы для достижения максимального выхода продукта с минимальной затратой времени. [c.73]

Все исследования кинетики процесса и дезактивирования катализатора проводили на одной и той же загрузке катализатора, предназначенного для длительной работы в изотермических (232 °С) условиях. Эти исследования длились в течение 9 мес при средней массовой скорости подачи жидкого сырья, равной 10 и производительности одного 1 г катализатора, равной 900 г кумола. Исследования завершились без заметной потери активности катализатора, если не считать постепенного небольшого снижения селективности в течение всего времени. Типичный анализ продуктов реакции следующий 16,53% (масс.) кумола, 0,69% (масс.) диизопропилбензола, 0,043% (масс.) этилбензола, следы н-пропилбен-зола и 82,53% (масс.) бензола. Эти данные свидетельствуют о том, что пропилен превращается в кумол на 93,7%. И если эту цифру сопоставить с данными по дезактивированию, окажется ясным, что применяемый катализатор был вполне удовлетворительным. Однако то, что происходит в изотермическом реакторе, не обязательно должно идти в адиабатическом. [c.295]

Наиболее точные данные о кинетике первичного распада сырья можно получить, исследуя крекинг при небольшой глубине превращения, так как эти данные легко могут быть экстраполированы к нулевой глубине превращепия и характеризовать таким образом истинный состав продуктов первичного распада. При увеличении глубины превращения усиливается роль вторичных реакций и кинетика процесса усложняется. [c.32]

Применение более низких величин энергий активации элементарных реакций развития цепей в прежних радикально-цепных схемах разложения этана не дает уже первого порядка для кинетики распада, хотя и сближает вычисленную и измеренную концентрации радикалов. После того, однако, как было показано, что реакция распада тормозится продуктами крекинга и скорость последнего описывается уравнением самозамедляющихся реакций <3), требование соблюдения первого порядка для кинетики процесса в целом, предъявляемое только к радикально-цепньш схемам, утратило смысл. Правильной является только та радикально-цепная схема распада, которая отражает самоторможение и удовлетворяет уравнению (3). [c.32]

Реакции каталитического крекинга подразделяют на первичные, относящиеся к превращению молекул исходного сырья, и вторичные, в которых участвуют продукты реакцииу Количественные критерии определения первичных и вторичных продуктов недавно разработаны [9] и будут рассмотрены при описании кинетики процесса. Наиболее важные первичные и вторичные реакции, протекающие при крекинге, описаны ниже по данным [1, 3, 10—12]. [c.83]