Кривые экзотермические

Фиг. 27. Влияние характера кинетической кривой экзотермического лроцесса на распределение температур в зоне реакции в адиабатических

На рис. III.4 приведены типичные равновесные кривые для экзотермической и эндотермической реакций. Их монотонность обеспечивает единственность равновесного состава нри любой заданной температуре. Форма кривых показывает, что это единственное состояние равновесия может быть достигнуто при адиабатическом протекании реакции в изолированной системе. Действительно, в случае экзотермической реакции температура в адиабатическом процессе увеличивается со степенью полноты реакции, в то время как [c.54]

О на некоторой кривой, не достигающей равновесной (в случае экзотермической реакции, Е > Е). [c.81]

Тогда при повышении температуры, начиная от малых Т, когда 0/с мало, величина 0/с/(1 + 0А + вк ) вначале возрастает. Если реакция эндотермическая, то эта величина возрастает и в дальнейшем, так как к увеличивается с повышением температуры быстрее, чем к. То же самое происходит и в случае необратимой реакции ( = 0). В обоих случаях правая часть уравнения монотонно возрастает до величины, близкой к 2J-. Если реакция экзотермическая, то Е Е и к увеличивается быстрее, чем к, так что правая часть уравнения (VI 1.43) сначала будет увеличиваться, а затем уменьшится до к/к ) f Все эти случаи представлены на рис. VII.4 [по оси ординат отложены значения U — правой части уравнения (VII.43)]. Пропорции и форма кривых зависят от кинетических параметров и времени контакта 0. На рис. VII.5, а показано изменение, формы кривой с ростом 0 для необратимой реакцни в этом случае производная 0А /(1 Qк) по Q всегда положительна. [c.162]

Вычисление Типичный вид температурной кривой правильно поставленного калориметрического опыта при измерении экзотермического эффекта показан на рис. 73. Расчет величины А/ с учетом теплообмена может быть произведен или аналитическим, нлн графическим способом. [c.132]

На рис. 38 показана кривая выделения тепла для простой обратимой экзотермической реакции, проте кающей в одноступенчатом реакторе идеального смешения. Для такого типа реакций максимально достижимая степень превращения уменьшается с повышением температуры. С точки зрения кинетики это означает, что с некоторой температуры начинает уменьшаться [c.160]

В реакторе вытеснения в адиабатических условиях протекает необратимая газовая экзотермическая реакция А4-В = С- -0. Постройте кривую, выражающую зависимость скорости реакции от расстояния по длине реактора. Какие факторы определяют форму этой кривой [c.188]

Рпс. III.5. Критические условия зажигания (кривая 1) и затухания (кривая 2) для экзотермической реакции первого порядка [c.120]

Система уравнений (VII.35), (VII.36) не решается аналитически даже для процессов с простейшей кинетикой. Тем пе менее, ее анализ позволяет установить некоторые особенности решения. При расчете экзотермического процесса наиболее интересной величиной является максимальный разогрев, достигаемый в горячей точке реактора. Если в реактор поступает исходная смесь с температурой, близкой к температуре теплоносителя Г,,, то в сечениях, близких к входному, теплоотвод окажется незначительным и процесс будет проходить в почти адиабатических условиях. В дальнейшем, по мере повышения температуры реагирующей смеси скорость теплообмена возрастает и в некотором сечении сравняется со скоростью тепловыделения. После этого температура реакции, пройдя через максимум, начнет убывать. Верхнюю оценку для достигаемой максимальной температуры можно найти, считая, что процесс протекает адиабатически вплоть до самой горячей точки . Тогда верхняя оценка температуры, при которой скорости тепловыделения и теплоотвода сравняются, может быть найдена по точке пересечения прямой теплоотвода q = а (Т — Т .) и кривой тепловыделения ф (Т) = hr (Т). Последнюю строят с учетом соотношения между концентрацией и температурой (VII.28), которое выполняется в адиабатическом процессе. Кривая тепловыделения и прямая теплоотвода изображены на рис. III.3 они пересекаются в нескольких точках, и верхнюю оценку максимальной температуры дает точка пересечения, соответствующая наименьшей температуре. По мере увеличения температуры теплоносителя прямая теплоотвода сдвигается вправо, и при некотором критическом значении низкотемпературная точка пересечения исчезает. При этом верхняя оценка температуры в горячей точке резко повышается. Формально значение максимальной температуры, конечно, не может измениться скачком. Из теории обыкновенных дифференциальных уравнений следует, что решение системы уравнений (VII.35), (VII.36) непрерывно изменяется с изменением всех параметров, в том числе и (см. также раздел VII.2). Однако в области значений параметров, близкой к той, где кривая тепловыделения касается прямой теплоотвода (рис. III.3, прямая 4), следует ожидать сильной чувствительности температуры в горячей точке к изменению параметров процесса. [c.288]

Рассмотрим устойчивость стационарных режимов ХТС, состоящей из каталитического реактора, в котором протекает экзотермическая реакция, и теплообменника, связанных между собой перекрестным технологическим потоком (рис. П-2,а). Кривые тепло- [c.37]

Очевидно, если нуть начинается от какой-либо средней по величине степени нревращения и от А , находящейся справа от кривой 2, температура реактора может подняться до максимального значения, значительно превьппающего Г,. Это явление может быть нежелательным в ряде случаев (например, возникновение экзотермической побочной реакции при высокой температуре), поэтому следует принимать специальные меры предосторожности при пуске такой системы. С другой стороны, при низких степени превращения и исходной температуре, лежащих в области кривой 2, превращение будет постепенно возрастать, проходить через максимум и затем система достигнет нижней устойчивой точки, т. е. вспышки реакции не будет. [c.245]

Экзотермические эффекты могут быть обусловлены переход( л из неравновесных состояний в равновесные, например переход из аморфного состояния в кристаллическое. Эндотермические эффекты связаны с фазовыми превращениями (плавление, испарение, возгонка, полиморфные превращения) или химическими процессами (окисление, разложение, дегидратация, диссоциация и др.). При нагревании большинства веществ наблюдается несколько превращений, которые регистрируются на кривой ДТА при соответствующих температурах термическими эффектами, характерными для данного вещества. В связи с этим по термограмме можно дать качественную характеристику исследуемому вешеству, определить температуры фазовых превращений или химических процессов, измерить тепловой эффект процесса. Метод ДТА обладает более высокой чувствительностью по сравнению с обычным методом термического анализа. [c.415]

Интересно, что в случае экзотермических реакций степень превращения достигает максимума (причем соответствующая кривая не доходит до кривой равновесного превращения) и затем снижается с повышением температуры. > [c.213]

Рис. У1П-8. Зависимость скорости реакции от степени превращения и температуры для обратимых экзотермических реакций. Пунктирная линия показывает температуру, соответствующую оптимальным условиям (кривая максимальных скоростей реакции)

График У ПI-17 показывает форму кривых энергетического баланса как для эндотермических, так и для экзотермических реакций. С увеличением количества инертных веществ в исходной смеси величина Ср возрастает, пр этом линия энергетического баланса приближается к вертикали. Вертикальная линия характеризует случай, когда температура смеси не изменяется в ходе процесса, [c.225]

Интересной попыткой объяснения исследуемых явлений [111 оказалось предположение о том, что коксующиеся массы различаются между собой по эндо- или экзотермическим эффектам, которые изменяют градиент температур в загрузке в процессе нагрева. Но это предположение не могло быть до сих пор использовано для прогнозирования качества кокса. До настоящего времени не было предложено какой-либо другой теории, позволяющей дать удовлетворительную количественную оценку влияния инертных добавок, кроме теории, основанной на изучении изменения кривой усадки. [12]. [c.166]

Выход продукта обратимой эндотермической реакции монотонно повышается с ростом температуры по затухающей кривой (рис. 41, стр. 74). Для экзотермических процессов степень превращения изменяется с ростом температуры по экстремальной кривой (рис 40, стр. 74), т. е. имеется оптимальная температура, соответствующая максимальной степени превращения. [c.69]

Характерная диаграмма изменения температуры с ростом степени превращения для экзотермического процесса в трубчатом реакторе при политермическом режиме представлена (на рис. 47, кривая 3). [c.84]

При проведении экзотермических процессов во взвешенном слое, в условиях установившегося изотермического режима работы реактора, можно подавать газ в реактор при температуре значительно ниже температуры зажигания. Повышение температуры во взвешенном слое, как и в неподвижном, равно адиабатической разности температур Ai, поэтому начальная температура газа может быть меньше на At (см. кривую 4, рис. 46,а) [c.125]

Если известна зависимость константы равновесия от темпера-туры и энергии активации прямой и обратной реакций, а также механизм реакции (показатель п зависит от механизма), то можно подсчитать оптимальную температуру обратимой экзотермической реакции для любого заданного выхода продукта. Часто на практике оптимальные температуры вычисляют по значениям равновесных температур Гр, известным из кривой равновесных температур [c.80]

Присутствие в исследуемом веществе примесей различной природы в более или менее значительных концентрациях также может влиять на форму кинетических кривых экзотермических реакций разложения. Торкар, Шпат и Герцог [14] сравнили кинетические данные термолиза чистых и допированных образцов азида натрия NaNs, состоящих из частиц одинакового размера. Реакция проводилась в атмосфере инертного газа под давлением 40 торр. На рис. 15 показаны изменения формы кинетических кривых при переходе от чистых образцов к образцам, допированным 1% Мп -ь или 1% F-. [c.92]

При проведении процесса в адиабатических условиях neKOTopi.ix преимуществ можно добиться, комбинируя реакторы идеального смешения с трубчатыми реакторами (см. библиографию на стр. 252). Мы видели, что в изотермическом реакторе скорость реакции монотонно уменьшается с увеличением степени полноты так что при проведении процесса в реакторе идеального смешения всегда требуется большее время контакта, чем в трубчатом реакторе. Это положение остается верным и для эндотермических реакций, проводимых адиабатически. Однако, мы видели, что при адиабатическом проведении обратимой экзотермической реакции скорость реакции сначала возрастает, а затем падает. Если построить график зависимости fo) от i вдоль адиабатического пути, проходящего через точку I = о, г = T a, то получится кривая, подобная изображенной [c.246]

Полученные сведения о численных значениях равновесных соотношений для различных пластовых нефтегазовых систем при переменных Г и р позволяют изучить возможность применения в практических условиях принципа Ле-Шателье, направленного для выявления характера термодинамического процесса (экзотермического и эндотермического), происходящего в залежи. В связи с этим нами построены температурные зависимости константы равновесия (при р = onst) для всех рассмотренных случаев состояния пластовой жидкости. По кривым видно, что принцип Ле-Шателье в конкретных пластовых условиях для реальных нефтегазовых систем хорошо выдерживается, так как с повышением температуры константа равновесия заметно увеличивается, свидетельствуя об экзотермическом направлении процесса. [c.112]

Таким образом, адиабатический путь процесса приближенно изображается в координатах i и 0 прямой с наклоном а (а 1 в газах и а > 1 в жидкостях). В точке пересечения адиабатической прямой с кривой зажигания происходит переход в диффузионный режим. Естественно, что обратный переход в экзотермическом адиабатическом процессе невозможен. Проведя прямую с наклоном а через критическую точку 0 = 4, In fx = 2 (пунктирная линия на рис. III.5), легко убедиться, что нри начальных условиях, соответствующих об-ласт1р левее этой прямой, скачкообразные переходы между режимами не будут наблюдаться. [c.252]

При расчете сложных процессов также можно выявить критические поверхности в пространстве С, Т, на которых происходят переходы между различными режимами, и найти, пересекается ли с ними кривая, изображаюш ая адиабатический путь процесса. При этом суш ественно, что в случае сильно экзотермических реакций при расчете процесса вплоть до самой критической точки можно пользоваться кинетическими зависимостями скоростей реакции от С и Г, не учитывающими диффузионного торможения процесса. [c.253]

Возникновение неустойчивости возможно в экзотермических процессах, а также в процессах, где имеют место явления автокатализа или торможения исходными веществами и, вследствие этого, г с <0. В тех же случаях возможно возникновение множественных режимов процесса. Оба явления — неустойчивости и неоднознач--ности решений — тесно связаны между собой. На рис. III.3 видно,, что условие (VIII.16) перестает выполняться в точке касания кривой тепловыделения и прямой теплоотвода в этой жё точке изменяется число стационарных решений. Когда прямая теплоотвода на рис. III.3, сдвигаясь вправо, переходит через положение 2, появляются два новых решения, одно из которых оказывается неустойчивым. Эта связь между нарушением условий единственности и устойчивости решений сохраняется и в пространственно распределенных -системах. [c.329]

Точка пересечения кривой х (S) для обратимой экзотермической реакции с горизонталью х = 1 имеет особый смысл [13]. Нетрудно убедиться, что она соответствует такому режиму процесса, при котором койцентрация ключевого вещества на выходе реактора минимальна и, следовательно, достигается максимальный выход конечного продукта. Действительно, из соотношения (VIII.49) следует, что при t (г) = дС t)/dT = О X (О = 1- Если при выборе оптимальной температуры на входе реактора учитывается стоимость аппаратуры и катализатора, то в оптимальном режиме должна достигать минимального значения функция [c.341]

То обстоятельство, что в определенном интервале параметров температура горячей точки очень чувствительна к изменению этих параметров ( параметрическая чувствительность ), было отмечено также Билоусом и Амундсоном . С помощью аналоговых машин эти авторы исследовали профиль концентрации и температуры для экзотермических реакций первого порядка А Р при различных условиях. Некоторые из их результатов представлены на рис. 1У-9 и 1У-10. Из первого видно, что очень высокий максимум на кривой Т прак тически исчезает, когда скорость отвода тепла на входе, пропорциональная разности (Го удваивается. Рис. 1У-10 показывает, что в определенном интервале при небольшом увеличении Т , АТ, [c.130]

Важность этих условий хорошо иллюстрируется диаграммой температура — превращение для экзотермической равновесной реакции с определенным составом загрузки (рис. 1-11). На рисунке даны графики зависимости (при которой смесь находится в химическом равновесии) и (при которой скорость превращения максимальна) от степени превращения (кривые 3 я 4 соответственно). Кроме того, показаны кривые постоянных скоростей превращения (1 и 2). Загрузка поступает в первую секцию при температуре о ( 1 о = 0), и реакционная смо ь нагревается иронорционально I в соответствии с уравнением ( 1,14). Когда линия пере- [c.213]

На рис. 4.1, а пунктирная кривая З -З отвечает малым значениям когда адсорбционная стадия требует большей затраты энергии, а десорбция является экзотермической пунктирнгш прямая 4-4 отвечает обратному случаю, а 3-3 описывает оптимальные условия, когда затраты энергии на образование и распад мультиплетного комплекса одинаковы и энергия активации их каталитического превращения будет минимальной. [c.85]

Зауглероженные образцы и образцы, на которых процесс регенерации был проведен только до начала уменьшения массы (т. е. окончания индукционного периода), были подвергнуты дериватографическому исследованию [109]. На кривой ДТА зауглероженного образца отмечены два экзотермических эффекта температура начала первого 370°С, максимум соответствует 400°С максимум второго соответствует температуре 520 °С. Первый экзотермический э ект на кривых ДТА зауглероженных образцов, по-видимому, обусловлен вытеснением из контакта с хромом связанных с ним атомов углерода и окислением восстановленного хрома, т.е. процессами, происходящими в конце индукционного периода. Второй эффект отвечает горению углерода. Существенно отметить, что температура начала выгорания углерода (уменьшение массы на кривой ТГ) для зауглероженного образца несколько выше температуры начала первого экзотермического эффекта. Для частично регенерированного при 400 °С образца раздвоения экзотермического эффекта не наблюдается, и начало его смещается в область более низких температур-350°С. Уменьшение массы на кривой ТГ (выгорание углерода) начинается одновременно с началом температурного экзотермического эффекта на кривой ДТА. [c.46]

На рис. 4.2 приведены профили температур и степеней превращений по длине слоя катализатора, рассчитанные на ЭЦВМ на основании системы уравнений (4.8) при протекании одной обратимой экзотермической реакции А В. Пусть до пуска реактора температура в слое катализатора одинакова по всей длине и равна 510°С (линия 1). В момент времени t = 0 в слой вводят реакционную смесь с температурой Гщ. Кривые 2 ж 3 передают профили температур и степеней превращений в последующие моменты времени 2 = 10 и tз = 121 мин. В момент времени tз изменяют направление подачи реакционной смеси на противоположное. С этого момента начинает охлаждаться правая часть слоя, ставшая уже входным участком, а область высоких температур перемещается влево (см. линии 4 ж 5). Температура на выходе из слоя повышается, но благодаря тепловой емкости катализатора это происходит постепенно. Направление подачи смеси переключается в момент времени и = = 230 мин, когда температура на выходе из слоя достигает значения Гц. Профили температур и степеней превращений в по1следую-щие моменты времени показаны на рисунке линиями 7 и 5. В момент времени I9, когда выходная температура опять достигает зна- [c.103]

Изотермичность слоя позволяет легко автоматизировать температурный режим реактора. Решающее значение изотермичность слоя катализатора имеет для промышленных реакций органической технологии, в которых небольшое повышение температуры вызывает резкое увеличение скорости вредных побочны реакций. Для таких термоизбирательных экзотермических процессов кривая х = / (t) [c.95]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология