Хемосорбция в жидкой фазе

Различают физическую абсорбцию и хемосорбцию. При физической абсорбции растворение газа не сопровождается химической реакцией. При хемосорбции абсорбируемый компонент вступает в химическую реакцию в жидкой фазе. [c.280]

Расчеты аппаратов, в которых процессы массообмена сопровождаются химическими реакциями, носят оценочный характер и могут выполняться различными способами. Наиболее простым и практически удобным является подход, изложенный в [46]. Предполагается, что движущая сила процесса хемосорбции равна движущей силе физической абсорбции, а ускорение процесса массообмена химической реакцией учитывается поправкой к коэффициенту массопередачи в жидкой фазе, определенному по критериальным зависимостям для физической абсорбции. Величины поправок для двух типов химических реакций, называемые коэффициентами ускорения к, представлены на графике рис. 5.45. [c.358]

Модифицируют адсорбенты с целью подавления их каталитической активности и спрямления изотермы адсорбции. Об этом уже частично сказано выше. Модифицированные сорбенты занимают промежуточное положение между адсорбентами и жидкими фазами. В них сочетаются положительные свойства адсорбентов (селективность, термическая устойчивость и др.) с положительными свойствами жидких фаз (широкий диапазон выбора, отсутствие хвостов на хроматограммах). Таким образом, модифицированные сорбенты обладают достоинствами газо-адсорбционной и газожидкостной хроматографии. Сущность их приготовления сводится к тому, что наиболее активные центры адсорбентов типа алюмосиликатов парализуются адсорбцией или хемосорбцией постороннего вещества — модификатора. Модифицируют следующими способами [c.91]

На основе экспериментальных данных окисление воздухом в жидкой фазе при 6 ат и 145 °С в присутствии нафтената кобальта можно рассматривать как гомогенную жидкофазную реакцию, так как скорость хемосорбции кислорода практически не зависит от объема газовой фазы. [c.160]

Результаты многочисленных работ по статической усталости и по кинетике роста трещин часто обсуждаются в терминах коррозии под напряжением . Если под коррозией понимать растворение с переходом атомов твердой фазы в объем раствора, то такой процесс действительно иногда вносит существенный вклад в общую картину [297]. Однако чаще всего судьба атомов, образовавших связь, после ее гидролитического расщепления несущественна. В ряде случаев можно утверждать, что они остаются на месте, так как активная среда не образует жидкой фазы, а присутствует в виде адсорбционного слоя [268]. Однако даже если они переходят в раствор (может быть, с переотложением в другом месте, если раствор насыщенный), то мерой действия среды все равно может служить работа адсорбции, хемосорбции или топохимической реакции, т. е. термодинамика поверхностных взаимодействий. [c.97]

Первой стадией взаимодействия паровой и газообразной фаз с поверхностью насыщаемого металла является их хемосорбция. Химическая реакция взаимодействия газовой и жидкой фаз, содержащих наносимый элемент Ме в виде химического соединения, с поверхностью насыщаемого металла Ме протекает по типу (для случая хлоридов) [c.118]

Диффузионная зона (со стороны жидкой фазы). В этой зоне процесс хемосорбции сводится к физической абсорбции поглощаемого компонента А. Диаграмма связи здесь существенно упрощается и сводится к отражению межфазного переходного потока совместно с условиями равновесия на границе раздела фаз (см. с. 152). [c.167]

При количественном выражении хемосорбционных процессов обычно вводят поправки к величине движущей силы или коэффициента массопередачи, которые характеризуют равновесие и скорость реакции в жидкой фазе. Можно представить, например, равновесное парциальное давление компонента при хемосорбции как [c.159]

Катализатор в виде отдельных частиц или агломератов частиц помещается в поток движущейся среды. Реагирующие вещества и продукты реакций диффундируют в газовую или жидкую фазы, находящиеся на границе твердого катализатора, а также в пористое пространство агрегатов. Дис узионная стадия может лимитировать скорость реакции, но эта стадия не рассматривается здесь детально. Реагенты, промежуточные вещества и продукты реакции соединяются с поверхностью твердого тела слабо (физическая адсорбция) или более прочно (слабая или сильная хемосорбция). [c.15]

Изменение скорости хемосорбции по сравнению с физической абсорбцией может быть учтено и другим способом — по увеличению коэффициента массопередачи в жидкой фазе прн условии, что движущая сила эквивалентна движущей силе физической абсорбции. Тогда [c.160]

Химические процессы в производстве катализаторов весьма разнообразны. Они могут проходить гомогенно в жидкой или газовой фазе и в гетерогенных системах. Широко применяют гетерогенные процессы, в которых химические реакции сопровождаются диффузией и переходом компонентов нз одной фазы в другую. В системе газ — жидкость часто используют процессы хемосорбции газовых компонентов и обратные процессы десорбции с разложением молекул жидкой фазы. В системе газ — твердое вещество также применяют хемосорбцию и десорбцию в системах жидкость — твердое вещество и жидкость — жидкость — избирательную экстракцию с образованием новых веществ в экстрагенте. Сложные многофазные процессы с образованием новых веществ происходят при термообработке катализаторов. При этом, как правило, в общем твердофазном процессе принимают участие появляющаяся при нагревании эвтектическая жидкая фаза или компоненты газовой фазы. [c.96]

Известно, что большинство технологических процессов нефтехимических и химических производств включает в себя стадии разделения неоднородных систем и процессы тепло- и массообмена. Наиболее распространенными способами разделения газовой и жидкой фаз являются адсорбция, абсорбция, хемосорбция твердой и жидкой дисперсных фаз — осаждение и фильтрование, а также разделение в различных циклонах (гидроциклонах), скрубберах и центрифугах. [c.5]

При неизменном значении движущей силы процесса оказывается возможным увеличение концентрации компонента в жидкой фазе и, следовательно значительное уменьщение объема абсорбента и сокращение расходов на перекачку, нагревание и охлаждение последнего - в расчете на производимый продукт почти пропорционально увеличению давления абсорбции. Это справедливо для процессов, основанных на физической абсорбции. При хемосорбции емкость поглотителя определяется содержанием в последнем веществ, связывающих сорбируемые вещества, при круговой [c.160]

При расчете требуемой поверхности контакта фаз в условиях хемосорбции ускорение процесса можно учесть увеличением коэффициента массоотдачи р, если считать движу-П1,ую силу процесса такой же, как при физической абсорбции. Тогда коэффициент массоотдачи в жидкой фазе при протекании химической реакции [c.441]

Инертный газ и поглотитель являются носителями компонента соответственно в газовой и жидкой фазах. При физической абсорбции (см. ниже) инертный газ и поглотитель не расходуются и не участвуют в процессах перехода компонента из одной фазы в другую. При хемосорбции (см. ниже) поглотитель может химически взаимодействовать с компонентом. [c.9]

При хемосорбции (абсорбция, сопровождаемая химической реакцией) абсорбируемый компонент связывается в жидкой фазе в виде химического соединения. При необратимой реакции равновесное давление компонента над раствором ничтожно мало и возможно полное его поглощение. При обратимой реакции над раствором существует заметное давление компонента, хотя и меньшее, чем при физической абсорбции. [c.10]

При измельчении угольной щихты толщина пластического слоя, определяемая по новому методу, убывает. Это можно объяснить хемосорбцией кислорода на вновь образующейся поверхности менее полным вовлечением парогазовой фазы во вторичные реакции с образованием жидких продуктов, вследствие меньщего диффузионного сопротивления мелких зерен материала увеличением поверхности твердой фазы, на которой сорбируется жидкая фаза. [c.49]

Подробные методы расчета эффективности массообмена в аппаратах с упорядоченной насадкой приведены в монографиях [17, 85] рекомендуемые уравнения можно считать достаточно надежными, если обеспечено тщательное распределение газа и жидкости по поперечному сечению абсорбера. Как отмечалось выше, хемосорбция в аппаратах пленочного типа протекает в условиях резко выраженного эффекта поверхностной конвекции в жидкой фазе. При этом возрастает интенсивность массопередачи и в ряде случаев коэффициенты массоотдачи Рж при пленочном режиме и при барботаже становятся соизмеримыми. [c.78]

Кинетика абсорбции, сопровождаемой химической реакцией (хемосорбция). Химическая реакция, сопровождающая процесс абсорбции, может оказывать существенное влияние на кинетику процесса. При этом скорость процесса абсорбции определяется не только интенсивностью массопереноса, но также и скоростью протекания химической реакции. Если реакция идет в жидкой фазе, то часть газообразного компонента переходит в связанное состояние. При этом концентрация свободного (т. е. не связанного с поглощенным газом) компонента в жидкости снижается, что приводит к ускорению процесса абсорбции по сравнению с абсорбцией без химического взаимодействия фаз, так как увеличивается движущая сила процесса. В общем случае скорость хемосорбции зависит как от скорости реакции, так и от скорости массопереноса между фазами. В зависимости от того, какая скорость определяет общую скорость процесса переноса массы, различают кинетическую и диффузионную области процессов хемосорбции. [c.53]

Р ж — коэффициент массоотдачи в жидкой фазе при хемосорбции, м/с Рж, рг — физические коэффициенты массоотдачи в жидкой и газовой фазах, м/с [c.8]

В общем случае нет необходимости рассматривать систему уравнений (5.9) для всех I компонентов жидкой фазы. Достаточно использовать уравнение (5.9) для ключевого компонента концентрации остальных г—1 компонентов можно определить, используя дополнительные связи, реализующиеся в каждой точке основной массы жидкости практически мгновенно (уравнения закона действующих масс, уравнения материального баланса, уравнения электронейтральности). При необратимой хемосорбции, когда реакция заканчивается практически в пограничном слое, в качестве ключевого компонента жидкой фазы удобно выбрать хемосорбент В. Тогда для одного передаваемого компонента А (/=1) система уравнений (5.8) — (5.9) запишется следующим образом [c.146]

Одномерная диффузионная модель во многих случаях достаточно полно отражает физическую сущность массопередачи в колонных аппаратах. По-видимому, использование однопараметрической модели обеспечивает для большинства практических задач разумное сочетание ясности физической картины, возможности сравнительно несложного определения параметров модели и доступности математического решения. Как показано в гл. 6, метод расчета массопередачи с химической реакцией в жидкой фазе, основанный на использовании системы уравнений (5.6) и (5.7) с коэффициентом ускорения массопередачи, определяемым уравнением (2.58), обеспечивает надежность решения практических вопросов хемосорбции и может быть положен в основу математического моделирования химико-технологических процессов. [c.159]

Хемосорбция изобутклеиа 65%-ной Н2504 проводится в противо-точной системе под давлением, обеспечивающим существование жидкой фазы при оптимальной температуре реакции. [c.69]

Элементы расчета абсорбционных и хемосорбциониых процессов и типы применяемых реакторов рассмотрены в ч. I, гл. VI. Основные технологические показатели абсорбционной очистки степень очистки (КПД) г) и коэффициент массопередачи А определяются растворимостью газа, гидродинамическим режимом в реакторе Т, Р,ю) и другими факторами, в частности равновесием и скоростью реакции при хемосорбции. При протекании реакции в жидкой фазе величина к выше, чем при физической абсорбции. При хемосорбции резко меняются равновесные соотношения, в частности влияние равновесия на движущую силу абсорбции. В предельном случае для необратимых реакций в жидкой фазе (нейтрализация) образующееся соединение и еет практически нулевое давление паров над раствором. Однако такие хемосорбционные процессы нецикличны (поглотительный раствор не может быть вновь возвращен на очистку) и целесообразны лишь при возможности использования полученных растворов иным путем. Большинство хемосорбциониых процессов, применяемых в промышленности, обратимы и экзотермичны, поэтому при повышении температуры раствора новое соединение разлагается с выделением исходных компонентов. Этот прием положен в основу регенерации хемосорбентов в циклической схеме, тем более, что их химическая емкость мало зависит от давления. Хемосорбционные процессы особенно целесообразны таким образом для тонкой очистки газов, содержащих сравнительно малые концентрации примесей. [c.234]

Математическая модель хемосорбции двуокиси углерода поташным раствором, описывающая структуру потоков жидкости и газа в насадке, массообмен между жидкой и газовой фагами, влияние химической реакции иа скорость массообмена, была составлена на основе приици-аа деления аппарата на кинетические зоны [Ъ] в зависшости от взаимодействия газовой и жидкой фаз по высоте колонны с изменение концентрации раствора. [c.162]

Для всех случаев, когда ПАВ вводится непосредственно в жидкую фазу, контактирующую с твердой поверхностью, характерен резко выраженный гистерезис смачивания уменьшение (или увеличение при хемосорбции) краевого угла происходит постепенно, по мере того как на новых поверхностях, покрываемых жидкой фазой, успевает происходить адсорбция ПАВ. Особенно существенна роль кинетики адсорбции и диффузии ПАВ при управлении с помощью ПАВ капиллярной пропиткой в этом случае, по данным Чураева, впитывающийся в капилляры раствор быстро обедняется ПАВ из-за адсорбции на стенках капилляров, так что скорость процесса пропитки может лимитироваться диффузионным подводом ПАВ из объема раствора к менискам в порах. [c.107]

При протекании в жидкой фазе химической реакции абсорбируемый компонент полностью или частично связывается в химическое соединение. Градиент концентраций у поверхности раздела увеличивается. Скорость поглощения возрастает по сравнению со скоростью поглвщения при физической абсорбции. Обычно [13, 14, 17, 27—29] увеличение скорости поглощения в хемосорбционном процессе учитывают путем введения в уравнение массоотдачи в жидкой фазе коэффициента ускорения к, показывающего, во сколько раз при химической абсорбции возрастает коэффициент массоотдачи по сравнению с коэффициентом массоотдачи при физической абсорбции (при одинаковой движущей силе, равной движущей силе процесса хемосорбции) [c.62]

Сорбция — процесс поглощения газов, паров и растворенных веществ твердыми или жидкими поглотителями на твердом носителе (сорбентами). Классификация сорбционных методов основана на различии механизма взаимодействия веществ с сорбентами. Различают адсорбцию (физическая адсорбция и хемосорбция), распределение веществ между двумя несмеши-вающимися фазами (растворитель и жидкая фаза на сорбенте) и капиллярную конденсацию — образование жидкой фазы в пбрах и капиллярах твердого сорбента при поглощении паров вещества. В чистом виде каждый из перечисленных механизмов, как правило, не реализуется, и обычно наблюдаются смешанные механизмы. [c.239]

Силы, удерживающие адсорбированные молекулы на поверхности, могут быть совсем незначительными и по величине близки к силам, вызывающим коалесцепцию молекул, ведущую к образованию жидкой фазы они могут быть и настолько большими, что адсорбированное вещество не удается удалить с поверхности, не вызывая каких-либо химических изменений. Большинство адсорбционных явлений, очевидно, обусловлено слабыми силами — так называемыми физическими или ван-дер-ваальсовыми. Этим п объясняется, почему в общем случае соединения, обладающие низким давлением пара, адсорбируются в относительно больших количествах, чем труднее конденсирующиеся газы. Адсорбция химического типа, обычно известная под названием хемосорбции, играет значительно менее важную роль в промышленных адсорбционных процессах. Примером хемосорбции может служить адсорбция кислорода на активированном угле при температурах выше 0° С. При попытке осуществить десорбцию кислорода нагревом он выделяется в виде соединений с углеродом. [c.273]

В наиболее общем случае адсорбционные процесы в ЖАХ вызваны слабыми ван-дер-ваальсовыми силами. При сорбции на полярных адсорбентах, поверхность которых покрыта гидроксильными гру1шами, часто происходит образование более прочных водородных связей с молекулой адсорбата. В обоих случаях полностью исключаются кинетические ограничения в установлении сорбционных равновесий в системе — жидкая фаза - адсорбент. Наконец, между молекулой адсорбата и функциональными группами на 1юверхности адсорбента может протекать химическая реакция с образованием химической связи. Последствием такого взаимодействия может быть прочная, часто необратимая хемосорбция или образование новых химических соединений, отсутствовавших в разделяемой смеси. Как правило, химическое взаимодействие разделяемых веществ с поверхностью адсорбента является крайне нежелательным процессом, вероятность протекания которого учитывается при выборе условий разделения. Механизм хемосорбционного удерживания является неприемлемым для ЖАХ. [c.191]

Таким образом, на первой стадии протекает хемосорбция ацетона на кислотных пентрах катионита с образованием карбокатиона, который затем реагирует с нейтральной молекулой фенола из раствора. Образовавшийся карбокатион п-изопро-пенилфеиола, обратимо десорбируясь, может переходить в объем в виде л-изопропенилфенола. В результате реакции карбокатиона я-изопропенилфенола со второй молекулой фенола образуются п,п- и о,/г-изомеры дифенилолпропана (преимущественно первый). Изучение распределения воды между катализатором и жидкой фазой показало сильную адсорбционную способность катализатора к воде и значительное снижение активности катализатора с повышением содержания воды в жидкой фазе. Поэтому при составлении кинетической модели было использовано уравнение Ленгмюра, описывающее торможение реакции продуктами и исходными веществами. Оптимальные условия реакции — повышенное (выше стехиометрического) молярное отношение фенол ацетон— (5—15) 1 и температура 60—75 °С. При этом селективность составляет 94—96%. Основным побочным продуктом является о,лг-изомер ДФП, в меньших количествах образуются о,о-изомер ДФП, соединение Дианина [2,2,4-триметил-4(4 -оксифенил)хроман], 1,3,3-триметил-1 (4 -оксифенил) иидан-6-ол, 2,4-бис (4 -оксикумил) фенол и другие. ДФП, выделенный из реакционной массы путем отгонки непрореагировавших компонентов и воды, имеет следующие показатели температура кристаллизации 153,5°С цветность спиртового раствора 150 ед, платиново-кобальтовой шкалы содержание примесей (в %) о,лг-изомер дифенилолпропана— 3,0—3,5 соединение Дианина—0,5 9,9-диметилксан-тен — 0,3—0,5 1,3,3-триметил-1 (4 -оксифенил)индан-6-ол — 0,05. [c.206]

Большое внимание уделяется экспериментальной проверке расчетных уравнений в аппаратах с различной организацией контакта фаз и для различных газожидкостных систем, особенно при высоком уровне обратимости процесса обобщение опытных данных позволяет сделать вывод о плодотворности поэтапного расчета скорости хемосорбции (через физический коэффициент масоотдачи в жидкой фазе и коэффициент ускорения массопередачи). Даны примеры расчета локальных значений скорости хемосорбции. [c.18]

В ряде работ исследована теория некоторых специальных случаев одновременной абсорбции двух компонентов газа. Так, рассмотрена проблема [80, 90], связанная с химическим взаимодействием компонентов между собой после перехода их в жидкую фазу. Получены приближенные аналитические и численные решения для абсорбции двух газов, сопровождаемой сложной реакцией, в частности последовательно-параллельной реакцией, включающей две необратимых и одну обратимую реакцию [91]. Предполагается, что по такой схеме может протекать реакция хлоргидрирования этилена. Массопередача со сложной реакцией изучена также в работах [58, 92—94, 96]. Наконец, в работе [95] рассмотрена теория кинетики двухкомпонентной хемосорбции, осложненной обратимыми химическими реакциями, однако анализ ограничен областью протекания мгновенной реакции. [c.85]

Представляет практический интерес сопоставление скорости хемосорбции кислых компонентов природного газа различными хемосорбентами (рис. 3.5). Кривая на рис. 3.5, а проведена в предположении, что в жидкой фазе протекает мгновенная реакция H2S с хемосорбентом и, следовательно, отношение скоростей хемосорбции определяется лишь разностью коэффициентов диффузии МЭА и ДЭА в растворе. Видно, что скорости массопередачи при поглошении H2S растворами МЭА и ДЭА могут различаться не более чем в 1,5 раза, что согласуется с опытными данными. В промышленных условиях это различие меньше, что объясняется существенной долей сопротивления массопередаче в газовой фазе. В то же время, отношение скоростей хемосорбции СО2 растворами МЭА и ДЭА весьма заметно (рис. 3.6, б) и в области протекания реакции псевдопер-вого порядка определяется различием константы скорости реакции и коэффициента молекулярной диффузии. Результаты расчета и опытные данные свидетельствуют о возможности повышения селективности извлечения H2S из газа, содержащего СО2, при использовании в качестве хемосорбента ДЭА. [c.91]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология