Кинетика процессов статической системе

При исследовании кинетики реакций весьма важен вопрос о выборе контролируемого параметра. В простых газо-жидкостных процессах, в которых хорошо изучены направления химических превращений (например, реакции гидрирования непредельных соединений или восстановления нитросоединений водородом), контролируемым параметром может служить давление. Процесс в этом случав проводят статически в изохорических условиях, а скорости реакций измеряют по скорости изменения давления в системе. Математическая обработка полученных результатов достаточно проста. Для сравнительно простых реакций можно применять адиабатический метод исследования кинетики [4—6], когда контролируемым параметром является только температура. Метод основан на определении скорости разогрева (охлаждения) адиабатического реактора и применим для сильно экзотермических (или эндотермических) реакций. Для его использования нужно знать тепловые эффекты реакций и теплоемкости реагентов и продуктов. Надо, однако, иметь в виду, что при применении чисто адиабатического метода всегда есть опасность непредвиденного изменения направления реакции по мере повышения температуры, что сразу затрудняет расшифровку полученных данных. Гораздо большую перспективу имеет применение для исследования каталитических процессов метода неизотермического эксперимента, где наряду с анализом веществ производится замер профиля температуры по длине слоя катализатора или по ходу опыта. [c.403]

В прикладных исследованиях кинетики целесообразно применять только циркуляционные статические установки. Основное преимущество статических систем — отсутствие дозирующих устройств, недостаточно точная работа которых, как показали обследования, является, наряду с неточностями анализов, основным источником ошибок в исследованиях кинетики процессов. Замкнутость системы и возможность обеспечить высокую точность в определении количества вводимых реагентов позволяет сводить баланс вещества по разности, что очень существенно при изучении сложных реакций, где не все компоненты удается аналитически определять. В статических установках за один опыт снимается полная кинетическая кривая реакции при заданных начальных условиях с практически неограниченным числом точек, что значительно ускоряет весь процесс исследования. [c.404]

Извлечение целевых компонентов как из жидкостей, так и из твердых пористых тел нередко называют экстракцией (иногда экстрагированием) без уточнений или с добавлением жидкостная , жидкофазная , в системе жидкость—жидкость , из твердого тела , в системе твердое тело—жидкость . Возможно, это связано с формальным сходством уравнений материального баланса и методов расчета процессов в статических условиях с использованием прямоугольных и треугольных диаграмм. Между тем кинетика процессов в системах жидкость—жидкость и твердое тело— жидкость существенно отличается. Например, в системе -жидкость— жидкость межфазная поверхность зависит от гидродинамических условий в аппарате, а в системе твердое тело—жидкость она формируется на предшествующей операции измельчения и от гидродинамики не зависит. [c.50]

На практике химические газофазные процессы обычно осуществляются непрерывно в проточных реакторах в так называемых динамических условиях. В отличие от рассматривавшихся до СИХ пор закрытых (статических или замкнутых) систем, в которых реакции протекают при постоянном объеме, в открытых (проточных) системах процессы протекают при постоянном давлении. Статический метод позволяет проследить в течение одного опыта зависимость скорости процесса от концентрации реагирующих веществ в широком интервале их изменений и потому особенно пригоден на начальной стадии исследования кинетики процесса. Динамический метод позволяет быстрее накапливать продукты реакции и при установлении стационарного состояния, когда состав выходящей из реактора смеси продуктов становится постоянным, получать пов-торимые кинетические данные, значительно более надежные, нежели единичная точка на кинетической кривой опыта в статических условиях. [c.251]

Как видно, уравнение (IV, 32) при и 1 и /п = 1 ничем не отличается от уравнения (IV,I), описывающего кинетику гидрогенизации в статической системе. Теоретически же уравнение (IV, 1) может быть применено для проточной системы лишь в случае ведения процесса в аппарате идеального вытеснения, обеспечивающего одинаковое время пребывания в зоне реакции всех молекул исходных реактантов, как это имеет место в закрытом статическом сосуде. [c.298]

Рис. 4. Кинетика процесса ионного обмена в системе НН + СаСЬ (в статических условиях) по данным А. И, Богданова и М. С. Кроль.

В статической системе область химической кинетики достаточно надежно реализуется в случае ведения процесса на зернах катализатора менее 0,1 мм. На никелевом катализаторе при атмосферном давлении в кинетической области наблюдается первый порядок по водороду и нулевой —по сульфолену (рис. 107). В этом случае гидрирование сульфолена протекает в условиях, когда концентрация его намного превышает концентрацию водорода в растворе, что связано с малой [c.230]

Впоследствии работы в этом направлении проводились и другими авторами [136, 152—157]. С помощью газо-жидкостной хроматографии в статической системе изучена [158] кинетика пиролиза тетраэтилсвинца при 233—267°С и давлении 5—15 мм рт. ст. Обнаружено 17 продуктов реакции, содержащих от 1 до 6 атомов углерода, причем на начальных стадиях образуются только н-бутан, этилен, этан и водород. Взаимодействие этилена с различными радикалами приводит к сложной смеси продуктов, обнаруживаемой на поздних стадиях процесса. [c.588]

Изучение кинетики реакций в проточных системах, в отличие от систем статических (аппараты периодического действия), имеет свои особенности. Основная разница в исследовании кинетики этих двух методов проведения процесса обусловлена вопросом о том, как учитывать время пребывания реактантов в зоне реакции, от которого зависит глубина превращения исходного сырья. [c.189]

Единая общепринятая теория концентрированных растворов пока отсутствует, что затрудняет рассмотрение с физико-химической и технологической точек зрения всех аспектов статики и кинетики превращений веществ в процессах химико-технологической переработки. Накопленный физико-химический материал по теоретическому обоснованию свойств, структуры, термодинамической оценке параметров компонентов раствора при учете влияния концентрации, химических взаимодействий, температуры и давления позволяет в отдельных случаях достаточно полно оценить статическое состояние, т. е. состояние системы при равновесии. Это имеет большое значение для процессов растворения, кристаллизации, поглощения и выделения газообразных реагентов в многокомпонентных системах, обрабатываемых при получении неорганических веществ. В этой главе рассмотрены некоторые свойства растворов электролитов, важные для технологии. [c.73]

В отличие от статических и динамических (непрерывных) процессов, осуществляемых без повторной переработки непрореагировавшего сырья, система с рециркуляционным контуром (собственный рециркулят) имеет условие, когда процесс установившегося состояния не может быть реализован. Поэтому необходимо найти эти условия для Канадой конкретной реакции. Эта задача может быть выполнена совместным рассмотрением уравнений кинетики, написанных применительно к проточным системам [31,48,56,58], и рециркуляции [10, 61]. [c.34]

Исследование кинетики образования межфазных пленок в системе водный раствор ОП-10 — ксилол [13] показало, что этот процесс в статических условиях протекает очень медленно и с тем большей скоростью, чем выше концентрация. При этом наблюдается полная симбатность в ходе кривых нарастания во времени прочности стабилизующих пленок и повышения устойчивости эмульсий, которые вызываются одной причиной — формированием межфазной структурированной пленки МЭ, образующейся в результате квазиспонтанного эмульгирования. Скорость достижения предельной устойчивости зависит от условий введения эмульгатора в систему (в водную или углеводородную фазы), а также от интенсивности массопереноса ПАВ, образования микроэмульсии и ее структурирования в межфаз-ном слое. При введении 0,25% ОП-10 в ксилольную фазу формирование структуры защитного слоя происходит настолько быстро, что предельная устойчивость в этом случае достигается через 5—10 мин, после чего сохраняется длительное время. Водный же раствор ОП-10 по эффективности действия приближается к ксилольному раствору лишь через 60—70 час хранения эмульсии в статических условиях [14]. [c.269]

Кинетика этого процесса в жидкой фазе в статической и безградиентной системах изучалась на примере дегидрирования изопропилового спирта на никеле Н. В. Николаевой, И. Р. Давыдовой и автором [11]. Предполагается, что реакция протекает по схеме [c.113]

В настоящее время имеется большая литература о гидродинамике и теплообмене при наличии химических реакций (например, [1,2]). В подавляющем большинстве этих работ рассматривается вопрос о том, как влияют эндо-или экзотермические реакции на обтекание потоком сравнительно высокотемпературных газов или жидкостей твердого препятствия, теплообмен в пограничном слое, истечение из сопла и т. п. При этом реальные конечные скорости химических реакций обычно не рассматриваются. Имеются и сравнительно немногочисленные работы по кинетике химических реакций прп высоких температурах, но либо в статических условиях, либо в потоке, изменение гидродинамических и температурных параметров которого не рассматривается (например, [3, 4]). В то же время для понимания химических процессов в плазменных струях и управления ими необходимо знать изменение во времени и пространстве концентраций отдельных компонентов с, реакций (при конечных скоростях реакций), скорости V и средней температуры Т струн. Поэтому следует ставить такую задачу, решение которой дало бы зависимости С = ср/(г) (/ = 1,. . . , п), и = Т = /2(0. Для этого требуется система уравнений гидродинамики при наличии химических реакций и решение ее относительно переменных V, Т, с/. [c.12]

Представление о времени внедрялось в химию медленнее. Это объяснялось двумя причинами во-первых, тем, что статическое изучение вещества, как уже отмечалось, исторически предшествовало исследованиям механизмов реакций, динамики во-вторых, учения о ходе химических реакций во времени — кинетика, теория переходных состояний, промежуточных стадий — возникли и развивались позднее. В. Оствальд еще в конце XIX в. заметил по поводу медленного внедрения в химию фактора времени Кинетика разработана значительно менее, чем статика. Причину этого следует искать в том, что в кинетике приходится принимать во внимание элемент времени, и потому в ней сравнительно со статикой одной переменной больше этим обусловливается большая сложность задач кинетики . Однако он тут же подчеркивал мысль о преобладании в будущем развития кинетики, ибо, по его мнению, путь химического процесса представляет более широкое поле для исследований о свойстве химической системы 2. [c.45]

Изучение кинетики быстротекущих реакций в статических условиях закрытой системы зачастую бывает связано с значительными экспериментальными трудностями, особенно ощутимыми, когда объектом исследования является процесс, характеризующийся значительным тепловым эффектом. [c.177]

Основной теоретической задачей в химической кинетике является создание такой системы взглядов и уравнений, которая позволила бы, исходя из молекулярных параметров реагирующих компонентов и внешних условий протекания процесса, вычислить его скорость. К молекулярным параметрам относятся масса реагирующих молекул, геометрическая конфигурация, порядок связи отдельных атомов и атомных групп в молекуле, энергетическая характеристика отдельных связей, совокупность возможных энергетических состояний молекулы. Под внешними условиями понимается давление (или концентрации), температура, условия, в которых осуществляется процесс (например, проведение реакции в статических условиях или в потоке). В решении этой задачи важным этапом является интерпретация кинетических закономерностей при химических превращениях с позиций молекулярно-кинетической теории, поэтому настоящая глава и посвящается те.м основам молекулярно-кинетической теории, которые будут использованы далее при решении поставленной задачи. [c.84]

В качестве переменных факторов изучались частоты изменения возмущающей силы, в том числе при двухчастотной вибрации, кинетический момент вибратора, величина статического пригруза, толщина уплотняемого слоя. В процессе уплотнения измерялась амплитуда колебаний в различных точках виброуплотнителя, ускорение вибрации, кинетика и степень уплотнения по изменению во времени омического сопротивления смеси с помощью датчика омического сопротивления с записью на шлейфовый осциллограф и определением плотности дисперсной системы. [c.155]

Эмери и сотр. [111] исследовали кинетику термического разложения 2-этил-декаборана в статической системе при 210—230°. Реакция имеет второй порядок, энергия активации равна 39,5 ккал -моль . Продуктами реакции являются декаборан и 1,2- и 2,4-диэтилдекаборан. К концу процесса наблюдается образование твердых гидридов, водорода, метана и этана. [c.391]

Кинетику образования карбида кобальта С02С из окиси углерода на катализаторах состава кобальт—окись тория—кизельгур изучали Крэксфорд иРайдил [30], Эйдус и Зелинский [31 ] и Уэллер [32]. Опыты Крэксфорда и Райдила производились в статической системе, и поэтому их результаты менее надежны. Эйдус и Зелинский, а также Уэллер пользовались проточными системами, что дает более достоверные данные о кинетике процессов. По наблюдениям Крэксфорда и Райдила, скорость обуглероживания была очень велика в первые несколько минут, после чего уменьшилась и оставалась постоянной в течение не менее 20 час. Эйдус и Зелинский не определяли начальной скорости, но нашли, что скорость остается постоянной Б промежутке времени от 5 до 15—20 час., а затем понижается. Уэллер наблюдал очень большую начальную скорость, а затем постоянство скорости в период от 30 до 150 мин., а после 150 мин.—ее уменьшение (см. рис. 126). Величина константы скорости обуглероживания на промежуточном участке кривой мало зависела от парциального давления окиси углерода в интервале 0,07—0,6 атм, что выражается уравнением [c.423]

Рис. 6. Кинетика процесса ионного обмена в системе РН-1-КаОН, 1 Н-Ь 4-СаС12 (в статических условиях) на катионите КУ-4 и КУ-41

Таким образом, подход к изучению кинетики процессов структурообразования в условиях динамических воздействий, принципиально отличный от традиционных статических методов исследсГ-вания структурообразования в дисперсных системах, необходим как для выявления физико-химических закономерностей формирования дисперсных структур в результате возникновения контактов различных типов, так и для научного обоснования оптимальных параметров целого ряда химико-технологических процессов в дисперсных системах и процессов получения материалов на их основе. [c.90]

В ранних работах [16 17] для изучения кинетики изомеризации н-олефинов применяли статический метод. Позднее стали использовать проточный [18] и проточно-циркуляционный [19] методы. Последние два метода наиболее эффективны тогда, когда время реакции невелико, когда возникновение побочных продуктов зависит от времени контакта реагентов с катализатором и когда необходимо ограничить реакционную зону только длиной слоя катализатора. Большинство непрерывных промышленных процессов осуществляется в контактных системах проточного типа. Однако для исследования реакций всеми перечисленными методами необходимы большие количества реагентов, что не всегда удобно в лабораторной практике. В последние годы для изучения ряда каталитических реакций с успехом применяются импульсные установки [20—23]. Преимуществами этих установок являются использование небольших количеств катализатора и исследуемь1х веществ, а также малое время контакта катализатора с углеводородами. Кроме того, импульсный метод позволяет проводить опыты при высокой активности свежего катализатора. [c.45]

Подобное исследование связано с изучением химического равновесия и кинетики, динамических и статических характеристик процесса, системы регулирования и экономики процесса. При этом в схемах регулирования применяются специальные средства автоматизации — анализаторы, чувствительные к мгновенным изменениям состава и фигико-химических свойств продуктов в потоке, а также регуляторы температуры, давления, расхода и уровня с ускоренной записью, обеспечивающие контроль изменений параметров с высокой точностью. Исследования процессов с помощью информационно-вычислительных машин весьма эффективны. При этом продолжительность исследований сокращается. [c.365]

Обоснованы новые взгляды на кинетику реакции алкилирования и составлены кинетические уравнения для процессов, проходящих в статической, полупроточной и проточной системах, в гомогенных и гетерогенных условиях. Представлены экспериментальные зависимости влияния температуры, давления, времени контакта, мольного соотношения реагентов, ультрафиолетового и у-излучений и других факторов на выход продуктов алкилирования. Обсуждены вопросы промотирования катализаторов. Монография может быть использована в практической и научной деятельности инженерами и научными работниками предприятий химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, научными работниками академических институтов, отраслевых НИИ и КБ, может служить также учебным пособием для преподавателей, аспирантов и студентов вузов химико-технологических специальностей. [c.2]

Промышленное использование конверсионных катализаторов должно базх1роваться на изучении кинетических закономерностей процесса. Между тем кинетика конверсии углеводородных газов с водяным паром представляет собой малоизученную область. Из опубликованных работ имеется лишь два исследования Лейбуш с соавторами [22, 23] по кинетике конверсии метана. Первое выполнено в статических условиях в отсутствии катализатора и представляет поэтому интерес лишь с теоретической точки зрения. Второе носвяш ено изучению кинетики конверсии метана в проточной системе, однако с использованием непромышленного катализатора. Как было показано одним из нас [24], некоторые положения данного исследования вызывают определенные возражения, главным образом в отношении правильности предложенного кинетического уравнения, поскольку экспериментальные данные, полученные как самими авторами, так и нами, неудовлетворительно подчиняются этому уравнению. [c.127]

Из формулы (2) видно, что на величину фактора интенсивности оказывают влияние, например, к, характеризующий кинетику массообменного процесса, параметры АС и п, тесно связанные со статическими характеристиками процесса, в частности, с равновесием между фазами, определяемым термодинамическими свойствами компонентов системы, а также параметры и Яс. Последние зависят в основном от конструктивных особенностей аппарата и физико-химических свойств перерабатываемых продуктов. Если использовать понятие коэс ициепта полезного действия 1-) ступени контакта, то [c.13]

Как в статических, так и динамических условиях в процессе обратимой сорбции может установиться сорбционное равновесие, нри котором концентрации всех компонентов в системе станут постоянными. Зависимость между равновесными концентрациями сорбируемых веществ в составе сорбента и подвижной фазы определяется уравнением статики сорбции или уравнениями изотерм сорбции при постоянной температуре Т = onst). В ряде случаев уравнения изотерм сорбции могут быть получены из уравнений кинетики сорбции. Например, если уравнение кинетики сорбции описывает сорбционный процесс в изолированной системе сорбент — раствор (статические условия), то такая система со временем должна прийти в состояние равновесия. Скорость сорбции dNi/dt для состояния равновесия будет равна нулю. Это значит, что скорости прямого и обратного процесса — сорбции и десорбции— при равновесии равны. Тогда функция Ti в уравнении кинетики сорбции (II.4) приравнивается нулю, а концентрации компонентов будут уже равновесными. Таким путем может быть получено уравнение статики сорбции из уравнения кинетики сорбции. [c.32]

Введение понятия о равновесных процессах позволяет использовать статическое понятие о равновесном состоянии для изучения динамики (но не кинетики) разнообразных процессов с участиехМ макротел, исключив при этом из рассмотрения время. Кроме того, важно отметить, что для описания равновесных процессов непосредственно может быть использовано уравнение состояния рассматриваемой термодинамической системы. Однако понятие о равновесных процессах само но себе не нахо- [c.22]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология