Селективность во внутридиффузионном режиме

Следует особо отметить, что в отличие от рассмотренного выше процесса на внешней поверхности частицы, селективность процесса в порах катализатора может оставаться значительной и после перехода обеих реакций в диффузионный режим. Параметр 7, определяющий локальную селективность процесса, имеет смысл отношения глубины проникновения первой реакции в толщу пористого катализатора, iD Jki к глубине проникновения второй реакции /О г/А 2. Селективность процесса падает с увеличением глубины проникновения в пористую частицу реакции А1 Аг, так как при этом удлиняется путь, который необходимо пройти образовавшимся молекулам целевого продукта, чтобы вырваться из пор катализатора, не вступив в реакцию дальнейшего превращения. Чем больше глубина проникновения в пористую частицу реакции А 2 Ад,т. е. чем меньше ее скорость и быстрее диффундирует вещество А 2, тем меньшее количество целевого продукта вступает в последовательную реакцию и тем, следовательно, выше локальная селективность процесса. При переходе обеих реакций во внутридиффузионный режим локальная селективность процесса остается при малых 7 близкой к единице. При этом замедление диффузии исходного вещества при прочих равных условиях приводит к повышению селективности. [c.142]

V 1), то S я (1 - y W) , (1 — Y ), и так как в этих условиях Y С 1. селективность процесса по-прежнему близка .0 к единице. Если обе реакции протекают во внутридиффузионном режиме ( > 1, y > li th =ith(Y )<= l), то s= = (1- -Y)" и селективность процесса зависит от величины Y-Следует особо отметить, что в отличие от рассмотренного выше процесса на внешней поверхности частицы, селективность процесса в порах катализатора может оставаться значительной и после перехода обеих реакций в диффузионный режим. Параметр Y, определяющий локальную селективность процесса, имеет смысл отношения глубины проникновения первой реакции в толщу пористого катализатора, У D г/ki к глубине проникновения второй реакции У D 2/к 2-Селективность процесса падает с увеличением глубины проникновения в пористую частицу реакции А j -> А 2, так как при этом удлиняется путь, который необходимо пройти образовавшимся молекулам целевого продукта, чтч)бы вырваться из пор катализатора, не. вступив в реакцию дальнейшего превращения. Чем больше глубина проникновения в пористую частицу реакции А 2 - -A3, т. е. чем меньше ее скорость и быстрее диффундирует вещество А 2, тем меньшее количество целевого продукта вступает в последовательную реакцию и тем, следовательно, выше локальная селективность процесса., При переходе обеих реакций во внутридиффузионный режим локальная селективность процесса остается при малых Y близкой к единице. При этом замедление диффузии исходного вещества при прочих равных условиях приводит к повышению селективности. [c.142]

Рис. III.15. Зависимость полной селективности s от степени превращения 1—для последовательных реакций первого порядка а — при б = 1 и различных значениях 7 б — при V = 1 и различных значениях б. Г — внутрикинетический режим II — внутридиффузионный режим.

Если окажется, что оптимальным, с точки" зрения селективности, является внутридиффузионный режим, то ход решения в общем не изменяется. При другой, не капиллярной модели пористости зерна следует заменить уравнения (У.8) и (У.9) соответствуюш,ими, что, впрочем, пока не разработано. Слинько [35 ] для бидисперсной глобулярной. модели фактически заменяет оптимизацию структуры зерна катализатора определением верхней границы диаметра глобул, при которой практически все промышленные реакции протекают в кинетической области. Эта величина примерно равна 100 мк и обеспечивает полное использование поверхности глобул и создание макропор для молекулярного течения реагентов от наружной поверхности зерна к поверхности глобул. [c.193]

При выборе типа реактора теоретический режим, выявленный в процессе исследования микрокинетики, является своего рода эталоном, который показывает характер необходимого изменения режима в реакторе с глубиной превращения. Выбирая тип реактора, необходимо знать область протекания процесса (диффузионная или кинетическая). Так, внешнедиффузионные процессы осуществляются в адиабатических реакторах с одним небольшим по высоте слоем катализатора. Далее нужно оценить степень внутридиффузионного торможения процесса на зерне. Если протекают одна простая реакция или несколько параллельных реакций, внутридиффузионное торможение только снижает наблюдаемую активность катализатора. Однако, если полезный продукт частично претерпевает в реакторе какие-то изменения (например, при последовательной схеме реакций с полезным промежуточным продуктом), внутридиффузионное торможение может значительно уменьшить селективность процесса. Чтобы избежать этого, приходится значительно уменьшать размер зерна катализатора, что влияет на выбор типа аппарата. [c.420]

Если окажется, что оптимальным, с точки зрения селективности, является внутридиффузионный режим, то ход решения в общем не изменяется. При другой, не капиллярной Рмс. У.5. График для модели пористости зерна следует заменить определения оптныаль-уравнения (У.8) и (У.9) соответствующими, = Г ой даф что, впрочем, пока не разработано. Слинько фузии по уравнение [c.193]

Для переходного режима г, = 0 для внутридиффузнонного режима— это точка, в которой с(г ) = 0. Если обе реакции имеют одинаковый порядок, то диффузионное торможение не влияет на образование продуктов реакции. Дифференциальная селективность будет определяться только отношением констант скоростей параллельных реакций. Если реакции имеют различный порядок, то при переходе во внутридиффузионный режим, вследствие уменьшения концентрации исходных реагентов внутри гранулы катализатора, меньшее относительное изменение скорости будет у реакции с меньшим порядком. Проиллюстрируем это утверладение на примере двух параллельных реакций, для которых зависимости скорости химических реакций от концентрации описывается функциями /1(С)=С и 12 С) — С . В этом случае уравнение (П1.98) запишется в виде [c.80]

Рис. 111.15. Зависимость полной селективности от степени превращения 1—для последовательных реакций первого порядка а — п )и б = 1 и различных значениях V в — при у = 1 а различных значениях б. Г — внутрнкпнетичесиин режим II — внутридиффузионный рея иы.

Справочник химика 21

Химия и химическая технология