Скорость во внутридиффузионном режим

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]

Когда адсорбция яда протекает медленно — его диффузия в порах не является лимитирующим фактором — концентрация яда станет постоянной по всему объему зерна. В этом случае отравление поверхности будет практически равномерным (различия локальных-значений со, появляющиеся вследствие изменения концентраций реагирующих веществ по глубине зерна, как правило, не играют заметной роли). Отравление такого типа равносильно уменьшению эффективной константы скорости к основной реакции. Так как скорость реакции во внутридиффузионном режиме пропорциональна к (и, соответственно, фактор эффективности т] А ), равномерное отравление снижает скорость реакции во внутридиффузионном режиме слабее, чем в кинетическом. Аналогичным образом воздействует на скорость основной реакции и обратимое отравление активной поверхности. В обоих случаях основная часть яда сорбируется во внутренних областях зерна, которые при переходе во внутридиффузионный режим становятся практически недоступными для реагентов. [c.147]

Интересной особенностью переходов между режимами в рассмотренной системе, является то, что при некоторых условиях внутридиффузионный режим, хотя и существует, но не проявляется ни при увеличении, ни при уменьшении температуры и скорости потока. [c.140]

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]

Интенсификация процесса. Температура благоприятно влияет на скорость превращения как в кинетическом [г] I и Ж(Сд)], так и во внутридиффузионном [см. уравнение (4.69)] режимах. Уменьшение размера зерна катализатора (дробление) позволяет увеличить скорость превращения в диффузионном и переходном режимах, вплоть до перехода процесса в кинетический режим. [c.144]

Таким образом, для топохимических реакций возможны шесть предельных макрокинетических областей при квазистационар-ном режиме. Перечислим эти области внешнедиффузионная, адсорбционная, область растворения, диффузионная (лимитируют процессы диффузии в твердом теле), кинетическая и внешнекинетическая. При наличии внутридиффузионного торможения квазистационарный режим не устанавливается рассмотрение в стационарном приближении можно вести в области максимума скорости реакции, причем реакция в указанной области в основном протекает в тонком слое вблизи геометрической поверхности зерна, и поле концентраций существенно отличается от наблюдающегося в стационарной системе. [c.96]

Режим движения фаз соответствует смешению. Температурный режим — изотермический. Использование тонкодисперсной твердой фазы обеспечивает уменьшение и даже снятие внутридиффузионных торможений, что обусловливает высокую скорость процесса на каждой твердой частице. Однако относительно низкая концентрация твердой фазы в потоке (доля объема, занятая твердой фазой, не превышает 10%) не позволяет эффективно использовать объем реакционной зоны. Интенсивность работы печей обжига пылевидного колчедана составляет около 30—40 кг/(м -ч). Велик унос твердой фазы с потоком выходящего газа. Отсутствие теплообменных элементов внутри печи ограничивает возможность интенсификации обжига путем повышения концентрации реагирующих веществ (в частности, за счет обогащения воздуха техническим кислородом). Адиабатический разогрев при протекании ХТП достигает 500—800 °С. [c.131]

Из графиков видно, что наблюдаемые константы скоростей уменьшаются с увеличением размера частиц, и при с/ > 0,1 мм практически реализуется упомянутый выше режим предельного внутридиффузионного торможения, когда работает только внешняя поверхность зерна. [c.109]

При В 1 дс /дг -> 0 с = соп81. Такой режим называют внешнедиффузионным. Он характеризуется равномерным распределением концентрации в пористом объеме частицы в каждый момент времени экстрагирования. Путем увеличения коэффициента массоотдачи (этого можно достичь, увеличивая скорость обтекания частиц жидкостью) можно перевести процесс экстрагирования во внутридиффузионный режим, обеспечивая максимально возможную интенсификацию процесса. [c.283]

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]

Поскольку константа скорости реакции возрастает с температурой значительно сильнее, чем коэффициент диффузии, повышение температуры благоприятствует переходу реакции во внутридиффузионную область. Следовательно, при повышении температуры влияние внутридиффузионного торможения, как и внешнедиффузионного, усиливается. При этом внутридиффузионное торможение начинает сказываться на наблюдаемой кинетике реакции при более низких температурах, чем внешнедиффузионное торможение, особенно, если диаметр пор достаточно мал (меньше 100 нм при атмосферном давлении) [3.43]. При наличии внутридиффу-зионного торможения квазистационарный режим не устанавливается. [c.74]

Если скорость процесса определяется переносом вещества между потоком и поверхностью гранулы катализатора, то такой режим называется внешнедиффузионным. Известно, что высокотермические процессы могут иметь два устойчивых стационарных состояния — кинетический (или внутридиффузионный) и внешнедиффузионный режим. Процессы с небольшим тепловым эффектом — изо- и эндотермические — имеют область переходного режима между внешнедиффузионным и кинетическим. [c.160]

ТО наблюдаемая энергия активации снижается до половины истинной. Это понижение происходит постепенно в области, промежуточной между кинетической и внутридиффузионной. При дальнейшем повышении температуры реакция может перейти во внешнекинетический режим, в котором наблюдаемая энергия активации вновь возрастает до ее истинногр значения Е, либо, минуя этот режим, сразу перейти во внешнедиффузионную область, где скорость реакции практически перестает зависеть от температуры. [c.113]

На рис. 8.1 показано, как изменяются и Д в течение установившегося полуцикла повышения температуры на выходе из реактора 1 = 21/1е — безразмерное время, О < < 1). При I 0,4 температура настолько низка, что скорость реакции близка к нулю. Расчеты показали, что при длительности цикла и > 20 мин реализуется так называемый квазпстационарный режим, когда ТУ близка к во всем температурном интервале. С уменьшением длительности полуцпкла все сильнее начинает сказываться динамика каталитических стадий. В условиях внутридиффузионного торможения различие ТУ и й меньше. [c.186]

Проведение синтеза аммиака в кипящем слое позволяет снизить размер зерен катализатора, т. е. избежать внутридиффузионное торможение процесса, а также приблизить температурный режим в зоне катализа к оптимальному [14, 15]. Гидродинамический, кинeVичe кий и тепловой расчет колонн синтеза аммиака с кипящими слоями катализатора изложен в работах [13, 16]. Критическую скорость газа при любых давлении и температуре можно определить по формулам (1.3) и (1.4) или по следующим зависимостям при Ке <15 и Аг (1—е ) < [c.213]

Зависимости л(ф ) имеют ассимиптоты при ф - 0 г->1 и при ф юо г]- у/ф Первая асимптота показывает, что при хорошем проникновении вещества внутрь зерна (малый размер зерна, или большой коэффициент диффузии, или малая скорость превращения, когда Ф <0,3)к 5 примерно равна к(со). Это условие определяет-кинетическую область (или кинетический режим) процесса. При ф >3 П / . При этом из (2.35) можно получить у1р=о = 0, т. е. внутри частицы концентрация исходного реагента почти равна нулю. Это внутридиффузионная область (или режим) процесса. В ней превращение протекает на относительно небольшой глубине зерна, когда кривизной поверхности можно пренебречь. Поэтому ассимптота л(ф ) при больших ф одинакова для зерен различной формы. [c.46]

О наблюдаемая энергия активации снижается до половины истиной. Это понижение происходит постепенно в области, промежуточ-ой между кинетической и внутридиффузионной. При дальнейшем овышении температуры реакция может ерейти во внешнекинетический режим, котором наблюдаемая энергия актива-,ии вновь возрастает до ее истинного начения Е, либо, минуя этот режим, разу перейти во внешнедиффузионную бласть, где скорость реакции практи-ески перестает зависеть от температуры. лответствуюш,ие аррениусовские диа-раммы в координатах 1пд — 1/Г приве-ены на рис. П1.2. [c.113]