Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Константа каталитического процесса

    Наряду с изменением скорости реакции, необходимо исследовать характер изменений, которые вносит сама реакция в состояние системы. Такого рода исследование проводится в главе, посвященной интегрированию кинетических уравнений при постоянной температуре там же описываются способы определения кинетических констант. Характерная черта, вносящая принципиальное различие между прикладной и чистой химической кинетикой, — это исследование взаимодействия химических и физических процессов. Этому вопросу посвящена глава VI, в которой проводится анализ различных стадий гетерогенно-каталитического процесса. [c.8]


    С этих же позиций могут быть объяснены наблюдаемые закономерности кинетики каталитических процессов. Различные формы моделей кинетики процессов адсорбции и десорбции с учетом вида твердой поверхности приведены в табл. 3.3. Здесь же указаны основные параметры моделей кинетики — константы скорости адсорбции и десорбции К ,. [c.151]

    Современное состояние теории элементарного химического акта и теории катализа позволяет определить лишь направления, по которым следует вести поиски катализаторов и условий процесса. Как правило, еще требуются большие экспериментальные исследования при создании новых высокоэффективных катализаторов и каталитических процессов. Одной из задач химической кинетики является выяснение возможности представления сложного химического процесса в виде стадий и определение скоростей, констант скоростей и энергий активации отдельных стадий. Эта задача частично решается в разделе химической кинетики, который получил название формальной кинетики химических реакций. [c.532]

    Маршруты каталитических процессов могут быть и более сложными Но и из приведенных простых маршрутов видно, что многостадийный каталитический процесс описывается несколькими константами, а если процесс описывается одной константой (уравнение (222.10)], то она включает константы других стадий. При этом в состав активированного комплекса всегда в той или иной форме входит катализатор. [c.622]

    Энергия активации, полученная по опытным значениям констант, будет лежать в пределах 10-ь20 кДж/моль (гетерогенно-каталитический процесс протекает во внешнедиффузионной области). kR [c.652]

    В результате изменения значений параметров реакционной смеси нестационарными могут оказаться концентрации промежуточных образований каталитического цикла и состояния приповерхностного слоя катализатора, вызывающие изменения констант скорости элементарных стадий. Поверхностные концентрации изменяются по мере протекания каталитического процесса, т. е. со скоростью, близкой по порядку к скорости реакции. Для достаточно быстрых реакций, представляющих практический интерес, масштаб времени изменения поверхностных концентраций М/ лежит большей частью в интервале 10 —10 с. При изменении свойств катализатора, связанных с изменением строения поверхности и состава приповерхностного слоя, приближение к стационарному состоянию обычно включает стадии, отличные от стадий каталитической реакции. Поэтому в большинстве случаев приближение к стационарному состоянию осуществляется намного медленнее протекания каталитической реакции. В дальнейшем через М, будем обозначать характерное время установления свойств катализатора. Величину масштаба времени нестационарного процесса на поверхности катализатора М можно количественно оценить, например, таким выражением  [c.16]


    Не линейная зависимость степени превращения от температуры показана на рис. 40 и 41. Выход продукта экзотермических реакций с повышением температуры сначала повышается, но затем вследствие смещения равновесия в сторону исходных веществ, т. е. уменьшения константы равновесия, обязательно проходит через максимум, соответствующий оптимальной температуре. Нередки каталитические процессы, в которых при повышении температуры начинаются побочные реакции и выход целевого продукта необратимо снижается значительно сильнее, чем по причине снижения константы равно- [c.74]

    Пример. Определить константу скорости процесса каталитического риформинга на платиновом катализаторе бензиновой фракции молекулярной массы НО, содержащей 5% ароматических, 55% парафиновых и 40% нафтеновых углеводородов. За глубину превращения принят выход ароматических углеводородов. Кратность циркуляции продуктов реакции в дифференциальном реакторе 10 1, загрузка катализатора 3 г, что отвечает объему около. Я,75 mS, массовая скорость подачи сырья 3 ч . Процесс осуществляется при атмосферном давлении без подачи водорода при температуре 500 °С. [c.91]

    Таким образом, при большой степени превращения наличие даже не слишком сильного обратного перемешивания эквивалентно снижению константы скорости каталитического процесса от ее истинного значения К до некоторого эффективного К - Для наглядности на рис. IV. 1 сопоставлены кривые распределения концентраций реагента в слое и их выходные значения для различных случаев. [c.180]

    Для грубой, но более простой оценки снижения движущей силы каталитического процесса в кипящем слое за счет второго фактора — неравномерности распределения концентрации в слое — можно использовать введенную нами в разделе П.З характеристику этой неоднородности 6 , т. е. относительную пульсацию объемной концентрации твердой фазы сг (или порозности слоя е = 1 — а). Для идеально однородного слоя константа скорости реакции первого порядка К пропорциональна объемной концентрации твердой фазы о, а в неоднородном относительная пульсация значения К от его среднего значения К просто равна тому же самому значению O. [c.180]

    Действительно, изменение с ростом скорости потока степени неоднородности кипящего слоя, регистрировавшейся с помощью емкостных датчиков локальных значений пульсаций порозности е кипящего слоя катализатора [224], подтвердило антибатную зависимость между К и Выведенное нами [225] соотношение (IV.7) показывает, что неоднородность структуры псевдоожиженного слоя, так же как и обратное перемешивание газа, наиболее сильно снижает эффективную константу скорости каталитического процесса и увеличивает выходную концентрацию непрореагировавшего продукта [c.181]

    Сопоставление этого выражения с выражением (IV.8) показывает, что второй из экспоненциальных сомножителей, характеризующий неполноту превращения, вызванную неоднородностью структуры кипящего слоя, при разделении аппарата на две секции уменьшился и приблизился к единице. Кроме того, из сопоставления формул (IV.6) и (IV.7) следует, что оба рассмотренные выше эффекта одинаковым образом влияют на снижение движущей силы каталитического процесса и уменьшение эффективной константы скорости К по сравнению с ее истинным значением К в неподвижном слое с той же средней концентрацией катализатора. Считая в первом приближении оба эффекта аддитивными, можно положить общее снижение константы скорости равным  [c.182]

    Возвращаясь к рассмотренным в данной главе примерам, в первую очередь остановимся на влиянии масштаба аппарата на неполноту химического превращения при каталитических процессах в кипящем слое. В соответствии с формулой (IV.9), снижение константы скорости реакции обусловлено двумя причинами — неоднородностью структуры зернистого слоя катализатора и обратным перемешиванием газа 1)эфф- Поскольку амплитуды пульсаций объемной концентрации а по соотношению (II.19) пропорциональны скоростям движения твердой фазы V, то Яб  [c.201]

    Таким образом, во всех случаях в кислой среде исходное вещество присутствует в двух или трех формах, из которых только одна является реакционноспособной. Скорости взаимных переходов этих форм велики, и можно считать, что на протяжении всего процесса обе формы присутствуют в термодинамически равновесных концентрациях. Лимитирующей стадией кислотно-каталитического процесса, как правило, является превращение активной промежуточной формы в продукты реакции. Константу скорости к этой стадии принято называть истинной константой скорости кислотно-каталитического превращения. Если обозначить актив- [c.246]


    Множитель / в простейшем случае, когда присоединение мономера к растущей цепи является бимолекулярной реакцией, представляет собой произведение константы скорости второго порядка на концентрацию мономера. Однако он может быть и более сложного вида, например, если рост цепи является каталитическим процессом. Для дальнейшего рассмотрения существенно только, чтобы он не зависел от и с,.. [c.369]

    На основе положений формальной кинетики, метода переходного состояния и законов термодинамики были получены уравнения, описывающие закономерности кинетики простейших реакций. В кинетические уравнения входят константы гетерогенно-каталитических реакций, характеризующие процессы, которые протекают на поверхности, константа равновесия хемосорбционного процесса /Сад и предельное значение адсорбции (Г ), константа скорости химического акта (/гуд), а также константы, характеризующие процессы массопереноса (О, р и р). Теория каталитического процесса, протекающего на поверхности катализатора, должна раскрывать зависимость и куц от строения и свойств катализатора и реагирующих молекул. Проблема эта очень сложная и далеко еще не решенная. [c.654]

    Теплота адсорбции, входящая в выражение адсорбционных коэффициентов Ь (см. гл. VII), может сказываться на величине кажущейся энергии активации гетерогенно-каталитического процесса, лимитирующегося реакцией в адсорбционном слое. В рассмотренном выше случае в) реакции нулевого порядка скорость реакции равна истинной константе скорости и поэтому величина экспериментально наблюдаемой (вычисляемой по уравнению Аррениуса) кажущейся энергии активации Е каж РЭВ на истинной энергии активации реакции Е. [c.310]

    Изучение химических реакций выявление побочных процессов, определение параметров каталитических процессов, констант равновесия, изучение кинетики реакции и энергии активации. [c.224]

    Каталитические процессы не связаны с изменением энергии Гиббса (ДО) катализатора, поэтому участие катализатора не влияет на изменение константы равновесия (К зависит от природы реагирующих веществ и температуры) и не может увеличивать или снижать выход продуктов реакции. Катализатор в равной степени ускоряет как прямую, так и обратную реакции, влияет на ускорение наступления равновесия. [c.191]

    На рис. 95 приведена зависимость эффективной константы скорости превращения о-бензоилбензойной кислоты в антрахинон от концентрацин серной кислоты. Видно, что дфф растет с росто.у концентрации серной кислоты до некоторого предельного значения. Это предельное значение дает непосредственно истинную константу скорости кислотно-каталитического процесса. Таким способом истинная константа скорости может быть определена и в случаях, когда не существует методов определения концентрацин активной промежуточной формы. Как правило, однако, при столь больших коп- [c.335]

    Аналогичным образом можно рассмотреть каталитические процессы, протекающие на поверхности, неоднород-иои по энергиям активации. Соответственно необходимо знать функцию распределения для активных центров по энергии активации реакции ЦЕ). На рис. ХИ1,8 показана функция распределения ( Е). Иногда нагл5Щ1ее функцию распределения выражать ч ерез так же зависящую от энергии активации константу скорости каталитического процесса к(Е)  [c.350]

    Выборы формы предоставления информации о структуре химического вещества во многом определяет ее соответствие структуре. Форма представления — это совокупность соглашений относительно того, как оценивать исследуел1ые объекты. Совокупность соглашений зависит от типа каталитического процесса и может основываться на использовании физико-химических, математических, структурных характеристик вещества. При этом для представления структуры могут быть использованы как ее локальные характеристики (наличие определенного типа индексных групп, определенные значения констант заместителей), так и интегральные (теоретико-информационные инварианты, потенциал ионизации и т. п.). [c.93]

    Для успешного решения указанных задач необходимо располагать информацией о макрокинетике гетерогенно-каталитическо-го процесса и возможных типах моделей текстуры катализаторов. Текстура катализатора определяется как его индивидуальная микроструктура с соответствующим пространственным расположением связанных друг с другом частиц, включая открытые полости между частицами. На основе представлений о возможных видах моделей макрокинетики гетерогенно-каталитических процессов и моделей текстуры катализаторов можно, задаваясь кинетическими уравнениями процесса и начальными оценками кинетических констант, осуществить предварительный поиск требуемой текстуры катализатора. [c.120]

    Пространственно-временная самоорганизация гетерогенного каталитического процесса. Одновременное протекание химической реакции и диффузии может привести к образованию периодических по пространству стационарных состояний — диссипативных структур [84—89]. Покажем возможность образования неоднородных стационарных состояний (макрокластеров) на примере механизма реакции окисления оксида углерода на платиновом катализаторе. Математическую модель поверхностной каталитической реакции с учетом поверхностной диффузии будем строить, исходя из следующих предположений [83]. Будем считать, что диффузия адсорбированного вещества X происходит за счет его перескока на соседние свободные места Z. Схема расположения занятых мест X и свободных мест Z на поверхности катализатора показана на рис. 7.10 (для наглядности взят одномерный случай). Пусть X, г — степени покрытия X та X соответственно, ро — вероятность перескока молекул с занятого места на свободное (микроскопическая константа), е — характерный размер решетки. Тогда скорость изменения г] = Ах М степени покрытия X в сечении [c.306]

    Величина обратно пропорциональна давлению и возрастает с повышением температуры пропорционально чем больше масса и диаметр молекулы, тем труднее она диффундирует. Зависимость коэффициента молекулярной диффузии от свойств среды проявляется в основном в изменении эффективного сечения столкновений. Определение коэффициентов молекулярной диффузии в многокомпонентных смесях представляет собой чрезвычайно сложную задачу. При расчете химических процессов зависимостью коэффициентов диффузии от состава газовой смеси обычно можно пренебречь. Также несущественна в обычных условиях и зависимость ко фициеита диффузии от температуры степенная зависимость В Т) не идет ни в какое сравнение с экспоненциальной температурной зависимостью константы скорости реакции, и при перепадах температуры, набл] даемых в каталитических процессах, коэффициент молекулярвой-ди фузии остается практически постоянным. [c.99]

    Каталитическую активность гетерогенного катализатора характеризуют константой скорости реакции, отнесенной к одному квадратному метру поверхности раздела фаз реагентов и катализатора, или скоростью реакции при определенных концентрациях реагирующих веществ, отнесенной к единице площади поверхности. Промышленные катализаторы применяют в форме цилиндров или гранул диаметром несколько миллиметров. Гранулы катализатора должны обладать высокой механической прочностью, большой пористостью и высокими значениями удельной поверхности. Большую группу катализаторов получают нанесением активного агента, например платины, палладия, на пористый носитель (трегер) с высокоразвитой поверхностью. В качестве носителей применяют активированный уголь, кизельгур, силикагель, алюмогель, оксид хрома (П1 и другие пористые материалы. Носитель пропитывают растворами солей металлов, например Pt, Ni, Pd, высушивают и обрабатывают водородом при 250—500° С. При этом металл восстанавливается и в виде коллоидных частиц [л = (2 -f- 10) 10 м1 осаждается на поверхности и в порах носителя. Можно провести синтез катализатора непосредственно на поверхности носителя, пропитав носитель растворами реагентов, с последующей термической обработкой. Так получают катализаторы с металлфталоцианинами, нанесенными на сажу, графит и другие носители. Широко применяются металлические сплавные катализаторы Ренея. Их получают из сплавов Ni, Со, u, Fe и других металлов с алюминием в соотношениях 1 1. Сплав металла с алюминием, измельченный до частиц размером от 10" до 10" м, обрабатывают раствором щелочи, алюминий растворяется, остающийся металлический скелет обладает достаточной механической прочностью. Удельная поверхность скелетных катализаторов превышает 100 м г" . Такие катализаторы применяются в процессах гидрирования, восстановления и дегидрирования в жидкофазных гете рогенно каталитических процессах. [c.635]

    Параметры М., входящие в систему (1.8),—интегральная мера иперционности (масштаб времени) каталитического превращения, определяются наиболее медленными процессами и аналогичны постоянной времени в линейных динамических системах. Инерционные свойства обусловлены протеканием процесса через ряд последовательных превращений промежуточных веществ, хотя часто бывают вызваны побочными процессами, которые не являются стадиями каталитического цикла. В обоих случаях инерционность зависит от величины поверхностной или объемной емкости катализатора и от интенсивности связи этой емкости с внешней средой, т. е. от констант скоростей процессов, ведущих к изменению состояния поверхности либо состава катализатора в целом. [c.18]

    Использование импульсного метода позволило экспериментально установить механизм протекания реакций и определить с достаточно высокой точностью кинетические константы отдельных реакций, составляющих суммарный каталитический процесс. Отличигельная особенность импульсного метода от традиционных проточных и проточно-циркуляционных заключается в том, что ставится прямой эксперимент по изучению кинетики реакции взаимодействия одного из компонентов реакционной смеси с восстановленным катализатором [c.108]

    Если процесс протекает в кинетической области, то активность катализатора определяется прежде всего природой реагирующих веществ и специфичностью катализатора, т. е. активность катализатора в процессе соответствует его активности в химической реакции. Однако в тех случаях, когда скорости химических и диффузионных стадий каталитического процесса сопоставимы, то активность катализатора ио отношению к процессу уже не совпадает с активностью его в химической реакции, не осложненной диффузией. Для такого процесса константа скорости зависит от коэффициентов диффузии из ядра потока к поверхности зерна и внутри пор зерна [см. формулу (III.25)]. В результате для химического процессаЛ атможет быть функцией многих параметров технологического реншма и физических свойств катализатора [c.84]

    Общая скорость гетерогенно-каталитического процесса определяется наиболее медленной стадией или их совокупностью. В зависимости от определяющей стадии различают процессы, идущие в кинетической, внешнедиффузионной и внутридиффу-зионной областях. В общем случае константа скорости каталитического процесса [c.107]

    Основные технологические параметры гетерогенно-каталитических процессов, которые задаются или определяются расчетом,— это степень превращения х, активность катализатора Лкат, селективность 5кат, константа скорости процесса к, время контакта реагентов с катализатором т, расход газа в слое катализатора Уг, производительность катализатора Пкат, интенсивность работы катализатора г, его отравляемость а, оптимальная температура процесса Топт и др. Помимо этих характеристик для расчета каталитических реакторов требуется определять основные размеры реактора высоту слоя катализатора гидравлическое сопротивление фильтрующего или взвешенного слоя АР, критическую скорость взвешивания твердых частиц и другие гидродина- [c.107]

    С повышением концентрации кислоты концентрация активной промежуточной формы, как правило, возрастает, и в пределе, при достаточно большой концентрации кислоты, становится равной единице, т. е. практически все вещестно А оказывается в форме А. В этой области концентраций серной кислоты эффективная константа скорости становится равной истинной константе скорости и, таким образом, последняя может быть определена непосредственно из данных по кинетике реакции. На рис. 66 приведена зависимость эффективной константы скорости превращения о-бензоилбензойной кислоты в антрахинон от концентрации серной кислоты. Видно, что эф(1> растет с ростом концентрации серной кислоты до некоторого предельного значения. Это предельное значение дает непосредственно величину истинной константы скорости кислотно-каталитического процесса. Таким способом истинная константа скорости может быть определена и в тех случаях, когда не существует методов определения концентрации активной промежуточной формы. Как правило, однако, при столь больших концентрациях кислоты [c.248]

    Исследуя химические реакции, катализируемые слабыми кислотами, С. Аррениус обнаружил усиление каталитического эффекта при добавлении в раствор нейтральных солей, не содержащих одноименных с кислотой анионов. Это явление называется первичным солевым эффектом. В то же время он наблюдал, что добавление соли слабой кислоты, подавляющее диссоциацию и снижающее концентрацию ионов водорода, уменьшает скорость каталитического процесса существенно меньше, чем следовало из закона действия масс (вторичный солевой эффект). Для истолкования вторичного солевого эффекта предполагают, что каталитической активностью обладают не только ионы водорода (или гидроксила), но и анионы, молекулы недиссоциированных кислот (или оснований) и молекулы воды. Первичный солевой эффект был объяснен Я- Брёнстедом и Н. Бьеррумом. Используя уравнение Дебая — Гюккеля для коэффициента активности, они показали, что логарифм константы скорости к реакции между двумя ионами линейно зависит от корня квадратного из ионной силы раствора  [c.85]

    Кинетика гетерогенных каталитических реакций. Многоста-дийиость гетерогенных процессов является причиной того, что кинетические характеристики гетерогенной каталитической реакции (константа скорости, порядок реакции), найденные экспериментально, могут отличаться от соответствующих характеристик химического процесса, протекающего на поверхности катализатора. Например, порядок каталитической реакции, лимитируемой диффузией, обычно равен единице, так как скорость диффузии пропорциональна концентрации в первой степени вне зависимости от порядка процесса на поверхности катализатора. Получаемые экспериментально константа скорости и порядок реакции называются кажущимися в отличие от истинной константы скорости и истинного порядка, относящихся к химической реакции на поверхности катализатора. Установление истинных кинетических характеристик связано с выяснением роли отдельных стадий и имеет значение для вскрытия механизма каталитического процесса. [c.274]

    Из этого отношения видно, что показатель степени экспоненты представляет собой положительную величину, и поэтому константа скорости каталитического процесса в соответствующее число раз больше константы скорости лекаталитического процесса. [c.199]

Смотреть страницы где упоминается термин Константа каталитического процесса: [c.135]    [c.427]    [c.20]    [c.281]    [c.129]    [c.271]    [c.37]   
Расчеты аппаратов кипящего слоя (1986) -- [ c.256 ]



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Процесс каталитический



© 2025 chem21.info Реклама на сайте