Зависимость скорости реакции от степени полноты и температуры

Рис. VII.27. Зависимость оптимальной температуры и максимальной скорости реакции от степени полноты реакцип.

Проведение реакций между двумя или более реагентами, находящимися в жидком или газообразном состоянии, представляет собой один из наиболее распространенных процессов химической технологии. На полноту химического превращения в реальном реакционном аппарате (реакторе) влияют многие факторы характер основной химической реакции, т. е. зависимость скорости реакции от концентрации реагентов тепловой эффект реакции установившаяся в зоне реагирования температура наличие побочных реакций подвод (отвод) теплоты от реакционной массы количество подаваемых в зону реакции реагирующих веществ и время их пребывания в зоне реакции характер гидродинамического перемешивания реакционной массы и т. Д. В общем случае степень превращения — основная характеристика работы химического реактора— зависит от всех перечисленных факторов. Для полного анализа химических, физико-химических и физических процессов в гомогенном жидкофазном реакторе, когда химическая реакция не сопровождается образованием паровой или твердой фаз, необходимо иметь I) стехиометрическое уравнение реакции и константу ее равновесия 2) уравнения неразрывности всех компонентов с учетом источника (стока) массы за счет химической реакции [c.106]

В предыдущей главе мы видели, как изменяется скорость реакции с изменением состава и температуры реагирующей смеси. В этой главе мы хотим исследовать измененпе состава в ходе реакции. Так как скорость реакции зависит от температуры по закону Аррениуса и эта зависимость сильно нелинейна, то мало надежды решить в явном виде любое уравпенпе процесса, протекающего при переменной температуре. Поэтому здесь мы будем рассматривать только изотермические реакции, обозначая буквой к (с различивши индексами) константы скоростп реакции, которые в данном случае действительно постоянны в ходе реакции. Остающаяся нелинейность уравнений зависит от порядка реакции. В качестве зави-симо11 переменной мы будем использовать иногда концентрацию вещества, а иногда — степень полноты реакцип. Обе эти переменные равноправны, однако всегда следует применять ту из них, введение которой максимально упрощает задачу. Проводить общие исследования, по-видимому, удобнее, применяя степени полноты реакцпп, так как при этом используется стандартный метод, позволяющий избежать ошибок при анализе сложных систем. В простейших случаях уравнения часто становятся менее громоздкими, если их выразить через концентрации реагентов. [c.88]

Если изобразить зависимость и Г от времени, функции ( ) и Т 1) будут такими, как на рис. VII.16. Здесь О — начальная точка ( (0), Т (0)), и как температура, так и степень полноты реакции сначала возрастают. Температура достигает максимума в точке Р, а степень полноты реакции увеличивается вплоть до точки Q, после чего начинает падать. Тем временем скорость падения температуры снижается и температура достигает минимума в точке К. Таким образом, и Г приближаются к стационарному состоянию путем затухающих колебаний. Такому поведению решений должно соответствовать устойчивое стационарное состояние с комплексно сопряженными корнями. В других случаях, когда корни действительны, приближение к стационарному режиму не будет колебательным. [c.176]

Зависимость скорости реакции от степени полноты и температуры [c.63]

Для повышения скорости реакции применяют катализаторы (щелочи, кислоты) и нагревание. Зависимость константы скорости поликонденсации от температуры характеризуется уравнением Аррениуса (рис. 150). В процессе поликонденсации степень полимеризации п зависит от полноты протекания реакции х и количества функциональных групп Ы [c.311]

Давление. Зависимость результатов гидрирования от давления обусловлена двумя факторами — влиянием давления на скорость реакции и на равновесие. Влияние на равновесие было рассмотрено выше. Повышение давления при неизменных прочих параметрах процесса вызывает изменение степени превращения в результате а) повышения парциального давления водорода и углеводородного сырья и б) увеличения содержания жидкого компонента в системах, находящихся при давлениях и температурах, соответственно выше и ниже условий начала конденсации. Первый фактор способствует повышению степени превращения, второй — замедляет протекание реакции. Общим итогом может быть увеличение или снижение степени превращения в зависимости от соотношения скоростей диффузии и протекания реакции на поверхности катализатора. Проведенные в лабораториях фирмы Тексако опыты по обессериванию легкого циркулирующего крекинг-газойля показали, что при повышении давления в области выше давления начала конденсации степень обессеривания снижается. Давление не оказывает влияния на обессеривание более тяжелого крекинг-газойля и способствует увеличению полноты [c.213]

Обычно задан состав исходной смеси стехиометрпческие коэффициенты а,, термостатический параметр / и параметры кинетической зависимости предполагаются известными. Так как уравнения (УП.ЗЗ) и (УП.34) содержат пять переменных ТГ, 0 и Q, значения трех переменных надо выбрать, а двух остальных — вычислить из этих уравнений. Переменная Тf связана с исходной смесью в одних случаях она задана, а в других — может быть поставлен вопрос, нуждается ли исходная смесь в предварительном подогреве или охлаждении. Переменные Т и связаны с продуктом процесса и, хотя температура продукта может не играть особой роли, достигнутая в процессе степень полноты реакции имеет решающее значение, поскольку она определяет скорость образования продукта, получение которого является целью всего процесса. Переменные 0 и связаны с конструкцией реактора и выбираются относительно свободно. Время контакта 0 равно отношению и если д задано исходя из требуемой производительности процесса, то 0 определяет необходимый объем реактора V. Если же необходимо использовать определенный реактор с заданным объемом V, значение 0 определяет объемную скорость потока д. [c.159]

Представляют опасность также химические превращения, вызванные повышенной температурой, которые также приводят к искажению параметра удерживания, формы пика либо к образованию продуктов термического распада, изомеризации и т. д. Поэтому при анализе термически нестабильных веществ следует крайне осторожно относиться к выбору температуры опыта. Не исключено химическое взаимодействие анализируемых смесей с газом-носителем или примесями в нем, с неподвижной фазой. Это приводит к тем же искажениям (в зависимости от скорости и полноты реакции). Поэтому необходимо подбирать неподвижную фазу и газ-носитель, которые химически не взаимодействовали бы с анализируемым веществом. Газ-носитель надо очищать от реакционноспособных примесей до такой степени, чтобы их оставшееся количество не искажало существенным образом результаты анализа. [c.13]

Наблюдаемое изменение скорости пламени можно объяснить различной полнотой протекания реакции, соответственным выделением тепла и достигаемой величиной температуры пламени. Приведенные выше данные свидетельствуют о том, что степень разложения зависит от давления. Исходя из характера зависимости температуры от давления, можно объяснить изменение скорости пламени. [c.9]

Отношение водород углеводородное сырье. При неизменных температуре, объемной скорости и обш,ем давлении отношение водород углеводородное сырье влияет на долю испаряющегося углеводорода, парциальное давление водорода и продолжительность контакта с катализатором. Каждый из этих факторов, в свою очередь, влияет на достигаемую степень превращения. При увеличении этого отношения степень превращения, в зависимости от условий процесса, может увеличиться или снизиться [2П. По мере увеличения количества водорода доля углеводородного сырья, находящегося в парообразном состоянии, увеличивается возрастает и парциальное давление водорода. Оба эти механизма способствуют увелиг чению скорости реакции. Однако с дальнейшим увеличением количества водорода после полного испарения углеводорода парциальное давление углеводородного сырья и, следовательно, степень превращения снижаются это снижение не всегда компенсируется увеличением степени превращения в результате повышенного парциального давления водорода. Из всего сказанного очевидно, что при прочих неизменных условиях процесса по мере роста отношения водород углеводородное сырье степень превращения проходит через максимум. Это подтверждается и экспериментальными данными [21], полученными при жидкофазной гидроояистке ближневосточного прямогонного газойля с пределами кипения 250—350 °С, относительной плотностью 0,8448 и содержанием серы 1,25%. Процесс проводили в присутствии кобальтмолибденового катализатора на окиси алюминия при давлении 52,5 ат, температуре 377 °С и объемной скорости по жидкому сырью 2,4 Результаты этой работы (рис. 4) показали, что максимальная полнота обессеривания достигается в точке, соответствующей полному испарению сырья. Отношение водород углеводородное сырье, при котором достигается максимальная степень превращения, зависит от летучести углеводорода, температуры и общего давления в системе и, возможно, от концентрации инертного газа. [c.213]

Температура катализа — основной фактор, от которого зависит полнота гидрогенолиза, а также степень гидрокрекинга. Для выяснения этой зависимости применяли за реактором колонку с дибутилфталатом, в которой продукты гидрогенолиза кислородсодержащих соединений движутся с такой же скоростью, как и газ-носитель, но удерживается не-прореагировавщая часть. При 275° С ни одно из кислородных соединений, имеющихся в смеси, полностью не прореагировало. При этом реакционная способность каждого компонента различна. Больше других прореагировали этиловый эфир и этиловый спирт. При тех же условиях из ацетона образовалось небольшое количество изопропилового спирта (последний маленький пик группы ацетона). При эtoй температуре катализа гидрируется большинство последнего компонента смеси — бензола — в циклогексан. При повышении температуры катализа реакция ускоряется, но при 300° С кислородсодержащие соединения реагируют полностью. [c.103]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология