Процессы, протекающие на поверхности катализатора

Если скорость реакции лимитируется скоростью переноса молекул реагирующих веществ к поверхности катализатора или продукта реакции в объем, то изменение таких факторов, как температура опыта или давление водорода, отразится на скорости реакции согласно соответствующим законам диффузии, но не законам процессов, протекающих на поверхности катализатора. Отсюда следует необходимость разграничения диффузионной и кинетической областей протекания реакции. В диффузионной области скорость каталитической реакции определяется скоростью проникновения исходных веществ к поверхности катализатора, в его поры, или скоростью диффузии продуктов реакции в объем. В кинетической области общая скорость реакции лимитируется одним из элементарных актов, происходящих а поверхности катализатора. [c.67]

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]

ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ НА ПОВЕРХНОСТИ КАТАЛИЗАТОРА [c.108]

Для выбора катализатора необходимо ответить на три основных вопроса какие свойства материала катализатора влияют на протекание реакции, как именно влияют и каково взаимное влияние компонентов катализатора на протекание реакции. Чтобы ответить на эти вопросы, необходимо провести стехиометрический и термодинамический анализы, иметь классификацию реакций, классификацию химических связей между компонентами вещества, модели механизмов процессов, протекающих на поверхности катализатора. Необходимая информацию является неоднородной, или гибридной, по типам подзадач, по методам, используемым для их решения. Некоторые подзадачи формализуемы, существуют алгоритмы их решения, которые должны быть включены в ЭС. [c.251]

Изучение скоростей реакций гетерогенно-каталитических процессов связано обычно с большими сложностями. В настоящее время установлено, что скорость каталитического процесса, протекающего на поверхности катализатора в мономолекулярном слое, зависит от количества катализатора и его активности. Однако протекание таких реакций сильно зависит и от скорости подвода реагентов к катализатору и отвода продуктов реакции, т. е. от скорости диффузии из объема к катализатору. Фактор диффузии, особенно если один из реагентов является газом, сильно затрудняет кине- [c.431]

Для более точного описания механизма образования метанола, видимо, необходимы более глубокие исследования процессов, протекающих на поверхности катализатора. Например, в последних работах [90] было показано, что при синтезе метанола на медьсодержащих катализаторах адсорбция оксида и диоксида углерода происходит на разных активных центрах катализатора и предварительно адсорбированный диоксид углерода увеличивает адсорбцию водорода и наоборот, адсорбированный водород повышает адсорбцию диоксида углерода. [c.71]

Повышение активности катализатора, при отрицательной его поляризации, указывает на большую роль электронов в осуществлении элементарных гетерогенных процессов, протекающих на поверхности катализатора. Однако в случае гетерогенно-гомогенного механизма каталитической реакции основная масса продукта реакции появляется в объеме цепным путем и удельный вес продуктов реакции, появившихся гетерогенно, в общем итоге процесса составляет незначительную величину. Естественно, что в этом случае влияние электрического поля становится незаметным. [c.68]

Большинство других реакций присоединения, заслуживающих внимания, не входят в категорию ионных реакций присоединения. Наиболее важной из них является реакция гидрирования (присоединение водорода). Это гетерогенный процесс, протекающий на поверхности катализатора (металла). На поверхности катализатора адсорбируется олефин и водород. Точный механизм, по которому катализатор адсорбирует реагенты вместе и заставляет их реагировать между собой, пока неизвестен. Общее уравнение имеет следующий вид [c.53]

Все эти наблюдения свидетельствуют о том, что формирование фибриллярных кристаллов характерно для полимеризации на гетерогенных катализаторах и тесно связано с физико-химическими процессами, протекающими на поверхности катализатора. [c.215]

Более глубокое проникновение в сущность процессов, протекающих на поверхности катализаторов в условиях синтеза, может быть достигнуто при использовании новейших методов исследования, одним из которых является метод радиоактивных изотопов. [c.411]

Очевидно, что макрокинетические уравнения скорости не должны содержать не измеряемые в макроскопическом эксперименте концентрации ионов, радикалов, поверхностных соединений, активных центров и других, неконтролируемых в ходе протекания процесса в реакторе величин. Обычно эти величины выражают через измеряемые параметры состояния на этапе формирования макроскопического уравнения скорости. Для этого используют имеющиеся знания о детальном механизме реакции (принятие обоснованных допущений о квазистационарности, вьщеление лимитирующих и равновесных стадий, и др.). Примером прекрасной согласованности макрокинетического уравнения скорости и элементарных процессов, протекающих на поверхности катализатора, является реакция гидрирования бензола [1 [c.72]

Давно известно, что химические реакции протекают особенно легко на поверхностях раздела фаз. Однако в большинстве случаев практическое значение имеют только те реакции, в которых реагенты являются газами или жидкостями, а катализаторы — твердыми веществами. Такие гетерогенные каталитические реакции лежат в основе некоторых промышленных процессов, как, например, синтеза аммиака, серной и азотной кислот, метанола, затем различных процессов окислепия, гидрирования и дегидрирования, а также и каталитического крекинга нефтяных фракций. Естественно, что процессы, протекающие на поверхности катализатора, являются постоянным объектом исследования. Многие аспекты поверхностных реакций пока еще не выяснены. В настоящем изложении мы ограничимся рассмотрением точно установленных фактов. [c.224]

Основным признаком каталитического процесса является неизменяемость массы катализатора. Однако вследствие процессов, протекающих на поверхност катализатора при осуществлении реакций, происходит физическое изменение поверхности его, приводящее к разрушению сначала верхнего покрова, а затем и всей массы катализатора. Этот процесс структурного изменения катализатора идет параллельно с увеличением активной поверхности и приводит в конечном итоге к разрушению катализатора, частицы которого уносятся с газами. [c.48]

В сборнике рассматриваются также механизм и кинетика каталитических реакций с применением современных физико-химических методов исследования, помогающих проникнуть в существо процессов, протекающих на поверхности катализаторов (статьи В. Б. Казанского, Г. В. Исагулянца, М. И. Яновского). [c.4]

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]

Механизм процесса гидрирования окиси углерода полностью еще не выяснен. Это—сложный гетерогенный процесс, протекающий на поверхности катализатора и состоящий из ряда последовательных реакций, одновременно идущих с различной скоростью. Были предложены многочисленные теории этого процесса, из которых в первую очередь упомянем классическую теорию Фишера. По Фишеру, из окиси углерода и катализатора сначала образуются карбиды. Углерод карбидов, по-видимому, образует с водородом на поверхности катализатора СН.,-радикалы, которые полимеризуются. Это возможно лишь в том случае, если по. шмеризация протекает с большей скоростью, чем гидрирование в противном случае должен образоваться метан. На катализаторе и протекает преимущественно реакция образования метана. Многие исследователи оспаривают теорию Фишера, другие подтверждают ее. Например, советские ученые Эйдус и Пузицкий считают, что при полимеризации СН. -групп две смежные группы сначала образуют этилен. Это подтверждают наблюдения Краксфорда о повышении выхода жидких продуктов в присутствии этилена по сравнению с выходом их только в присутствий СО и Н-2 (в одинаковых условиях процесса). [c.151]