Химическая абсорбция кинетика

Кинетику превращений в системе жидкость (газ) — жидкость рассмотрим на примере абсорбции газа жидкостью с одновременной химической реакцией, считая, что реакция проходит только в жидкой фазе. До сих пор для количественного описания таких превращений широко используется пленочная теория Льюиса и Уитмена. Согласно этой теории, по обе стороны межфазной поверхности газ —жидкость существуют ламинарные пограничные пленки. Несмотря на то, что пленочная теория гидродинамически обоснована только для газа, она проста и удобна в применении. Предполагается, что вне пределов пограничных плепок изменения концентраций реагентов в направлении, перпендикулярном к межфазной поверхности, отсутствуют, а на поверхности контакта фаз между концентрациями абсорбируемого компонента в жидкости и в газе устанавливается динамическое равновесие. В состоянии такого равновесия зависимость между парциальным давлением газообразного компонента и его концентрацией в жидкой фазе выражается законом Генри. Принятая модель процесса используется при изотермических условиях его проведения. [c.250]

В книге рассмотрены важнейшие понятия химической кинетики. Изложены основы теории реакторов различных типов (периодического и непрерывного действия, колонных каскадов). Описаны реакторы с твердой фазой (неподвижным и псевдоожиженным слоем катализатора). Рассмотрены случаи протекания в аппаратах реакций, сопровождаемых абсорбцией и экстракцией. Приведены методы расчета реакторов с мешалками (аппараты идеального смешения) и трубчатых реакторов (аппараты идеального вытеснения). Даны сравнение реакторных установок и рекомендации по выбору реакторов. Во втором издании книги (первое издание вышло в 1968 г.) более подробно рассмотрены вопросы моделирования и оптимизации реакторов. [c.4]

КИНЕТИКА АБСОРБЦИИ, СОПРОВОЖДАЮЩЕЙСЯ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИЕЙ ВТОРОГО ПОРЯДКА [c.192]

Если известно, что процесс химической абсорбции протекает в режиме быстрой реакции, то для определения коэффициента абсорбции/г°, а следовательно, получения через уравнение (8.1) информации о кинетике химической реакции, пригоден любой абсорбер с известной поверхностью раздела фаз. Абсорбер — очень ценный прибор для эксперимента, так как еко можно использовать для определения констант скоростей реакций в случае довольно быстрых жидкофазных реакций и для некоторых других типов иссл едований кинетики. Конечно, если кинетика рассматриваемой реакции исследована независимо, то данные, полученные на лабораторных абсорберах, можно использовать для подтверждения осуществимости режима быстрой реакции и корректности предположенного механизма химической реакции. [c.96]

Рассмотрим некоторые свойства приближенного решения поставленной задачи с помощью уравнения (5.14). Прежде всего, следует отметить, что скорость абсорбции для рассмотренного случая мгновенной реакции не зависит от кинетики реакции. Тем не менее, это положение часто упускают из вида, вероятно потому, что уравнение (5.13) может быть получено при асимптотическом решении задачи абсорбции, сопровождающейся реакцией второго порядка. Другая причина недоразумения вызвана тем, что эта задача часто именуется процессом абсорбции с быстрой реакцией. Под словом быстрый подразумевается определенная роль химической кинетики, хотя и не определяющей скорость процесса. [c.62]

В физико-химических процессах, происходящих в гетерогенной системе газ — жидкость, диффузия является физическим этапом, определяющим в большинстве случаев геометрические размеры реакторов. Реакторы для проведения процессов в системе газ — жидкость конструируются, главным образом, по принципу абсорбционных аппаратов, имеют большой объем, но относительно просты и легки в эксплуатации. Промышленные реакторы для систем газ — жидкость являются реакторами непрерывного действия реже используются реакторы полупериодического действия, имеющие непрерывное питание газом. При изучении процессов абсорбции, сопровождающихся химической реакцией (хемосорбция), необходимо одновременно рассматривать уравнения диффузии и химической кинетики, так как общая скорость процесса определяется скоростью перемещения реагентов к месту реакции и скоростью химической реакции. [c.137]

Общая теория кинетики абсорбции, сопровождаемой химической реакцией, еще недостаточно развита, поэтому до сих пор отсутствуют обобщенные расчетные зависимости, достаточно полно описывающие этот процесс, и в целом ряде случаев приходится прибегать к специальным методам решения. [c.156]

Изложены представления о строении вещества, даны основы химической термодинамики и кинетики, электрохимии, коллоидной химии, описаны свойства растворов, в том числе растворов полимеров на основе современных требований производства. Особое внимание уделено таким процессам, как ректификация, экстракция, абсорбция. Рассмотрены вопросы охраны окружающей среды. Приведены многочисленные примеры из практики. [c.2]

Это положение справедливо и для абсорбции, сопровождающейся химической реакцией первого порядка. Однако из рассмотренных работ по кинетике реакций второго порядка следует, что коэффициент массопередачи является функцией движущей силы. , [c.193]

Автор не стремился к чрезмерно глубокому анализу проблем гидродинамики и реакционной кинетики, хотя и те и другие рассматриваются в книге в той мере, в какой это необходимо применительно к интересующему вопросу. Основное же внимание уделено центральной теме — влиянию химических реакций на скорость абсорбции газов жидкостями и на размеры промышленных и лабораторных аппаратов для проведения абсорбционных процессов. [c.9]

Протекание химической реакции в процессе абсорбции оказывает влияние как на равновесие между фазами (стр. 37), так и на кинетику абсорбции. В этом случае кинетика абсорбции определяется не только скоростью массообмена, но и кинетическими закономерностями реакции. [c.129]

При изучении хемосорбционных процессов следует совместно рассматривать закономерности массопередачи и химической кинетики, так как скорости диффузионных этапов и химических стадий могут быть сопоставимы. Поэтому количественная характеристика хемосорбционных процессов связана со многими дополнительными факторами. Реакция в жидкой фазе понижает концентрацию поглощаемого газового компонента в жидкости, что увеличивает движущую силу процесса и ускоряет его по сравнению с физической абсорбцией. Увеличение общей скорости процесса тем больше, чем выше скорость реакции в жидкой фазе. В соответствии с этими особенностями при количественном выражении хемосорбционных процессов обычно вводятся поправки к величине движущей силы или коэффициента массопередачи, которые характеризуют равновесие и скорость реакции в жидкой фазе. При значительных скоростях реакции сопротивление жидкой фазы становится пренебрежимо малым. Наоборот, при медленной реакции ускорение процесса также мало и им можно пренебречь, рассматривая процесс как физическую абсорбцию. Движущую силу абсорбционных процессов наиболее точно можно выразить следующим образом [см. формулу (VI.14)] [c.161]

КИНЕТИКА АБСОРБЦИИ, СОПРОВОЖДАЕМОЙ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИЕЙ [c.129]

Четвертый выпуск сборника содержит краткие сообщения о научно-исследовательских работах, выполненных в СССР в 1967 г. в области массообменных процессов химической технологии. Эти работы посвящены общим вопросам теории массопередачи, кинетике массообмена отдельных технологических процессов в системах газ — жидкость и жидкость — жидкость (абсорбция, ректификация, молекулярная дистилляция, дистилляция в токе водяного пара, жидкостная экстракция), газ — твердая фаза и жидкость — твердая фаза (сушка, адсорбция, ионообмен, экстрагирование, кристаллизация), а также кинетике процессов, осложненных химическими реакциями. В отдельной главе рассмотрены методы расчета оптимизации и моделирования массообменных процессов. [c.2]

Аксельрод Ю. В.,0 кинетике абсорбции, осложненной химической реакцией, Тепло- и массоперенос в технологических процессах и аппаратах химического производства , Материалы совещания, т. 4, Минск, Изд. Наука и техника , 1968. [c.180]

Механизм и кинетика процесса подробно изучались советскими авторами [7—10] Поскольку гидрирование окиси азота водородом происходит на поверхности платины, скорость процесса может лимитироваться скоростью абсорбции газов кислотой или скоростью их диффузии в жидкости к поверхности платины. Исключить влияние этих факторов можно соответствующим режимом перемешивания (увеличивая поверхность раздела фаз и, следовательно, скорость абсО(рбции). Если таким образом исключить влияние явлений переноса на ход реакции, реакция протекает уже не по диффузионной, а по химической кинетике. При этом, как видно из рис 47, скорость образования гидроксиламинсульфата пропорциональна концентрации катализатора. [c.139]

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КИНЕТИКИ АБСОРБЦИИ, ОСЛОЖНЕННОЙ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИЕЙ [c.62]

При больших значениях параметра г (большая величина константы )авно-весия химической реакции) уравнение (П,80) описывает кинетику абсорбции, осложненной необратимой реакцией [31]. Химическая реакция протекает в реакционно-диффузионной зоне, непосредственно примыкающей к поверхности раздела. [c.63]

Эмпирические коэффициенты массопередачи К -а не отражают точные физико-химические закономерности процесса абсорбции, осложненной сравнительно медленной обратимой химической реакцией. Поэтому указанная выше высота затопления рассчитана на основе математической модели кинетики абсорбции (стр. 153). Корректность модели подтверждена обработкой данных, полученных при обследовании промышленных абсорберов Новгородского и Черкасского химкомбинатов отклонение расчетной скорости абсорбции от действительной не превышало 20%. [c.148]

Литературные данные по кинетике процесса регенерации противоречивы. По мнению авторов работы [15], лимитирующей стадией является разложение сравнительно стойких химических соединений. По данным [108], разложение карбаматов протекает в основном достаточно быстро. К. п. д. тарелок имеют значения, близкие для процессов, скорость которых контролируется- диффузией в газовой фазе. Сделан вывод о том, что по крайней мере в исследованных условиях скорость массопередачи при десорбции СОа из раствора МЭА такова- же, что и при абсорбции хорошо растворимого газа. [c.198]

Кинетика абсорбции, сопровождаемой химической реакцией (хемосорбция). Химическая реакция, сопровождающая процесс абсорбции, может оказывать существенное влияние на кинетику процесса. При этом скорость процесса абсорбции определяется не только интенсивностью массопереноса, но также и скоростью протекания химической реакции. Если реакция идет в жидкой фазе, то часть газообразного компонента переходит в связанное состояние. При этом концентрация свободного (т. е. не связанного с поглощенным газом) компонента в жидкости снижается, что приводит к ускорению процесса абсорбции по сравнению с абсорбцией без химического взаимодействия фаз, так как увеличивается движущая сила процесса. В общем случае скорость хемосорбции зависит как от скорости реакции, так и от скорости массопереноса между фазами. В зависимости от того, какая скорость определяет общую скорость процесса переноса массы, различают кинетическую и диффузионную области процессов хемосорбции. [c.53]

Для ускорения процессов абсорбции в химической технологии часто используют абсорбенты в виде растворов различных веществ, вступающих в химическую реакцию с абсорбируемыми газообразными компонентами, В этих случаях кинетика абсорбции определяется не только интенсивностью Массообмена, ио также скоростью протекания химической реакции. Ускорение абсорбции в рассматриваемом случае можно выразить либо увеличением коэффициента массоотдачи в жидкой фазе при той же движущей силе что и при физической абсорбции, либо увеличением движущей силы (Аж+ ). если сохранить коэффициент массоотдачи для процесса физической абсорбции (р ) М = = Р (Д + б), где б — приращение движущей силы процесса, [c.483]

Броунштейн Б. И., Кинетика процессов абсорбции н л<идкостной экстракции, сопровождаемых обратимой химической реакцией, Труды Гос. института прикладной химии, вып. 49, Госхимиздат, 1962, стр. 162. [c.685]

Часто процесс абсорбции газов сопровождается химической реакцией, когда газ или некоторые его компоненты химически реагируют с жидкостью или ее компонентами, причем реакция может быть как обратимой, так и необратимой. В практически интересных случаях обратимая реакция идет при достаточно высоких скоростях. При этом кинетика процесса лимитируется только стадией физической абсорбции и тогда достаточно исследовать случай необратимой реакции. [c.79]

При описании кинетики абсорбции, сопровождающейся химической реакцией [30], исследуют кинетические закономерности химических реакций как в жидкой (в основном), так и в газовой фазах. При этом ускорение абсорбции за счет химической реакции в жидкой фазе учитывают либо увеличением коэффициента массоотдачи, если принимать движущую силу такой же, как при физической абсорбции, либо увеличением движущей силы, если принимать коэффициент массоотдачи таким же, как при физической абсорбции. [c.71]

Химическая абсорбция в кинетическом режиме или в переходном от диффузиопного к кинетическому режиму может быть изучена в лаборатории при использовании малых насадочных колонн или абсорберов, которые воспроизводят характеристики насадочной колонны (см. раздел 8.2). Эти же процессы могут протекать в диффузионном режиме, если использовать абсорберы с большими значениями Ф, так что для исследования кинетики реакции лучшими аппаратами являются насадочные колонные абсорберы. [c.84]

В главе 1 рассмотрено движение однородных потоков, основывающееся главным образом на законах классической механики жидкостей, в главе II — движение неоднородных потоков, причем особое внимание уделяется новейшим экспериментальным данным. Глава III посвящена процессам, основанным на законах классической термодинамики, в частности связанным с понятием необратимости. В главе IV изложены законы теплопередачи. В главе V описаны процессы, в основе которых лежат законы межфазного многокомпонентного равновесия, т. е. законы физической химии, в главе VI — многоступенчатые процессы (ректификация, абсорбция, жидкостная экстракция), объединяемые общим расчетным методом. Процессы, сущностью которых является кинетика массопередачи, рассмотрены в главе VII, процессы одновременной тепло-и массопередачи, которые имеют место при сушке газов и твердых тел, — в главе VIII. Глава IX посвящена техническим проблемам химических реакторов. [c.8]

Кинетика взаимодействия оксидов азота с водными растворами азотной кислоты в присутствии кислорода представляет собой сложный массообменный процесс, сопровождаемый химическими реакциями в газовой и жидкой фазах [6, 48, 51]. Скорость взаимодействия оксидов азота с водой зависит от фнзико-хнмнческих и гидродинамических условий абсорбции. Из рис. 1-37 [c.55]

В ряде работ исследована теория некоторых специальных случаев одновременной абсорбции двух компонентов газа. Так, рассмотрена проблема [80, 90], связанная с химическим взаимодействием компонентов между собой после перехода их в жидкую фазу. Получены приближенные аналитические и численные решения для абсорбции двух газов, сопровождаемой сложной реакцией, в частности последовательно-параллельной реакцией, включающей две необратимых и одну обратимую реакцию [91]. Предполагается, что по такой схеме может протекать реакция хлоргидрирования этилена. Массопередача со сложной реакцией изучена также в работах [58, 92—94, 96]. Наконец, в работе [95] рассмотрена теория кинетики двухкомпонентной хемосорбции, осложненной обратимыми химическими реакциями, однако анализ ограничен областью протекания мгновенной реакции. [c.85]

Если предположить, что полная или частичная замена воды Ы-метилпирролидоном не существенно сказывается на механизме и скорости химических реакций, то при моделировании можно использовать кинетическую модель, изложенную выше (см. разд. 6.5). Основанием для такого предположения являются расчеты, выполненные И. Г. Завелевым (МИХМ). Он обработал опытные данные Ю. В. Аксельрода и А. И. Морозова по кинетике абсорбции СО2 водноорганическими растворами МЭА в пленочной колонне и нашел при умеренных степенях карбонизации значения г, весьма близкие к описываемым уравнениям (2.93). Соответственно, для построения локальной модели массопередачи рекомендуется при умеренных степенях карбонизации использовать уравнение (2.40), при высоких степенях карбонизации (а 0,5)—уравнение (6.17). [c.193]

Использование ие-нного способа обработки газов и жидкостей щ)эволяет существенно интенсифицировать те процессы, которые лимитируются диффузионной кинетикой. В наибольшей степени интенсифицируется процесс поглощения хорошо растворимых газов, по мере возрастания роли химической кинетики степень интенсификации уменьшается. При поглощейии плохо растворимых газов или при наличии медленной химической реакции в жидкой фазе процесс абсорбции тоже интенсифицируется, но в меньшей мере. [c.74]

Совершенно недостаточтм масттабы отечественных работ в области абсорбционной техники, которая дола на развиваться и усовершенство-1 аться с учетом технологических взаимосвязей между нефтяной и хими ческой отраслям1т промышленности. Должны быть продолжены и углублены исследования гидродинамики абсорбционного процесса разработаны более совершенные типы абсорбционной аппаратуры, обеспечивающей максимальное развитие рабочей поверхности фазового обмена изучена поглотительная способность различных масел, а также растворителей для очистки промышленных газов изучена кинетика абсорбционного процесса для разработки обобщенного метода расчета аппаратуры, выявлены оптимальн].ю параметры нроцесса абсорбции углеводородов поглотительными маслами разработаны новые установки, обеспечивающие более четкое разделение углеводородных смесей с учетом требований химической промышленности изучены пути использования избыточного давления сухих газов на выходе из абсорберов для получения холода и т. д. [c.181]

Кинетика абсорбции окиси углерода медноамхмиачным раствором мало изучена. Для расчета размера скрубберов можно принять, что скорость протекающих хи.мических реакций бесконечно вeликa , т. е. что химического сопротивления не существует. Можно также пренебречь сопротивлением абсорбции в жидкой фазе, если плотность орошения медноаммиачным раствором превышает 45 000 кг/час-Л1 сечения скруббера, заполненного кольцами Рашига диаметром 35 мм. Фактором, регу- [c.250]

Алгоритм технологического расчета АПЕ абсорбера (АБ) базируется на математической модели АБ, с состав которой входят уравнения физико-химического равновесия системы рассол — парогазовая смесь NHg—СО2—Н2О, уравнения кинетики тепло- й массопере-дачи, гидродинамические характеристики, уравнения общего теплового баланса, общего и покомпонентных материальных балансов процесса абсорбции. Элементарным звеном математической модели АБ является г-я тарелка (отдельный контактный элемент). Расчет проводится от тарелки к тарелке методом итераций, начиная с нижней (первой) тарелки. При этом в уравнениях теплового и материального балансов используются значения составов и температур потоков на входе и выходе тарелки, а при вычислении равновесных концентраций компонентов в парогазовом потоке — средние арифметические значения концентраций компонен1 ов в жидкости на входе и выходе тарелки. Расчет тарелки заканчивается, если полученные в некотором -S-M и предыдущем (s—1)-м приближениях значения содержания аммиака в жидкости отличаются на величину, по абсолютному значению не превышающую заданную погрешность вычислений. Расчет последующей (г+1)-й тарелки начинается после завер- [c.115]

Горловском ГАТЗ небольшая опытная установка в связи с началом войны была разобрана. В 50—60-е годы было выполнено большое число исследований по прямому синтезу азотной кислоты. Кроме того, проводились работы, посвященные вопросам интенсификации процессов, протекающих при прямом синтезе крепкой азотной кислоты и при образовании слабой кислоты. Отметим следующие из этих исследований абсорбция окислов азота концентрированной азотной кислотой, окисление окиси азота азотной кислотой, поглощение окислов азота в колоннах с ситчатыми тарелками, интенсификация процесса окисления окиси азота, определение условий образования азотной кислоты, процесс непрерывного автоклавиров ания крепкой азотной кислоты, физико-химические свойства растворов азотной кислоты, содержащих окислы азота, равновесие между окислами азота и раствором азотной кислоты, кинетика абсорбции окислов азота и др. [c.47]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология