Быстрые реакции в жидкости

Уравнение (3.20) экспериментально подтверждено в ряде работ [6—8]. В большинстве случаев, действительно, было показано, что коэффициент абсорбции не зависит от гидродинамических условий в жидкости и скорость абсорбции пропорциональна поверхности раздела фаз. Оба эти факта сами по себе не утверждают правомерность уравнения (3.20), поскольку в любом процессе с быстрой реакцией, как было показано в разделе 3.1, проявляются указанные выше закономерности. [c.45]

Опубликовано очень много работ по абсорбции кислорода рас-твора. ш сульфита натрия [18—31]. Причина здесь состоит в том, что этот процесс в широком интервале условий проходит в режиме быстрой реакции, так что он может использоваться для определения величины поверхности раздела фаз в контакторах газ — жидкость по методике, рассмотренной в разделе 8.3. Достоверность метода критически обсуждалась в работе [31]. [c.164]

Когда 1 С К М Ес значения Е лежат на прямом участке ВС линии AB , что соответствует достаточно продолжительному контакту газа и жидкости или достаточно быстрой реакции для выполнения соотношения (111,16). При этом QU = A Y и Е = YМ.. Скорость абсорбции здесь не зависит от времени контакта. [c.53]

Как уже говорилось, в данной главе рассматриваются лишь случаи, когда толщина пленки o значительно меньше объема жидкости, приходящегося на единицу межфазной поверхности. На. Объем основной массы жидкости, соответствующий единице поверхности равен (1/а — б) =< 1/а. При таких условиях существенной особенностью быстрых реакций (в используемом здесь смысле) является то, что концентрация непрореагировавшего газа в массе жидкости пренебрежимо мала или почти не отличается от равновесной (соответственно для необратимых или обратимых реакций). Покажем это применительно к общему случаю. [c.162]

Быстрые реакции. Как и для проточного абсорбера, можно считать, что если реакция достаточно быстра, чтобы заметная доля абсорбируемого газа реагировала в пленке, концентрация непрореагировавшего газа в массе жидкости будет ничтожно малой (в случае необратимой) или близкой к равновесной (в случае обратимой реакции). Состав массы жидкости, выраженный концентрацией вещества В, реагирующего с растворенным газом, изменяется во времени. Если в первоначальный момент он равен В° (0), а в момент времени I его значение В (О, то [c.172]

Сполдинг используя ламинарную струю (см. раздел IV-1-4), абсорбировал хлор водными растворами, изменяя pH при 25 °С. При pH > 12,5 очень быстрая реакция между lj и ОН становится более важной, чем реакция гидратации (Х,4б), и скорость абсорбции лимитируется диффузией С1г и ОН к реакционной зоне под поверхностью жидкости. Когда pH составляет 12,6 (это соответствует [0Н ] = 0,04 моль л) и выше при времени экспозиции не ниже 0,03 сек, реакция ведет себя как бесконечно быстрая , и коэффициент ускорения равен 2,0. В соответствии с изложенным в разделе III-3-3 условие, при котором реакцию можно считать бесконечно быстрой, выражается [c.251]

Жидкие растворы-очень удобная среда для протекания химических реакций. Благодаря быстрому смешиванию жидкостей предполагаемые реагенты часто сближаются друг с другом, поэтому столкновения их молекул и, следовательно, химические реакции могут осушествляться гораздо быстрее, чем это происходит в кристаллическом состоянии. С другой стороны, данное число молекул в жидкости помещается в меньшем объеме, чем то же число молекул в газе, поэтому реагирующие между собой молекулы в жидкости имеют больше шансов вступить друг с другом в контакт. Вода-особенно подходящий растворитель для проведения химических реакций, поскольку ее молекулы полярны. Молекулы Н2О, а также ионы Н и ОН , на которые вода диссоциирована в небольшой степени, могут способствовать поляризации связей в других молекулах, ослаблять связи между атомами и инициировать химические реакции. Не случайно зарождение жизни на Земле произошло в океанах, а не в верхних слоях атмосферы или на суше. Если бы жизнь была вынуждена развиваться посредством реакций между веществами в кристаллическом (твердом) состоянии, 4,5 миллиарда лет прошедшей до сего времени истории Земли едва хватило бы на то, чтобы этот процесс мог начаться. [c.76]

Такое положение наблюдается также для умеренно быстрых реакций, когда достаточно интенсивна наружная массопередача (при высокой скорости движения жидкости через частицы), а сопротивление диффузии внутри частицы довольно мало (при высокой внутренней пористости и малом диаметре частицы). Если скорость химической реакции велика по сравнению с физическим транспортом вещества, то реакция будет происходить во внешнем слое частицы. В предельном случае, когда реакция мгновенна, она протекает только на наружной поверхности частицы при этом внутренняя поверхность никакой роли не играет и как бы отсутствует. [c.172]

Когда в процессе участвуют две полностью смешивающиеся жидкости, предполагается, что вначале они образуют гомогенную.смесь, а затем уже в этой смеси проходит химическая реакция. Однако, если время, в течение которого жидкости взаимно смешиваются, не очень мало по сравнению с временем протекания реакции, то необходимо считать, что процесс химического взаимодействия осуществляется одновременно с процессом смешения жидкостей. В данной ситуации проблема смешения начинает играть существенную роль. На практике такие случаи встречаются при очень быстрых реакциях или при очень вязких средах. [c.315]

Для быстрых реакций степень сегрегации жидкости существенно не сказывается на возрастании размера реактора, однако ряд других факторов заметно влияет на протекание реакций. Например, если продукт реакции осаждается в виде твердого вещества, то размеры-частиц осадка прямо зависят от интенсивности перемешивания раствора — факт хорошо известный из практики аналитических работ. [c.317]

Точное выражение для определения выхода целевого продукта в данном случае еще неизвестно. Однако по аналогии с очень быстрой реакцией между двумя жидкостями, описанной в главе X, можно ожидать, что чем больше влияние процессов массопередачи на скорость реакции, тем меньше С/5, В предельном случае для бесконечно быстрых реакций вероятность отвода Я от поверхности без дальнейшего его превращения ничтожна. Таким образом, когда лимитирующей является диффузия через пленку, находим [c.438]

При проведении эмульсионных жидкостных реакций возможны кинетическая и диффузионная области их течения. Это определенным образом влияет на выбор конструкции реактора. В диффузионной области (быстрые реакции) необходимо обеспечить возможно большую поверхность контакта фаз. Для медленных реакций, протекающих в кинетической области, большое значение приобретает объем реактора, т. е. время протекания реакции. Разнообразие конструкций жидкостных реакторов обусловлено использованием различных перемешивающих и теплообменных устройств в зависимости от вязкости жидкости и теплового эффекта. [c.245]

Пенные аппараты. В отличие от реакторов барботажного типа в пенных аппаратах пузырьки газа поступают в жидкость с большой скоростью. В результате реакционная масса интенсивно перемешивается и образуется динамическая пена. Такая пенная система характеризуется малым диффузионным сопротивлением. В связи С этим пенные аппараты эффективны лишь для проведения быстрых реакций. Для медленных реакций, протекающих в жидкой фазе, они непригодны из-за крайне малого объема жидкости в аппарате. [c.274]

Аппаратам с пленочным течением жидкости до сих пор уделялось мало внимания как химическим реакторам. Однако в ряде случаев они оказываются наиболее приемлемыми устройствами для проведения химических превращений в системах газ—жидкость. Прежде всего это относится к случаям быстрых реакций, когда объемное соотношение расходов газа и жидкости, участвующих в реакции, очень велико, т. е. когда мала концентрация реагирующего компонента в газовой фазе. Например, при озонолизе углеводородов концентрация озона в воздухе не превышает 2% и для обеспечения материального баланса реакции в непрерывно действующий аппарат воздуха необходимо подавать примерно в 1000 раз больше, чем жидкости. При таком соотношении равномерное распределение газа и жидкости по сечению аппарата может быть обеспечено только за счет создания пленочного течения жидкой фазы. [c.13]

Учитывая малое время пребывания жидкости в трубах, пленочные реакторы можно рекомендовать для проведения быстрых реакций, протекающих в диффузионной области. При необходимости время обработки жидкости можно увеличить за счет ее рецикла. [c.14]

Время пребывания жидкости в аппарате невелико, поэтому его целесообразно использовать для быстрых реакций, протекающих в диффузионной области. Расходная скорость газа существенного влияния на массоперенос не оказывает. Аппарат обладает малыми сопротивлениями как по газовой, так и по жидкой фазам. При математическом моделировании его можно рассматривать как аппарат идеального смешения по газовой фазе и вытеснения по жидкой. [c.16]

Метод функций распределения в настоящее время не дает возможности исследовать механизм быстрых реакций в процессах, протекающих в жидких фазах, тогда как способ описания структуры жидкостей с помощью понятий об ассоциатах и комплексах считается наиболее перспективным. [c.57]

ГЛАВА XIV. БЫСТРЫЕ РЕАКЦИИ В ЖИДКОСТИ [c.117]

Для быстрых реакций в жидкости (рекомбинация атомов, рекомбинация или диспропорционирование радикалов) характерен клеточный эффект. Если в жидкости молекула распадается на два фрагмента, то окружающие их молекулы растворителя, связанные силами межмолекулярного взаимодействия, образуют клетку, для выхода из которой необходимо некоторое время. За это время значительная часть пар частиц вступает в химическую реакцию, выход внутриклеточных продуктов может быть (в вязких растворах) очень большим (близок к 100%). [c.134]

Безводная азотная кислота представляет собой бесцветную (при хранении быстро желтеющую) жидкость, кипящую при 84 °С. Кипение сопровождается частичным разложением по реакции [c.417]

Разновидностью фотолиза является метод, предложенный Норришем и Портером и носящий название импульсного фотолиза или флеш-фотолиза. Он применяется для исследования быстрых реакций в газах и жидкостях. Это, например, реакции атомов, радикалов или возбужденных молекул. [c.304]

Для того чтобы началась реакция, жидкость, находящаяся в реакторе, должна быть нагрета до определенной температуры. После начала реакции, из-за того что реакция экзотермическая, температура в реакторе начинает быстро повышаться. Увеличение температуры выше определенной может привести к нарушению безопасности ведения процесса. Поэтому система регулирования должна обеспечить с помощью подачи охлаждающей воды (или острого пара) автоматическое поддержание температуры в зоне реакции в заданных пределах. [c.258]

При исследовании очень быстрых реакций жидкости выдавливают из шприцев с помощью поршня, приводимого в движение синхронным электромотором специальное устройство останавливает поршень и одновременно включает осциллоскоп, с помощью которого ведется наблюдение за изменением оптической плотности. Технические детали этого метода можно найти в книге Колдина [29], много дальнейших усовершенствований недавно сделали Чанс и Гибсон [38]. [c.195]

Этот вывод имеет больщое значение, поэтому рассмотрим его более подробно. Ясно, что если мы представим возможные процессы химической абсорбции в порядке увеличения скорости реакции, то первым обнаружим кинетический режим, вторым — диффузионный и затем — режим быстрой реакции. Принципиально можно представить существование такого абсорбера, для которого диффузионный режим невозможен. Практически в соответствии с изложенным в разделе 2.2, а также, согласно полученному выше результату, очевидно, чта диффузионный режим возможен всегда. Иными словами, если рассматривать практически возможные величины Ф и /д, то скорость реакции уже достаточно высока для поддержания концентрации в объеме жидкости Со, равной с, прежде чем она будет достаточно высокой, чтобы повлиять на провдсс диффузии в поверхностных элементах жидкости. Следовательно, неправомерно считать, что сйфс всякий раз, когда коэффициент [c.43]

Ропер, Хэтч и Пигфорд [1] рассмотрели проблему химической абсорбции на примере одновременной абсорбции двух взаимодействующих между собой газов в жидкой фазе. Физическим процессом, который наводит на мысль о рассмотрении этой проблемы, является абсорбция двуокиси углерода и аммиака водой в жидкой фазе СОг н N1 3 реагируют с образованием либо карбоната, либо карбамата аммония. Ясно, что рассматриваемый процесс не может протекать в режиме мгновенной реакции, потому что концентрация обоих реагентов на поверхности газ — жидкость конечна. Следовательно, необходимо рассмотреть только реи<имы медленной и быстрой реакции. [c.112]

Лабораторные эксперименты при низкой концентрации газа трудны. Поэтому до настоящего времени главным образом изучен случай, в котором определяющей скорость процесса стадией яв ляется абсорбция ЫгО. Может оказаться, что процесс протекает в режиме быстрой реакции. Это подтвердили работы Венделя и Пигфорда [36]. Многие работы по абсорбции окислов азота были выполнены в Техническом университете в, Дельфте [33, 34, 46] и в Университете Иллинойса [41, 42]. Лишь хими процесса иссле- дована недостаточно полно. Более поздние исследования [46] показали, что медленной стадией является изомеризация ЫгО, скорость которой следует рассматривать с позицйи применимости теории быстрой реакции к данной системе. При выполнении этого условия в жидкости будет происходить типичная реакция первого порядка, так что к рассматриваемой системе строго применима теория, представленная в разделах 3.2 и 4.1. [c.165]

Полученное выражение (2.32) применимо для анализа результатов протекания относительно быстрых реакций на поверхности катализатора, например реакций удаления ванадия из металлсодержащих комплексов, для которых характерны значения модуля Тиле, соответствующие нижней линейной части кривой изменения Фэф от Значение определяется на основе допущения о том, что поры заполнены жидкостью, гюэтому для его расчета может бьггь использована формула Стокса-Эйнштейна (1.6). [c.82]

Информация о кинетике реакций может быть получена по результатам изучения общей скорости абсорбции (см. главу И1). Кроме того, известна методика, основанная на быстром смешении двух растворов, содержащих реагенты, и последующем протекании смеси по узкой трубке с высокой скоростью. При этом процесс идет в установившихся условиях, а степень взаимодействия в различных точках трубки (а следовательно, — через различные промежутки времени после смешения) оценивают по результатам измерений температуры или окраски индикатора. Используют также методику с мгновенной остановкой потока смешанной жидкости и замером (например, оптическим методом) изменения ее состава со временем в определенной точке трубки. Методы изучения кинетики быстрых реакций приведены в обзоре Кэлдина . [c.41]

Для расчета реакторов целесообразно подразделить реакции в жидкостях на две группы 1) очень быстрые реакции, скорость которых на поряд.чи превышает скорости процессов переноса, имеющих место в жидкостных системах 2) реакции, протекающие со скоростями, сравнимыми со скоростями указанных процессов. К первой группе относятся реакции между неорганическими молекулами, диссоциированными на ионы, ко второй — практически все реакции органических соединений. Скорость реакций первой группы не может быть лил1итирующей для всего реакторного процесса. Казалось бы, вид кинетического уравнения и значения самой скорости несущественны для расчета реактора. Действительно, это справедливо для достаточно грубых расчетов, не учитывающих влияния химической реакции на формальные значения коэффициентов массопередачи. Однако прп более точных расчетах, где указанные эффекты учиты- [c.27]

Преимущество рассматриваемого типа абсорбера перед колонной с орошаемой стенкой заключается в том, что путь поверхности жидкости здесь достаточно короток, чтобы волнообразование отсутствовало без всякого специального добавления поверхностно-активных веществ. В то же время концевые эффекты малы, поскольку они ограничены лишь опорным стержнем и не оказывают воздействия на течение жидкости по основной поверхности. Анализ экспериментальных результатов достаточно прост, если растворяемый газ не взаимодействует в растворе (как рассмотрено выше) или вступает в мгновенную реакцию псевдопервого или псевдо-т-огр порядка [см. уравнение (111,17) или раздел П1-3-5], вследствие чего скорость абсорбции одинакова во всех точках поверхности. В других случаях анализ скорости абсорбции затруднен из-за сравнительной сложности гидродинамики потока по шаровой поверхности. Приближенное решение для умеренно быстрой реакции первого порядка было получено Дж. Астарита [c.87]

VI-1-3. Быстрые реакции. Когда реакция, в которую вступает растворенный газ, медленна (в том смысле, который обсуждался в предыдущем разделе), скорость диффузии непро-реагировавшего газа из пленки в массу жидкости практически такая же, как и скорость его диффузии в пленку от поверхности жидкости. Профиль концентрации А в пленке выражается прямой линией (пунктирная прямая ВС на рис. VI- ). Если реакция достаточно быстра, чтобы количество абсорбируемого газа, реагирующего в пленке, было сопоставимо с тем, что переносится в непрореагировавщем виде в массу [c.161]

VIII-1-4. Быстрые реакции. В этом случае реакция в пленке протекает в заметной степени, и скорость абсорбции существенно больше скорости физической абсорбции при тех же А и Л . Наиболее важный вывод, который можно сделать применительно к насадочным колоннам на основе проведенного в главе VI обсуждения процессов в проточных абсорберах, заключается в том, что если реакция достаточно быстра для существенного ускорения абсорбции по сравнению с чисто физическим процессом, то концентрация растворенного газа в массе жидкости будет близка к равновесному значению по отношению к условиям в этой массе. В то же время, если концентрация растворенного газа в массе жидкости существенно выше равновесного значения, то абсорбция лимитируется физической массоотдачей. Этот вывод связан с принятием условия о значительном превышении объема жидкости над объемом диффузионной пленки. Как было показано выше, такое условие, по-видимому, выполняется для насадочных колонн. [c.191]

Джавери и Шарма исследовали абсорбцию кислорода растворами дитионита натрия (N328204). Было установлено, что реакция имеет первый порядок по дитиониту при содержании последнего менее 0,08 моль л и второй порядок — при более высоких его концентрациях. При всех концентрациях дитионита реакция имеет нулевой порядок по кислороду. Скорость реакции такова, что ее удобно изучать в лабораторных моделях с механически перемешиваемой жидкостью или с ламинарной струей, причем скорость абсорбции единицей поверхности в условиях режима быстрой реакции /п-го порядка можно определить по уравнению (V,59в). [c.259]

Рассмотрим процесс соприкосновения газа, содержащего вещество Л, и жидкости, содержащей вещество В. Общее выражение скорости процесса должно отражать два этаиа взаимодействия веществ обмен массой между фазами и собственно химическую реакцию. Относительные скорости этих двух стадий могут изменяться в широком диапазоне. В одном предельном случае происходит настолько быстрая реакция, что скорость диффузии веществ целиком лимитирует общую скорость процесса. В другом случае реакция протекает настолько медленно, что вещества в течение всего процесса равномерно распределены в обеих фазах и его общая скорость целиком определяется скоростью химической реакции. Практически встречающиеся в системах газ—жидкость процессы занимают про-370 [c.370]

XII1-5. Разберем очень быструю реакцию, описанную В примере ХИМ. С увеличением содержания кислоты в поглощающей жидкости достигается такая точка характеристики, выше которой дальнейшего увеличения скорости массопередачи не происходит. Высота колонны, соответствующая указанной точке, является наименьшей, Определить минимальную концентрацию кислоты, при которой обеспечивается максимальная скорость массопередачи. [c.407]

По условиям работы трубчатые реакторы с рубашкой приближаются к промышленным реакторам, но все-таки не воспроизводят их, как этого требуют первый и второй критерии. Такие охлаждаемые жидкостью реакторы, как термосифонные, можно использовать для любых реакций, но лучше всего для экзотер.мических и быстрых реакций окисления. Эти реакторы производит 4 ирма Дизайн текнолоджи. Инк. (Питтсбург, шт. Пенспльваиия), [c.70]

Шахпаронов Л1. И. Введение в современную теорию растворов. М. Высшая школа, 1976. 296 с. ил. Механизмы быстрых реакций в жидкостя. М. Высшая школа. 1980. 352 с. ил. [c.221]

Небольшие системы реакторов с мешалками непрерывного действия обычно применяют для изучения кинетики химических реакций. Денбиг и Пейдж [3] описывают проточный метод, использованный для исследования химических реакций, когда среднее время пребывания в сосуде составляло от 1 до 4000 секунд. Этот ]четод особенно ценен для исследования довольно быстрых реакций. Метод основан на измерении скорости химической реакции при различных скоростях потока жидкости в условиях стационарных режимов. [c.106]

Детонация представляет собой процесс распространений в газе, жидкости или твердом теле экзотермического химического превращения в виде узкой зоны, движущейся относительно исходного вещества со скоростью, превышающей скорость звука. Эта зона названа детонационной волной. Быстрая реакция в зоне возбуждается не вследствие передачи тепла от прореагировавшего слоя вещества к непрореагировавшему, а путем ударного сжатия и соответствующего нагревания исходной среды, вызванного давлением продуктов реакции. Поэтому детонация возможна только в таких средах, продукты реакции которых занимают больший объем, чем исходное вещество. Строгим критерием принципиальной возможности детонации в данной среде является положительный знак изобарическо-изохорическо-го теплового эффекта соответствующей реакции Qpv. Эта величина измеряется теплотой, выделяемой в условиях постоянства давления р и удельного объема V. [c.311]

Гидравлические машины, действующие за счет реакции жидкости — гидротурбины, созданы сравнительно недавно. В 50-х годах XVIII в. Л. Эйлер, исследуя появившиеся в то время колеса Сегнера, разработал теоретические основы действия реактивных гидромашин, которые имеют большое значение и сейчас. Однако первые пригодные для практического использования турбины были созданы во Франции Фурнейроном в 1827—1834 гг., а в России Н. Е. Сафоновым в 1837 г. Это были центробежные турбины с неподвижными направляющими лопатками, в которых вода перемещалась от центра к периферии. Далее прогресс водяных турбин идет довольно быстро. В 1847—1849 гг. английский инженер Френсис, работавший в США, конструктивно усовершенствовал реактивную турбину, поместив направляющий аппарат так, что он охватывал рабочее колесо и поток двигался от периферии к центру (центростремительная турбина). Такая схема оказалась очень удобной и широко применяется до настоящего времени. Предложенная в 1880 г. первая ковшовая турбина была весьма примитивна, однако довольно быстро она была усовершенствована и приобрела близкие к современным формы. Но регулирование расхода с помощью иглы было запатентовано Доблем только в 1900 г. [c.59]