Влияние размера частиц на скорость реакции

ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРА ЧАСТИЦ НА СКОРОСТЬ РЕАКЦИИ [c.327]

На рис. 4.28 приведена зависимость степени конверсии процесса от его продолжительности для частиц разных размеров и при различных температурах. Из этих данных видно, что при 160 °С диффузия не является лимитирующей стадией. Процесс, хотя и очень медленно, протекает в кинетической области. При более высоких температурах становится заметным влияние размера частиц полиэфира — определяющей становится диффузия этиленгликоля. Авторы показали, что для расчета константы скорости реакции в твердой фазе при температурах 160—200 °С может быть применено уравнение Аррениуса в виде [c.96]

Коэффициент эффективности таких систем можно определять такими же методами, что и в случае других пористых катализаторов. В одной из ранних работ Смит и Амундсен [325] измеряли скорость гидролиза этилформиата при 25 °С на частицах смолы Дауэкс 50 пяти размеров от 0,5—0,8 мм (20—30 меш) до несколько менее 0,07 мм (230 меш). Исходя из влияния размера частиц на скорость реакции, они вычислили значение 1/Л /Дэф = 137,8 см и /)эф = = 8-10 м2/с. Авторы отмечают, что последнее значение примерно в 10 раз меньше, чем Если считать для фракции 0,5—0,8 мм 20—30 меш) средний диаметр частиц равным 0,7 мм, то коэффициент эффективности получается равным 0,62. [c.147]

Один из путей изменения структуры поверхности металлических кристаллов состоит в изменении величины кристаллитов металла, особенно в диапазоне диаметров частиц от 1 до 5 нм, так как более крупные кристаллы проявляют объемные свойства. Экспериментальное изучение влияния размера кристаллов на скорость реакции затруднено тем, что при вариациях величины частиц не исключено изменение и других параметров. Однако можно ожидать сильного влияния размера частиц от [c.120]

Влияние размера частиц катализатора учитывается введением множителя Е — фактора эффективности в уравнение скорости реакции. [c.178]

Поскольку реакция в водяном газе не достигает равновесия, необходимо, чтобы скорость реакции обмена кислорода была не слишком высокой. В этом случае константы равновесия будут соответствовать квазиравновесному (стационарному) состоянию, с которым часто встречаются при изучении кинетики цепных реакций. Возможно и более простое объяснение, если принять во внимание такой дополнительный фактор, как диффузию в порах, хотя влияние размеров частиц и концентрации инертного газа в этом случае не проявляется. [c.245]

В то время как Симпсон, Тейлор и Андерсон исследовали разложение больших кристаллов, Ерофеев [56] изучал влияние размеров частиц на форму кинетической зависимости и на соотношение между неконденсирующимися и конденсирующимися газами на различных стадиях реакции. Он нашел, что на кривых зависимости скорости разложения от времени нри 190° соответственно величине частиц появляются один или два максимума. При разложении больших частиц на 9-й минуте появляется небольшой пик, за которым на 60—70-й минуте следует второй большой ник. Ерофеев считает, что кривые имеют ту же самую форму, что и кривые, полученные Тейлором и соавторами для больших кристаллов. Сравнение показывает, что максимум скорости наступает раньше, чем это следует из результатов, полученных Тейлором и сотрудниками на свежеприготовленных образцах. Однако эти две серии результатов согласуются между собой, если применявшийся Ерофеевым препарат хранился но крайней мере в течение года. [c.218]

Изучено влияние размера частиц катализатора на скорость реакции окисления. [c.167]

Для установления области протекания реакции дегидрирования изучали влияние размера частиц катализатора К-16 на скорость реакции. Соответствующие данные, полученные при температуре 560 и 600° С, объемной скорости бутилена 600 и разбавлении бутилена водяным паром 1 10, представлены на рис. 21. Из них следует, что даже в случае небольшой объемной скорости выход бутадиена практически [c.113]

Скорость нагревания обратно пропорциональна навеске взятой пробы. Быстрое и равномерное нагревание может быть достигнуто только для тонкоизмельченных образцов (влияние размера частиц пробы становится незначительным при размере менее 25 нм [3.9]), что выполнимо не для всех образцов. Кроме того, некоторые трудности возникают при проведении реакций пиролиза в присутствии металлов [3.10]. [c.46]

Кунин и Майерс [10] подробно исследовали реакцию обмена ионов. Были изучены четыре синтетические анионообменные смолы нри различных условиях. Исследованию подверглось не только влияние концентрации и природы аниона, но также влияние размера частиц, добавления солей, температуры, степени завершения процесса, скорости размешивания и состояния гидратации частиц ионита. Большинство полученных результатов хорошо, объясняется на основании предположения о том, что медленной стадией в процессе адсорбции является диффузия через смолу, имеющую структуру геля. Энергия активации адсорбции хлористоводородной кислоты оказалась равной 6,6 кпал, что близко по величине к энергии активации при диффузии этого электролита в воде. Скорость адсорбции хлористоводородной кислоты из раствора в присутствии хлорида натрия оказалась больше скорости адсорбции из раствора ее в воде. Это явление Можно объяснить увеличением коэффициента диффузии с ростом ионной силы раствора. [c.44]

Влияние размера частиц на кинетические параметры было изучено для обмена Ма Сз. Кинетические кривые (рис. 26) и рассчитанные значения кинетических параметров (табл. 37) указывают на довольно сильную зависимость скорости обмена от размера частиц. Кроме того, при низком содержании противоиона в твердой фазе скорость обмена значительно больше, чем при высоких содержаниях, что имело место для всех изученных ионообменных реакций. Это связано с тем, что на первой стадии большая часть катионов обменивается по внешнедиффузионному механизму, а на второй стадии — по внутридиффузионному. Еще одним подтверждением данного вывода может служить отношение т оо/т1/2, которое для фракции 1—2 мм равно 10, а для фракции 0,063—0,07 мм — —20, т.е. с уменьшением размера клиноптилолита и соответственно увеличением его поверхности скорость обмена возрастает. Сравнение констант скоростей внешне- и внутридиффузионного процессов также показывает, что в данном интервале изменения размера частиц клиноптилолита процесс ионного обмена будет контролироваться различными механизмами, и можно с достаточной степенью точности определить область их действия. Полученное незначительное увеличение эффективного коэффициента диффузии с увеличением среднего радиуса зерна (см. [c.83]

Рис. 6. Влияние размера частиц кварцевого порошка, покрытого фосфорной кислотой, на константу скорости реакции полимеризации.

Вследствие относительно большого размера частиц катализатора, значительное влияние на скорость химических превращений в зернистом слое оказывают процессы переноса вещества и тепла внутри твердых частиц. Процессы на изолированном зерне катализатора изучались в главе III знание макроскопической скорости реакции на отдельном зерне в зависимости от концентраций реагентов и температуры потока в данной точке слоя — необходимый элемент математического описания процессов в зернистом слое. Другим [c.213]

Нормальный размер зерен промышленных катализаторов гидроформинга составляет примерно 3—5 мм. Однако специальное исследование влияния диффузии в зерне катализатора на кинетику каталитического дегидрирования циклогексана (на 100%-ном циклогексане и алюмохромовом катализаторе) показало, что в ряду размеров частиц катализатора 3,1 1,8 и 0,5 мм резко возрастает скорость реакции и увеличивается соотношение между промежуточными (циклогексен) и конечными (бензол) продуктами реакции [118], что определяется снижением эффекта диффузионного торможения. Такое явление имеет существенное значение при оценке процесса на пылевидных катализаторах (на этом мы остановимся ниже). [c.292]

Кривые показывают, что степень использования внутренней поверхности катализатора снижается по мере увеличения скорости химической реакции и физического сопротивления движению реагента. Кроме того, видно, что в данной системе реагенты — катализатор увеличение фактора эффективности связано с размером частицы и в меньшей степени — с коэффициентом массопередачи р [последний приблизительно нронорционален Изменение этих двух параметров в опытах по исследованию превращения позволило установить, что физический перенос влияет на полную скорость превращения. Таким образом, если на скорость превращения не влияет скорость движения жидкости, то можно утверждать, что торможение внешней массопередачей отсутствует внутренняя диффузия, однако, может быть ограничивающим фактором. Чтобы получить окончательное решение, исследуют влияние диаметра частиц. [c.177]

В области изменения тЬ от 0,5 до 5 — переходная область. Влияние процессов переноса реагирующих веществ на скорость процесса часто исследуется путем измерения скорости реакции на зернах разной крупности. Например, для частиц размерами и и при одной и той же концентрации реагента в обоих экспериментах получим [c.433]

Исследованы влияния на скорость угара коксов температуры, скорости газового потока, концентрации двуокиси углерода, размеров частиц образцов кокса и величины навески.Экспериментально установлены условия проведения реакции коксов с двуокисью углерода в кинетической области. [c.134]

Влияние размера зерна катализатора на гидрирование бензола в присутствии никеля на носителе изучали [6] на катализаторе с размером зерна 20—200 меш. Активность возрастает с уменьшением размера частицы, вероятно, вследствие того, что активные центры, находящиеся в норах более крупных частиц, блокируются в результате конденсации бензола. С увеличением степени дисперсности наблюдаемая константа скорости реакции изменяется пропорционально внешней поверхности зерна вплоть до критического размера зерна катализатора, после чего дальнейшее повышение дисперсности [c.148]

Переработка сырья. По указанной выше причине много эвгенола теряется в процессе перегонки масла из сырья с водяным паром. Особенно бурно протекают данные реакции в первоначальный, очень кратковременный период дистилляции, когда происходит нагрев сырья в аппарате. В связи с этим на выход эфирного масла огромное влияние оказывает скорость его извлечения в начале процесса, которая зависит от размеров частиц, расхода пара и увлажнения поверхности сырья конденсатом. [c.156]

Состав и структура металлополимерных осадков определяются в первую очередь соотношением скоростей осаждения полимерных частиц и разряда металлических ионов. Скорости этих процессов зависят от концентрации полимера, электролита, поверхностно-активного веш,ества (ПАВ) — зарядчика частиц и режима электроосаждения. Наряду с адсорбцией ПАВ исключительно сильное влияние на электрохимическое выделение металла оказывает электрофоретическое осаждение полимера. Это показано на рис. 8. При введении ПАВ — дву-четвертичного аммониевого соединения — происходит сдвиг поляризационных кривых в область отрицательных значений потенциала на 0,3—0,4 В, а при электрофоретическом осаждении эпоксидного олигомера — до 2,5 В. Это свидетельствует о том, что наряду с адсорбционной поляризацией [20] важную роль играет электрофоретическая поляризация, т. е. поляризация за счет формирования электрофоретического осадка, характер которой, как показывают исследования кинетики формирования металлополимерного слоя, диффузионный [21]. Тормозящее действие полимера на протекание электродных реакций приводит к снижению содержания металла в металлополимерном осадке и к изменению его структуры. С увеличением концентрации полимера и электрокинетического потенциала размеры частиц металла уменьшаются от 2—3 до 0,2—0,5 мкм [22]. [c.117]

В исследованиях механизма и кинетики отдельных реакций, как уже сказано, стремятся выделить влияние физических факторов — диффузии, пористости и др. В области низких температур это удастся сделать лучше всего применением высоких скоростей дутья реагирующего газа, чтобы избавиться от влияния внешней диффузии, и малого размера частиц, чтобы исключить влияние внутренней диффузии в порах. [c.172]

В работе [19] на основе некоторых принятых допущений отно-сите.льно механизма и топохи.мии полимеризации винилиденхлорида в массе исследована связь между морфологией образующегося полимера (пластинчатые кристаллы или глобулярные образования) и кинетикой процесса. Установлена также определенная корреляция между скоростью и степенью полимеризации и размерами частиц, а именно, с увеличением размеров частиц скорость реакции уменьшалась [76]. Это согласуется с рассмотренными выше данными по влиянию гетерогенизации системы на кинетику нолимеризации. Мюэ и Парте [82] нашли, что скорость полимеризации акрилонитрила в отцентрифугованном полимерном осадке меньше, чем в суспензии до разделения. Это может быть связано с увеличением скорости обрыва при осаждении частиц вследствие их сближения и с большей изоляцией макрорадикалов от молекул мономера. [c.109]

К сожалению, нет никаких экспериментальных сведений по-изменению геометрии заряда, подтверждающих предложенную схему поверхностных реакций, а имеющиеся данные говорят скорее в пользу многопламенной структуры, чем структуры с одиночным пламенем, постулированной в работе [72]. Поэтому была предложена статистическая модель [7], базирующаяся на нескольких типах пламен ) (рис. 33, в). В этой модели приняты следующие предположения 1) прогрев связующего и окислителя осуществляется за счет теплопроводности, 2) связующее и окислитель разлагаются эндотермически, 3) между продуктами разложения в конденсированной фазе протекают экзотермические реакции и 4) газообразные продукты улетучиваются и реагируют в газовой фазе. При низком давлении рассматриваются три вида пламени первичное пламя между продуктами разложения связующего и окислителя, пламя окислителя и конечное диффузионное пламя между продуктами двух других пламен. Эта модель предсказывает зависимость скорости горения от содержания окислителя в ТРТ и от начальной температуры топливного заряда, среднюю температуру поверхности и расстояние до фронта пламени. Модель несколько завышает влияние размера частиц по сравнению с наблюдаемым на опыте. Бекстед усовершенствовал модель, применив ее к двухосновному ТРТ [4], а в следующей работе [5] предположил, что горючее и окислитель имеют разную, а не одинаковую (среднюю) температуру поверхности. Он также перешел от осреднения по [c.70]

В связи с тем, что во время сложного органического синтеза на многих стадиях процесса в реакциях участвует множество различных веществ, которые в результате не до конца идущих реакций частично остаются в конечных продуктах, в суспензиях на конечных стадиях процесса присутствуют различные вещества, которые иногда, присутствуя даже в очень небольших количествах, в значительной мере меняют степень гидрофильности и -потенциал частиц. Поэтому, чем более многостадийный процесс предшествовал рассматриваемому процессу фильтрования, тем в большей степени могут различаться физикохимические, а следовательно, и фильтрационные свойства суспензий одного и того же продукта, полученного из различных производственных операций, В данном случае размер исходных частиц суспензии, наблюдаемых под микроскопом, оказывает лишь косвенное влияние на величину и скорость фильтрования. Влияние размера частиц сказывается главным образом в следующем чем мельче частицы и, следовательно, больше их удальная поверхность, тем в большей степени проявляется действие поверхностных и электрокинетических сил. [c.81]

Еще один пример влияния размера частиц катализатора был приведен Блю с сотрудниками [11] для реакции переноса водорода от молекул декалина к молекулам бутиленов. Об этой системе уже упоминалось при обсуждении реакций переноса водорода. Было отмечено, что при различных размерах частиц катализатора скорости реакции приб.чизительно соответствовали скоростям диффузии, определенным путем измерения скорости, при которой радиоактивный бутан вымывается потоком неактивного бутана из слоя частиц катализатора. Опыты проводились с образцами алюмосиликатного катализатора, применяемого в процессе термофор, в виде шариков и полученных их дроблением частиц. Реакция переноса водорода проводилась при температуре 340° и объемной скорости около 6час. . Было показано, что частички катализатора диаметром менее 0,4 мм несколько менее эффективны в реакции переноса водорода. [c.448]

Варламов [128] изучал влияние размеров частиц катализатора VgOj — AlgOg, промотированного Ва, на скорость окисления SOg в псевдоожиженном слое катализатора. При уменьшении размеров частиц от 3 до 0,081 мм скорость реакции повышается приблизительно на 2Э%. Отсюда видно, что в случае более крупных частиц происходит некоторое диффузионное торможение. [c.359]

Скорость реакции гидрообессеривания растет с уменьшением размера частиц в процессах со стационвущш слоем катализатора и в трвхфазном кипящем слое [84,85]. рйс. 15 приведено влияние размера частиц катализатора на глуб у обессеривания мазута арланской нефти при Р=15 МПа, Т=400°С, [c.46]

Влияние размеров частиц уранового сырья. При уменьшении размеров частиц дисперсного уранового сырья (при этом увеличивается его удельная поверхность) происходит возрастание удельной скорости гетерогенной химической реакции, т. е. увеличивается интенсивность тепловыделения. Па рис. 8.39 это выражается в сдвиге тепловых функций (при Dp = onst) при dl > 2 > ds- Следовательно, при изменении дисперсности сырья можно вводить пламенный реактор в режим стабильного горения сырья (кривая 3) или выводить из него (кривая 1). [c.460]

Из-за достаточно больших размеров гранул и таблеток, используемых в реакторах с неподвижным слоем катализатора, внутриз этих гранул, как показано на рис. 3.2, возникает градиент концентрации. Понижение концентрации реагента внутри гранулы является следствием совместного влияния диффузии и реакции. В результате для изотермической частицы скорость реакции снижается. В зависимости от соотношения скоростей диффузии и химической реакции молекула реагента либо прежде,, чем реагирует, проникает в глубь таблетки, либо успевает прореагировать вблизи ее наружной поверхности. В первом случае концентрационный профиль относительно пологий, во втором — концентрация реагента внутри гранулы может снизиться почти до нуля в точке, находящейся вблизи от поверхности катализатора. [c.49]

Для установления области протекания реакции дегидрирования изучено влияние размера частиц катализатора К-16 на скорость реакциц. Соответствующие данные, полученные при 560 и [c.112]

Таким образом, по описанной модели время реакции зависит от начальной кислотности, размера и температуры гранул. Однако экспериментальные исследования того же процесса показали [95], что степень влияния а на скорость реакции зависит от структуры материала, определяемой способом его 1ранулирования. Показателем качества структуры может быть прочность при сжатии, с увеличением которой для одного и того же вещества увеличивается его плотность, количество открытых пор уменьшается, что затрудняет диффузию газа. Скорость аммонизации максимальна у гранул, получаемых методом окатывания. Структура таких частиц зависит от их размера, который в свою очередь влияет на скорость реакции. Гранулы, образованные методом сушки пульп на поверхности ретура, более плотные и однородные по структуре, имеют больше закрытых пор и труднее поддаются аммонизации независимо от размера частиц. [c.90]

Влияние степени дисперсности Pt в катализаторах на протекание реакций дегидроциклизации и изомеризации исследовалось в ряде работ [70—78]. Обнаружено [75], что при увеличении среднего размера частицы Pt от 1,0 до 45,0 нм увеличивается выход продуктов дегидроциклизации. Однако в работе [70] показано, что количественное распределение продуктов реакции и скоростей дегидроциклизации и изомеризации не зависит от размеров частиц (в интервале 1,5—5,0 нм). Интересные закономерности получены на образцах Pt/AbOa, содержащих 0,2 и 10% Pt [71, 73]. На высокодисперсном катализаторе [(0,2%) Pt)/Al20a] преобладают одиночные, главным образом одноатомные, активные центры и, следовательно, изомеризация и другие превращения углеводородов проходят через промежуточную стадию образования циклического переходного состояния. На катализаторе с большими кристаллитами [(10% Pt)/Al203] ак- [c.200]

При экстраполировании результатов за пределы экспериментально найденных значений необходимо четко представлять себе, что при других значениях переменных соотношение влияния различных тормозящих факторов на протекание процесса может измениться. Например, для частиц, образующих твердую необлетающую корку золы , повышение температуры и в меньшей степени увеличение их размеров приводит к тому, что диффузионное сопротивление становится фактором, лимитирующим скорость процесса, поскольку критическая температура перехода в диффузионную область является функцией размеров частиц, пористости материала и кинетики химической реакции. Для процессов, при которых на поверхности частицы не образуется слой золы , повышение температуры также сопровождается возрастанием относительного влияния сопротивления газовой пленки. [c.346]

Температуры, при которых первая стадия крекинга переходит из кинетической во внутридиффузионную область и из внутри- во внешнедиффузионную, зависят от свойств сырья, активности катализатора, размера его пор и частиц. Для данного катализатора утяжеление сырья, повышая скорость реакции и снижая скорость диффузии, уменьшает температуры перехода. Для сырья заданного фракционного состава повышение в нем концентрации олефиновых и ароматических углеводородов, крекирующихся с большой скоростью, дает такой же эффект. При сырье заданного состава и катализаторе заданной активности переход реакции из кинетической области во внутридиффузионную осуществляется тем при меньшей температуре, чем меньше средний диаметр пор. На температуру пере.хода из внутридиффузионной области во внешнедиффузионную размер пор влияния Не оказывает. Этот переход осуществляется при катализаторе данной активности для данного сырья тем при, меньшей температуре, чем больше размеры частиц катализатора. Таким образом, максимально допустимая температура крекинга, при которой достигается переход первой стадии реакции во внешнедиффузиопную область, зависит от свойств сырья, активности катализатора и размера его частиц. На микросфериче-ском катализаторе при крекинге сырья, выкипающего в пределах 300—500 °С, внешнедиффузионная область достигается при 540— 560°С, на шариковом катализаторе зернением 3—5 мм —при 480—510°С. В кинетической области первая стадия крекинга имеет энергию активации около 30 ккал/моль. [c.221]

Этим эффектом можно объяснить, почему при увеличении размера частиц компонентов максимум скорости горения Ытах смещается в сторону избытка горючего. Действительно, чем более грубодисперсноц является смесь, тем больший избыток горючего надо создать в исходной смеси, чтобы состав газовой фазы в зоне влияния оставался постоянным (таким, который отвечает максимальной скорости реакции). [c.148]

Скорость реакции восстановления трикальцийфосфата углеродом лимитируется диффузией реагирующих компонентов эб Опытные данные подтверждают, что факторы, ускоряющие диффу-ВИЮ в твердых телах, повышают степень восстановления трикальцийфосфата углеродом. Степень восстановления возрастает с уменьшением размера частиц шихты. Особенно показательно положительное влияние брикетирования шихты. Скорость диффузии, а следовательно и восстановления, растет с увеличением температуры. Введение в шихту флюсов, образующих полиэвтектические смеси, ускоряет процесс. Температура превращения кремнезема в менее плотные модификации совпадает с начальной температурой восстановления трикальцийфосфата в присутствии кремнезема (900— 1000°). Ускорение диффузии может быть объяснено внутрикристал-лическими превращениями. Взаимодействие между фосфатом и коксом в присутствии кварца, сопровождающееся кристаллохимическими превращениями с образованием соединений промежуточных степеней окисления фосфора, протекает главным образом в расплаве °. Только до его появления идет прямое восстановление фосфата окисью углерода и углеродом в результате диффузии в твердых фазах. [c.156]

Существенное влияние на кинетику гидратации оказывает размер частиц цемента. Чем он меньше, тем больше площадь поверхности кристаллов и тем выше скорость реакции гидратации, которая протекает главным образом на поверхности кристаллов. Этот фактор необходимо учитывать на практике при дроблении цементного клинкера. Очень мелкие частицы способствуют более быстрому нарастанию прочности при с. ватываиии материала. Для обычных марок портландцемента, производимого в Великобритании, нормативно установлена мини.мальпая площадь поверхности в 225 м кг,. хотя на практике эта величина, как правило, составляет - 300 м /кг. [c.244]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология