Скорость и кинетическая модель реакции

Кинетическое уравнение, или кинетическая модель, реакции -зависимость скорости реакции от условий ее протекания. [c.76]

Скорость и кинетическая модель реакции [c.9]

Кинетика и механизм жидкофазного радикального цепного окисления многих соединений изучены детально [122, 123]. Надежно определены элементарные константы и дана кинетическая модель реакций, что позволяет использовать этот процесс как один из наиболее удобных методов определения скорости генерирования свободных радикалов. С этой целью Агабеков, Бутовская и Антоновский с соавторами [124—129] разработали стандартизированный метод тестирования радикальных инициаторов, основанный на использовании в качестве модельных систем для низких температур (323—353 К) жидкофазного окисления кумола и для относительно высоких температур (373-403 К) — жидкофазного окисления н-декана. [c.38]

Уравнения, описывающие зависимость скорости превращения веществ или реакции от концентраций реагентов, температуры, давления, состояния катализатора и других воздействий на них, называют кинетической моделью реакции, или кинетическими уравнениями. [c.10]

Физико-химический аспект предполагает выбор параметра, характеризующего активность катализатора. Мерой активности [50] является скорость превращения или реакции на данном катализаторе при определенных условиях. Если катализаторы близки по физико-химической природе и скорость превращения на них описывается одинаковой кинетической моделью (что относится к испытуемому промышленному катализатору), то мера активности - константа скорости реакции. Если предположить, что данный катализатор и соответствующий процесс на нем хорошо изучены, т.е. известна кинетическая модель реакции, более предпочтительна как мера активности константа скорости реакции, чем ее скорость, ибо позволяет не только характеризовать активность катализатора, но и провести необходимые технологические расчеты. [c.24]

Скорости превращения на крупном зерне катализатора К абл( п) определяют из экспериментов. Зная кинетическую модель реакции и, следовательно, ь (сп), можно подобрать такое значение О ф, чтобы ь набл рассчитанные по (2.27) и измеренные экспериментально, совпали. [c.41]

Химическая реакция, состоящая из элементарных стадий, протекает в молекулярном масштабе. Ее свойства (например, скорость) не зависят от масштаба реактора, т.е. скорость реакции зависит только от условий ее протекания независимо от того, как или где они созданы. Результатом исследования на этом уровне является кинетическая модель химической реакции — зависимость скорости реакции от условий. Следующий масштабный уровень — химический процесс — совокупность химической реакции и явлений переноса, таких как диффузия и теплопроводность. На этой стадии кинетическая модель реакции является одной из составляющих процесса, причем объем, в котором рассматривается химический процесс, выбирается с такими условиями, чтобы закономерности его протекания не зависели от размера реактора. Например, это может быть рассмотренное выше зерно катализатора. Далее полученная модель химического процесса как одна из составляющих элементов, в свою очередь, входит в следующий масштабный уровень - реакционную зону, в которую также входят и структурные закономерности потока, и явления переноса в ее масштабе. И, [c.94]

Кинетическая модель реакции. Скорость реакции зависит от условий ее протекания, главным образом от температуры и концентраций (парциальных давлений) компонентов. На скорость реакций в каталитических процессах влияет также концентрация катализатора, на скорость фотохимических реакций - интенсивность излучения и т. д. [c.52]

Зависимость скорости превращения или скорости реакции от условий ее протекания называют кинетическим уравнением или кинетической моделью реакции. [c.53]

Для получения кинетической модели реакции дегидрирования фракции н-парафинов были исследованы механизм и кинетика превращения индивидуальных углеводородов — декана [74, с. 25, 35], ундекана, додекана и их смесей [127] в интервале температур 450—490°С с варьированием суммарной объемной скорости исходной смеси от 1400 до 60 000 ч , начальных парциальных давлений парафина от 0,0013 до 0,0026 МПа. Пар- [c.151]

Определяются кинетические зависимости для катализатора выбранной дисперсности в неподвижном слое и строится кинетическая модель реакции. Интегрированием уравнений кинетической модели для изотермических условий и аппарата идеального вытеснения приближенно определяют объем катализатора. Рассчитывается критическая скорость псевдоожижения для данного катализатора, выбирается число псевдоожижения и по нему определяется значение и. Из заданной производительности установки, режимных параметров процесса и скорости и определяют диаметр аппарата. После этого [c.313]

Механизмом реакции в самом узком смысле этого слова называется совокупность элементарных стадий, задаваемых стехиометрической матрицей Г из уравнения (3.24). Кинетическая модель процесса — это механизм, в котором каждой элементарной стадии поставлено в соответствие определенное значение параметров модели (в первую очередь — коэффициентов скорости). [c.105]

Прежде всего, отмечаем, что в одной из фаз (реже в обеих) протекает ряд последовательных и параллельных химических реакций. Описание совокупности химических реакций (химизм процесса) представляет собой химическую модель процесса. Изучение химической кинетики дает кинетическую модель процесса, которая описывает зависимость скоростей реакций, включенных в химическую модель, от температуры и концентраций реагентов. [c.22]

Рассмотрим вопрос о разработке кинетических моделей и подборе соответствующих коэффициентов скоростей реакций нашего гипотетического процесса, чтобы показать, как исследование его согласуется со схемой системотехники. [c.25]

Кинетические уравнения дезактивации катализаторов отложениями кокса. Активность катализаторов превращения углеводородов существенно уменьшается при отложении на их поверхности кокса. Поскольку образование кокса из углеводородов является значительно более медленной реакцией, чем их другие превращения, обычно коксообразование и связанную с ним дезактивацию катализаторов рассматривают независимо. В работе [1] проведен анализ причин дезактивации и используемых для ее описания формальных кинетических моделей. Если использовать в качестве меры активности величину активной поверхности катализатора 5, то наиболее часто используемое уравнение скорости дезактивации имеет вид [c.135]

По мнению Корригана все перечисленные методы обладают недостатками. Во втором методе величина хЦ К /Р) может резко возрастать при ] /Р = 0 (рис. 1-91, точка А). В четвертом методе затруднения может вызвать отыскание подходящего уравнения. Вообще говоря, выбор оптимального метода зависит от характера данных. Для построения кинетической модели недостаточно знать начальные скорости реакций. [c.126]

Параметрами модели 0 = Ц01.. .., 0р называются кинетические характеристики, свойственные данной кинетической модели. Сюда входят коэффициенты скоростей элементарных стадий, порядки реакций и т. д. Эти группы величин могут быть связаны между собой различными видами связи. Явная форма связи — это в общем случае система нелинейных зависимостей между х, 0 и т) вида т] = /(х, 0). Неявная форма связи — система алгебраических уравнений, не решаемая аналитически явно относительно откликов /(х, 0, щ). Дифференциальная форма связи — система обыкновенных дифференциальных уравнений вида - = /(х, 0, т)) с начальными условиями [c.105]

Эта реакция всегда сильно сдвинута вправо и никогда не идет в сторону образования радикалов с хоть сколько-нибудь заметной скоростью, поэтому ее следует отнести к реакциям квадратичного обрыва. В литературе нет ни теоретических, ни экспериментальных работ по определению кц. Реакция редко вводилась в кинетические модели, и предполагалось, что она не является важной. Численное моделирование показало, однако, что это не совсем так. Из-за довольно высокого значения kts она оказа.лась относительно мощным каналом стока долгожителя HOj и ее термодинамическая qgs 0,04 и кинетическая по. HOj доля 725,HOj—0,10 довольно значительны. Особенно важную роль она играет в области между первым и вто рым пределами воспламенения, сильно затормаживая раз витие процесса в целом. Удовлетворительная степень аппроксимации механизма в этой области (б > 0,8) не может быть достигнута без учета реакции 25. [c.290]

В [44, 131 ] анализировалась кинетическая модель, включающая 7 стадий (/ = 1—4, 11, 13, 34). Был сделан вывод о том, что концентрация Н не только непрерывно растет в течение периода индукции, но и в любой момент времени пропорциональна скорости реакции 1 (она рассматривалась как основная стадия инициирования). Именно это обстоятельство, по мнению автора, и обосновывает введение реакции 1 в кинетическую модель, поскольку при Т а 1000 К эта реакция является лимитирующей. [c.339]

Пр и м е р. Апробация методики последовательного оценивания параметров была проведена на кинетической модели (4.14) по двум наборам экспериментальных данных. Первый набор с начальными условиями С (0) = = (1, О, О, 0,0) , соответствующими сжатой схеме реакций (4.16), представлял собой точное решение кинетических уравнений при значениях констант скоростей реакций = 1,5 = 900. [c.211]

Скорость реакции, характеризующая прирост или убыль реагента в точке мембраны, очевидно, зависит от неравновесного состава / ( i, Сг,. .., Сп) и изменяется во времени и по координате. Реагенты диффундируют в мембране, причем ввиду сопряженности процессов возможно ускорение, замедление массопереноса и даже активный перенос отдельных реагентов Кинетическая модель мембранной системы, в которой исключен конвективный перенос, представляет систему одномерных нелинейных дифференциальных уравнений локального баланса массы реагентов [c.29]

Рассмотрим задачу обработки экспериментальных данных при разработке математических моделей реакций, описываемых простейшими кинетическими схемами- Фактически под этим понимаются достаточно простые методы определения порядков единичной реакции и констант ее скорости, не требующие применения вычислительной техники. Такие методы могут оказаться полезными не только для простых, но и для сложных реакций, когда исследуется брутто-реакция превращения исходного вещества или интересным является формальная кинетика образования целевого продукта. Поэтому для целостности изложения напомним эти методы, хотя некоторые из них достаточно подробно описаны в ряде монографий, например 151. [c.424]

Граница кинетической области устанавливается на основе соотношения между истинной и наблюдаемой скоростями процесса. Только для параллельных реакций в области внутренней диффузии достигается более высокая избирательность, чем в кинетической области, если скорость побочных процессов уменьшается при снижении концентрации по глубине зерна быстрее скорости основной реакции. Когда кинетическая модель процесса линейна (скорости всех стадий описываются линейными дифференциальными уравнениями), в рабочем интервале изменения концентраций, наблюдаемые и истинные скорости отдельных стадий сложной реакции связаны соотношением [c.478]

Рассмотрим основные типы нелинейности сложных кинетических моделей. В общем случае скорости реакций можно записать в виде [c.430]

Эффективность использования рециклов в значительной степени, помимо кинетических характеристик реакций, определяется типом химического реактора. Из теории химических реакторов известно, что для простых реакций, скорость которых пропорциональна концентрации исходного реагента — где п — порядок реакции, реактор трубчатого типа (модель идеального вытеснения) всегда эффективнее реактора с перемешиванием (модель идеального перемешивания), введение рецикла приводит к изменению структуры потоков в реакторе, приближая ее к режиму перемешивания. Таким образом, для простых реакций охват рециклом трубчатого реактора не приводит к увеличению эффективности реактора. Эффективность реактора с перемешиванием не зависит от того, имеется ли рецикл или нет. [c.127]

В настояш,ей работе математическая модель процесса будет предполагаться известной. Задача состоит в определении неизвестных постоянных параметров на основании экспериментальных данных — это константы скоростей в кинетической модели химической реакции, параметры равновесия, тепломассообмена, гидравлического сопротивления и т. д. [c.84]

Поскольку модель частицы с невзаимодействующим ядром в большинстве случаев достаточно хорошо описывает действительную- картину явления, в дальнейшем при выводе кинетических уравнений будем исходить именно из этой модели. Однако необходимо отметить, что некоторые исследователи, например Уокер , занимавшийся изучением каталитических процессов на примере газофазных гетерогенных реакций, использовали для составления уравнений скорости квазигомогенную модель.- [c.333]

Влияние масштаба реактора на структуру его модели. Кинетическая модель реактора не зависит от масштаба, поскольку размеры реакционной системы не сказываются на скорости собственно химического превращения. Однако химическая реакция приводит к изменению состава реагирующей смеси и температуры. Следствием этого является возникновение процессов переноса вещества и тепла, на скорость которых существенно влияет характер концентрационного и температурного полей в реакторе. Указанные поля зависят от формы и размеров реакционной системы. В свою очередь состав и температура очень сильно влияют на скорость химического превращения. В результате этого протекание химического процесса в целом находится в сложной зависимости от размеров аппарата. [c.465]

При рассмотрении знаковой модели указывалось, что первым уровнем модели всякого реактора. является кинетическая модель, представляющая собой совокупность стадий, реакций и уравнений, характеризующих зависимости скоростей отдельных реакций от со-466 [c.466]

При построении кинетической модели и проведении опытных исследований скорости сложной реакции встречаются значительные трудности, обусловленные увеличением размерности системы и взаимосвязанностью отдельных стадий процесса. [c.467]

Проточный метод, позволяющий получать информацию о скорости реакции в интегральной форме, не дает возможности однозначно судить о структуре кинетической модели. Интегральная форма модели мало чувствительна к значительным изменениям ее дифференциальной формы. Поэтому дальнейшее изложение относится только к планированию эксперимента для безградиентного метода определения скорости химических реакций. [c.467]

Выбор какой-либо одной модели из возможных кинетических моделей осуществляется путем выявления области различия отдельных вариантов и постановки проверочных экспериментов. В этом заключается сущность планирования, поскольку при указанной процедуре удается отбросить ошибочные модели. На основе выражений (XV, ) и (XV,2) для каждой кинетической модели можно выбирать эксперименты , полученные для нее по специфическому плану, и затем наиболее надежно рассчитывать константы скоростей отдельных реакций. Все эти работы требуют использования ЭВМ, которая становится активным элементом экспериментальной установки, выполняя обработку, планирование кинетического эксперимента и хранение полученных данных. При этом резко сокращаются сроки получения кинетической модели и повышается ее надежность. [c.468]

В связи с указанными особенностями кипящего слоя расчеты емкостных реакторов целесообразно проводить следующим образо.м-Определяются кинетические зависимости для катализатора выбранной дисперсности в неподвижном слое и строится кинетическая модель реакции. Интегрированием уравнений кинетической модели для изотермических условий и аппарата идеального вытеснения приближенно определяют объем катализатора. Рассчитывается критическая скорость псевдоожижения для данного катализатора, выбирается число псевдоожижения и по нему определяется значение и. Из заданной производительности установки, режимных параметров процесса и скорости и определяют диаметр ахшарата. После этого [c.313]

Варианты индивидуальных заданий получить зависимости состапа ре2кц н юй массы от времени и от текущего значения р при заданных температуре и количестпе катализатора но экспериментал11ным данным построить кинетическую модель реакции и подобрать значении ее параметров получить зависимость скорости реакции от температуры выделить л-грет-бутилфенол из реакционной массы и рассчитать материальный баланс. [c.194]

Кинетическая модель реакции, приведенная в настоящем разделе, построена на основе работ [9, 61, ПО, 111, 131, 233, 287] по исследованию реакции непрерывного жидкофазного окисления /г-кСилола в присутствии Со-Мп-Вг-катализатора. Для определения области протекания реакции (кинетической или диффузионной) обычно исследуется зависимость скорости реакции от технологических параметров. Если скорость окисления в изучаемой области температур, давлений и концентраций реагентов не зависит от интенсивности перемешивания, газонаполнения, парциального давления кислорода, геометри- [c.199]

Преладе всего следует обратить внимание на возможные усложнения кинетических моделей реакции по сравнению с рассмотренными. Зонный механизм реакций разложения рассматривается в работе [7]. Изящный эксперимент [8] показал, что разложение оксалата серебра протекает через образование и быстрый рост (до ограниченного размера) ядер серебра, так что наблюдаемая скорость реакции определяется скоростью образования новых ядер (смежных с уже образовавшимися). Для этой системы удельные скорости реакции будут представлять собой произведение удельной скорости образования ядер на их среднюю концентрацию в области поверхности раздела твердых фаз. [c.104]

Концентрация окислов азота в нитрозных газах зависит также от температуры ТQ, с которой начинается закалка. Она максимальна при 3500° К и с повышением до 7000" К уменьшается до 2 об.% [911. Включение в кинетическую модель реакций рекомбинации на поверхности привод-дит к незначительному повышению концентрации N0 при Т 3500" К (при скорости закалки град сек). Если же обеспечить скорость охлаждения, большую 10 гpaд eк, то доминирующими в механизме будут реакции рекомбинации на поверхности, и это может привести к получению сверх-равновесных концентраций N0 [91]. [c.261]

Кинетическая модель, основанная на использовании закона действующих поверхностей. Общая формулировка закона действую -щих поверхностей была дана Хиншельвудом на основе адсорбционной изотермы Лэнгмюра. В ее основе лежит известное классическое п])едставление о катализе, согласно которому гетерогенные каталитические реакции происходят между хемосорбированными молекулами на поверхности катализатора. Следовательно, величина скорости таковых реакций будет зависеть не только от концентрации реагирующих веществ, как это принято в основе закона действующих масс, но и от доли поверхности, занятой хемосорбированными молекулами реактанта на единице поверхности катализатора. [c.98]

Автоматизация програвширования построения кинетической модели [37—40]. Расширяющиеся возможности современных ЭВМ в сфере интеллектуального обеспечения делают вполне реальной автоматизацию процедур принятия решений при синтезе кинетической модели сложной химической реакции (типовую схему см. на рис. 4.1) [37]. Речь идет фактически о создании программирующей программы (ПП), которая на основании располагаемой информации о механизме строила бы подпрограммы расчета скоростей реакций, отвечающих данному механизму. ПП работают совместно со стандартной программой расчета функции отклонения (ПРФО) и программой минимизации. ПП может быть ориентирована либо на построение аналитических формул для скоростей реакций [41—43], либо на реализацию численных алгоритмов расчета скоростей реакций. В первом случае ПП могут оказаться более эко- [c.200]

Механизм 1. Импульсом для создания математических моделей реальных гетерогенных каталитических систем, в которых возможно возникновение сложных и хаотических колебаний, послужила работа [146], в которой исследован механизм возникновения хаотических колебаний, состоящий из двух медленных и одной быстрой переменной. Большинство математических моделей, описывающих автоколебания скорости реакции на элементе поверхности катализатора, двумерны, поэтому они не пригодны для описания хаотического изменения скорости реакции. Механизм возникнования хаоса из периодического движения для кинетической модели взаимодействия водорода с кислородом на элементе поверхности металлического катализатора предложен и проанализирован в работе [147]. Модель учитывает основные стадии процесса адсорбцию реагирующих веществ, взаимодействие адсорбированных водорода и кислорода, растворение реагирующих веществ в приповерхностном слое катализатора. Показано, что сложные и хаотические колебания возникают в системе с кинетической моделью из трех дифференциальных уравнений, два из которых описывают быстрые процессы — изменение концентраций водорода и кислорода на поверхности катализатора, и третье уравнение описывает медленную стадию — изменение концентрации растворенного кислорода в приповерхностном слое катализатора. Система уравнений имеет вид [c.322]

Выше подчеркивалось, что полная математическая модель ДЖР не имеет аналитического решения. Ряд аналитических решений получен в рамках приближенной кинетической модели [36—38]. Так, например, разработан метод расчета оптимального соотношения объемных скоростей фаз для случая протекания реакции в обеих фазах [39] и метод расчета степени конверсии при протекании реакции в полидисперспой фазе [40, 41]. Однако полная модель ДЖР в некоторых частных случаях также может быть решена аналитически. [c.125]

Если бы ЛЛИ известны точно значения всех элементов матриц II и IV, входящих в расчетные выражения тина (ХГЗ , можно было бы получить точные значения всех искомых нараметров для любой формы моделей реакций и реакторов и любых условий проведения процесса. Но так как значения этих элементов зависят от значений параметров, заранее неизвестных, то даже при условии, что точно известна форма математической модели, невозможно вычислить все производные, входящие в указанные расчетные выражения. Поэтому значения производных определяются экспериментальным путем, для чего должен быть проведен специальный эксперимент. Если эксперимент проводится по специальному факторному плану, то оказывается возможным написать сравнительно простые расчетные выражения для элементов матриц 17 л . Некоторым недостатком рассмотренного метода следует считать необходимость проведения эксперимента по специальному плану, т. е. невозможность обработки неплапированных экспериментальных данных. Более существенным недостатком является необходимость экспериментального определения первых или даже вторых производных от скорости реакций, что в случае проведения экспериментов в интегральном реакторе фактически означает определение вторых и третьих смешанных производных от концентраций. Как отмечалось выше, даже однократное дифференцирование экспериментальных данных вносит значительные ошибки в результаты обработки. При определении же производных высших порядков эти ошибки существенно возрастают. К сожалению, авторы слабо иллюстрируют возможность метода на конкретных численных примерах с анализом погрешностей оценки кинетических констант, поэтому вопрос о корректности применения метода остается неясным. [c.433]

Кинетические модели трансформации органических веществ основаны на аналогиях с простейшими моделями химических, биохимических, трофодинамических (связи субстрат — организмы или хищник —жертва ) процессов (табл. VI-3). Наиболее широко используется химическая аналогия, особенно уравнение простой реакции 1-го порядка. Широкое использование этого-уравнения объясняется его простотой и возможностью легко рассчитывать константу скорости по экспериментальным данным, а также получать аналитические решения упрощенных уравнений турбулентной диффузии неконсервативного вещества. [c.151]

Рассчитаем по приведенной модели реакцию третьего порядка для одного компонента, описываемую кинетическим уравнением йс1й1=—кс , где к — константа скорости реакции. [c.266]