Макрокинетика гетерогенно-каталитических реакций

Рассмотрим основные этапы решения задачи оптимизации пористой структуры катализатора, используя теоретические представления о макрокинетике гетерогенно-каталитических реакций. При решении задачи о распределении реагентов в зерне катализатора и определении скорости реакции приходится задаваться той или иной моделью пористой структуры катализаторов. [c.153]

МАКРОКИНЕТИКА ГЕТЕРОГЕННО-КАТАЛИТИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ [c.170]

Математический аппарат макрокинетики гетерогенно-каталитических реакций базируется на изучении свойств решений дифференциальных уравнений, описывающих массо- и теплоперенос в зерне [c.170]

Подробное изложение вопросов, связанных с макрокинетикой гетерогенно-каталитических реакций, можно найти у авторов [46— 48]. Здесь мы ограничимся лишь рассмотрением некоторых основных закономерностей, необходимых для решения задачи оптимизации пористой структуры катализатора. [c.171]

Для выяснения общих закономерностей макрокинетики гетерогенно-каталитических реакций можно предположить эффективный коэффициент диффузии постоянной величиной (такое предположение часто оказывается оправданным). Тогда стационарное распределение концентраций и температуры в зерне катализатора определяете решением системы дифференциальных уравнений [c.171]

При внутридиффузионном режиме процесса кажущийся порядок реакции равен среднему арифметическому между истинным и первым, а кажущаяся энергия активации составляет половину истинной. Эти изменения кинетических параметров являются важнейшим следствием влияния диффузионного торможения на макрокинетику гетерогенно-каталитических реакций. [c.176]

Диффузия реагентов в зерне катализатора оказывает существенное влияние на макрокинетику гетерогенно-каталитических реакций. Важнейшими следствиями влияния диффузионного торможения являются изменения кажущейся энергии активации и порядка химической реакции, равновесных концентраций для обратимых реакций. Вследствие взаимодействия процессов диффузии и адсорбции реагентов па активной поверхности катализатора возможно возникновение множественных режимов процесса в изотермическом зерне катализатора. Сопротивление теплоотводу в зерне также может привести к возникновению множественных режимов. [c.182]

Конечной целью, к которой стремится исследователь, занятый разработкой нового промышленного катализатора, является создание такого катализатора, который обеспечил бы оптимальную работу химического реактора. Оптимальность реактора может быть определена посредством экономического критерия, в котором могут быть учтены многие факторы, влияюш ие на рентабельность процесса. В качестве критерия оптимизации могут быть использованы такие показатели, как производительность реактора по целевому продукту, селективность процесса, себестоимость одного или нескольких целевых продуктов, эксплуатационные затраты и т. д. Определение технологических и конструктивных параметров процесса, при которых критерий принимает оптимальное значение, является одной из задач математического моделирования. Как это следует из анализа макрокинетики гетерогенно-каталитических реакций, в число конструктивных параметров, подлежащих оптимизации, должны входить размер зерна и параметры, характеризующие пористую структуру катализатора. На эти переменные могут быть наложены ограничения, определяемые условиями эксплуатации или технологией производства катализатора. [c.185]

Кр — константа равновесия, зависящая от температуры). При расчете необходимо иметь в виду, что концентрации С в формуле (18.4.6.13) связаны линейными соотношениями (18.4.6.12), поэтому величина равновесной концентрации ключевого комионента в грануле будет зависеть от эффективных коэффициентов диффузии. Изменение равновесных концентраций в грануле катализатора является одним из следствий влияния диффузионного торможения на макрокинетику гетерогенно-каталитических реакций. [c.570]

Предлагаемая вниманию читателей книга посвящена рассмотрению вопросов макрокинетики гетерогенно-каталитических реакций. Основное внимание при этом уделено влиянию, оказываемому процессами переноса в порах катализаторов (внутридиффузион-ная область) на протекание реакций. [c.8]

Необходимо иметь в виду, что концентрации с в формуле (IX. 77) связаны линейными соотношениями (IX. 56). Поэтому равновесное значение концентрации ключевого компонента в зерне катализатора зависит от эффективных коэффициентов диффузии. Это является еще 0ДНИД1 следствием влияния диффузионного торможения на макрокинетику гетерогенно-каталитических реакций. [c.176]

В настоящее время вопросам макрокинетики гетерогенно-каталитических реакций посвящается много исследований, так как установлено, что с макрокинетическими факторами связано изменение энергии активации реакций. Теория каталитических явлений, осложненных диффузией, разрабатывалась в СССР Зельдовичем, Франк-Каменецким, Рейтером, Боресковым, Пше-жецким, Темкиным, Р. Н. Рубинштейном, А. М. Рубинштейном и другими. [c.169]

Таким образом, гетерогенно-каталитическое превращение реагентов моделируется как взаимодействие те1шомассопереноса и химической реакции реагентов на активной поверхности катализатора. Изучение взаимодействия и взаимного влияния тепломассопереноса и химической реакции, вклада каждой из указанных стадий и определение объемной производительности, селективности и динамического поведения катализатора является предметом макрокинетики гетерогенно-каталитических реакций. Результаты исследований, а также обширный фактический материал, касающийся различных проблем макрокинетики гетерогенно-каталитических процессов, опубликован в [11,41 4]. [c.566]

Таким образом, гетерогенно-каталитическое превращение реагентов представляется исследователю как взаимодействие теп-ломассонереноса и химической реакции реагентов на активной поверхности катализатора. Изучение взаимодействия и взаимного влияния тепломассопереноса и химической реакции, вклада каждой из указанных стадий в определение объемной производительности, селективности и динамического поведения катализатора является предметом макрокинетики гетерогенно-каталитических реакций. [c.58]

Начало изучению макрокинетики гетерогенно-каталитических реакций было положено классическими работами Зельдовича И Тиле. Впоследствии эта тема привлекала внимание многих советских и зарубежных исследователей. Интенсивные исследования в области макрокинетики были начаты в 1960 гг., ознаменовавшихся бурным развитием математического моделирования химических процессов, вычислительных методов и электронно-вычислительных машин. Результаты исследований, а также обширный фактический материал, касающийся различных проблем макрокинетики промышленных гетерогенно-каталитических процессов, опубликован в монографиях [26, 44, 59, 80]. В настоящей главе будут изложены основные закономерности макрокинетики гетерогенно-каталитических реакций. [c.58]