Макрокинетика контактных процессов

Промышленное применение результатов лабораторных исследований по гетерогенному катализу часто требует решения сложных самостоятельных задач. Реакции могут протекать как в статических условиях, так и в потоке. Большинство промышленных катализаторов представляют собой пористые зерна с развитой внутренней поверхностью. При большой скорости химического превращения наблюдаемая скорость процесса будет зависеть от скорости диффузионного переноса реагирующих веществ внутрь зерна и продуктов реакции в обратном направлении. Необходимо поэтому создание катализаторов с оптимальной пористой структурой, работающих при оптимальных условиях (температуре, давлении), отвечающих требованиям макрокинетики контактных процессов. Требуется сложное аппаратурное технологическое оформление. Применяются современные расчетные методы, основанные иа математическом моделировании, с использованием исследований Г. К. Борескова, М. Г. Слинько и других ученых. [c.186]

В некоторых случаях, особенно в процессах гидрирования, применяются катализаторы, на которых может идти и превращение вредных примесей. Если контактный процесс осуществляется в условиях, когда превращение примеси протекает в области внешней диффузии, а продукты ее превращения каж конечные, так и промежуточные не вредны для основной реакции, то предварительная очистка газа не обязательна. Очевидно, что в таких случаях процесс очистки газа может быть совмещен в одном аппарате с основным процессом без ухудшения основного каталитического процесса. В работах [6, 9, 14] показано, что окись углерода — сильный яд в отношении реакции гидрирования двуокиси углерода на никель-хромовом катализаторе. Однако, если контактный процесс проводить в таких условиях, когда гидрирование СО протекает во внешней диффузионной области, то наличие окиси углерода не оказывает влияния на скорость превращения двуокиси углерода. Полученные данные по исследованию макрокинетики процессов гидрирования СО и СОг позволили решить вопрос совместной очистки водородсодержащих газов от указанных примесей в промышленных условиях производства аммиака [10] и капролактама [15]. С другой стороны, известно, что кислород и окись углерода являются ядами в процессе синтеза аммиака на железных катализаторах, хотя превращение этих веществ в условиях синтеза безусловно протекает во внешней диффузионной области [7]. Обусловлено это, однако, действием паров воды, образующейся при гидрировании указанных примесей. [c.125]

В заключение следует отметить, что рассмотренные закономерности макрокинетики процессов тонкой каталитической очистки газов имеют, по-видимому, общее значение для контактных процессов, протекающих в условиях большого избытка од- [c.128]

Металлические материалы широко применяют в аппарато- и машиностроении, катализе, электротехнике, радио- и электронной промышленности. Действительно, чтобы осуществить любой процесс, например химико-технологический, необходимо располагать соответствующей аппаратурой. Использование представлений макрокинетики, теории химических реакторов, а также методов математического и физического моделирования в принципе позволяет найти оптимальную для данного процесса конструкцию и размеры аппарата. Но тогда возникает вопрос, из каких материалов следует делать эту аппаратуру, чтобы она была способна противостоять разнообразным агрессивным воздействиям, в том числе химическим, механическим, термическим, электрическим, а в ряде случаев также радиационным и биологическим. Выбор конструкционных материалов осложняется, когда перечисленные воздействия сопутствуют друг другу. Кроме того, в последнее время требования к материалам, используемым только в химической технологии, повысились по двум причинам. Во-первых, значительно шире стали применять экстремальные воздействия, такие, как сверхвысокие и сверхнизкие температуры и давления, ударные и взрывные волны, ионизирующие излучения, биологические ферменты. Во-вторых, переход к аппаратам большой единичной мощности по производству основных химических продуктов создает исключительно сложные проблемы в изготовлении, транспортировке, монтаже и эксплуатации подобных установок. Например, на современном химическом предприятии можно видеть контактные печи для производства серной кислоты диаметром 5 м, содержащие до 5000 различных труб, реакторы синтеза аммиака и ректификационные колонны высотой более 60 м. Сочетание механических свойств, таких, как прочность, вязкость, пластичность, упругость и твердость, с технологическими свойствами (возможность использования приемов ковки, сварки, обработки режущими инструментами) делает металлические материалы незаменимыми для построения химических реакторов самой разнообразной формы и размеров. [c.135]

Макрокинетика. Работы советских исследователей и их ведущее место (Боресков, Франк-Каменецкий и др.). Процессы переноса тепла и вешества и их влияние на скорость контактных реакций. [c.218]

Теория макрокинетики каталитических реакций в газовой фазе разработана довольно подробно существуют надежные методы определения макрокинетического режима протекания реакции в различных условиях. Однако экспериментальные методы определения макрокинетического режима при осуществлении жидкофазных реакций должны отличаться от применяемых при газофазных процессах. При осуществлении контактных реакций в жидкой фазе можно ожидать более существенных затруднений с процессами переноса, чем в случае реакций в газовой фазе. Это связано с тем, что коэффициенты диффузии и массопередачи в жидкости значительно меньше, чем в газах. Кроме того, скорость реакции может лимитироваться скоростью растворения газообразного реагента. [c.422]

Известно, что зависимость скорости контактной реакции от процессов переноса вещества определяется соотношением скоростей подвода реагентов активной поверхности катализатора и химического превращения на этой поверхности. Изменение влияния макрокинетических факторов с изменением температуры в настоящее время подробно изучено [1, 16, 18—20]. Меньше исследована зависимость макрокинетики от давления [11]. Влияние же процессов переноса вещества на скорость гетерогенных каталитических реакций в зависимости от соотношения реагирующих веществ экспериментально исследовалось совсем мало, хотя теоретическое рассмотрение вопроса было проведено во многих работах [17, 21]. [c.121]

Работа посвящена исследованию макрокинетики адсорбционных взаимодействий в высокодисперсных системах, образованных природными адсорбентами с неполярными и полярными жидкостями. Уделено внимание математическому описанию и моделированию процессов адсорбционной регенерации масел. Исследована кинетика осветления соков бентонитами. На основе выявленных кинетических особенностей контактной адсорбции из жидкостей предложены методы оптимизации соответствующих процессов промышленного применения природных адсорбентов. Лит. — 4 назв., ил. — 1. [c.236]

В связи с этим представлялось целесообразным провести углубленное исследование макрокинетики процессов адсорбционной очистки жидкостей природными адсорбентами контактным методом. Исследована скорость удаления примесей различными природными адсорбентами из неполярных и полярных жидкостей в условиях моделированной гидродинамики контактирования. Кинетика адсорбционной очистки неполярных жидкостей исследова. шсь на примере регенерации мине])альпых и растительных масел, кинетика адсорбционной очистки водных сред — на примере осветления фруктовых соков. Были использованы известные природные адсорбенты страны (зикеевская опока, аскангель, Пыжевский бентонит и др.) и их аналоги из Молдавской ССР [1]. [c.225]