Реакторы для фотохимических реакций

Значительно повысится точность определения кинетических параметров сложных фотохимических реакций с помощью дифференциальных уравнений скоростей реакций на молекулярном уровне. Все эти вопросы должны стать предметом дальнейших исследований, Их решение должно существенно изменить положение дел в химической кинетике, математическом моделировании химических реакторов и в других областях, таких как органический синтез, определение кинетических параметров для высокомолекулярных соединений. [c.106]

Для облегчения фотохимической реакции целесообразно выбирать реакторы с большой величиной отношения поверхности к объему для увеличения облучаемой зоны и уменьшения массы, в которой протекает каталитическая реакция. Параллельно с этим следует увеличивать интенсивность облучения и удалять хлористоводородную кислоту, которая активирует побочную реакцию. Поскольку повышение диэлектрической проницаемости, сопровождающее образование хлорированных продуктов, благоприятствует каталитической реакции, целесообразно осуществлять такое превращение небольшими порциями или проводить фотохимическое хлорирование в газовой фазе. [c.27]

По ходу реакции однородность смеси поддерживают размешиванием. Это делается с целью избежать термических градиентов, связанных с тепловыми эффектами реакции, и устранить концентрационные градиенты, которые имеют тенденцию к появлению в гетерогенных (газ — жидкость) и даже в гомогенных реакциях аутокаталитического характера. Концентрационные градиенты возникают также в силу неоднородной активации системы, как это имеет место в гетерогенном катализе и фотохимических реакциях. И, наоборот, если реакция проводится в струйной (проточной) системе, то, само собою разумеется, необходимо обеспечить гомогенизацию в сечении реактора. Следует, однако, избегать нарушения градиента, устанавливающегося по оси движения жидкой смеси за счет явления обратного смешения. [c.197]

РЕАКТОРЫ ДЛЯ ФОТОХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ [c.436]

Поскольку фотохимические реакции проходят главным образом в тонком слое, целесообразно применять пленочные реакторы, в которых реакционная смесь стекает по стенке кварцевой или стеклянной трубки, расположенной концентрически около источника света. Вытекающий из реактора раствор поднимается насосом и снова вводится в реактор (рис. 26,в). [c.205]

В фотохимическом реакционном сосуде I фотосинтезирующие структуры (хлоропласты) осуществляют фотохимическую реакцию переноса электрона на экзогенный низкомолекулярный переносчик электронов А. При этом из воды выделяется молекулярный кислород. В реакторе II осуществляется каталитический перенос электронов на протоны с образованием молекулярного водорода. Экзогенный электронный переносчик А при этом должен обладать определенными свойствами окислительно-восстановительный потенциал пары восстановитель — переносчик должен быть близок к окислительно-восстановительному потенциалу водородного электрода в реакции получения водорода должен быть использован катализатор, осуществляющий перенос электронов с восстановленного акцептора (АН2) на протоны с образованием молекулярного водорода используемый акцептор А должен быть эффективным субстратом такого катализатора. [c.47]

Если условие 6) не выполняется и свет в реакторе поглощают несколько веществ В, В, С. .., то фотохимическую реакцию вызывает только та его часть которая поглощается веществом А [c.119]

Если при фотохимической реакции выделяется или расходуется газ, то степень превращения можно легко регистрировать при помощи кимографии [15]. Для фотохимических реакций с участием газов специально приспособлен аппарат Варбурга. В нем можно проводить реакции с очень маленькими количествами вещества (10 моль) с одновременным манометрическим измерением объема газа. Реактор во время облучения энергично встряхивается в термостатированной бане, благодаря чему достигается хороший контакт жидкости с газом. Закрытый реактор соединяется [c.153]

В 4-м томе серии Современные проблемы физической химии опубликована обзорная статья, освещающая основные этапы развития исследований электрохимической кинетики, состояние работ в этой области науки в СССР и за рубежом. В сборник включены обзорные работы по более узким актуальным проблемам, изучаемым иа химическом факультете МГУ химические реакции при низких температурах, химические методы разделения стабильных изотопов, изучение и при.меиение графитированных саж для газохроматографического разделения молекул, изучение каталитических свойств цеолитов, исследование фазовых превращений при высоких давлениях, вопросы методики расчетов силовых постоянных многоатомных молекул, механизм радиолиза иона перхлората, фотохимические реакции электрофильного и нуклеофильного замещения в ароматических соединениях, состояние и свойства молекул целлюлозы и ее производных в предельно разбавленных растворах, методика измерения диэлектрической проницаемости полярных жидкостей в области сверхвысоких частот электромагнитного поля, методика исследований энергетических характеристик химических реакторов тлеющего разряда. [c.2]

Было изучено фотохимическое хлорирование изобутапа при температурах до 58° [19]. Исследовано влияние температуры, молярного соотношения реагирующих компонентов, интенсивности света и главным образом конструкции реакционной аппаратуры па соотношение моно- и дихлоридов. Их результаты не совпадают с данными предыдущих исследователей. Они установили, что хлорирование протекает только в жидкой фазе. Если температура реакции настолько высока, что на стенках реактора не может образоваться жидкая фаза, то реакция между изобутаном и хлором вообще не протекает. [c.145]

Результаты исследований по кинетике химических реакций в условиях наличия поля центробежных сил и струйного течения газа в реакционной зоне и разработанная методика расчета термокаталитических трубных аппаратов дают широкие возможности для моделирования и конструирования устройств санитарной очистки газов, выбрасываемых в атмосферу (основные виды фотохимических реакторов представлены выше). [c.315]

Комбинация газо-жидкостного хроматографа и время-про-летного масс-спектрометра применялась для быстрого качественного и количественного анализов продуктов каталитического крекинга нонана [229]. Крекинг проводился в небольшом реакторе, соединенном дозирующ,им устройством с хроматографом. По мнению авторов, описываемая методика может быть применена для исследования любых термических, фотохимических н каталитических реакций в потоке. [c.128]

Из-за отсутствия практических приемов отвода тепла реакции глубокого хлорирования метана в промышленности хлороформ и четыреххлористый углерод получаются фотохимическим хлорированием метиленхлорида [50 . На этой основе развивается строительство новых заводов [51]. В последнем сообщении указывается на новый метод получения четыреххлористого углерода неносредственно из метана при возвращении в реактор части прореагировавших газов [52]. [c.370]

Реактор для фотохимического хлорирования метиленхлорида представляет собой колонну, внутри эмалированную или футерованную высококачественным свинцом, с лючками для установки внутри реактора ртутных ламп. Температура реакции 45—50°. Высота реактора зависит от количества установленных ламп расстояние между осями ламп около 400 мм. Тепло реакции отводится рубашкой или теплообменниками, устанавливаемыми внутри реактора. [c.372]

Удобный лабораторный реактор для фотохимического сульфохлорирования жидких углеводородов может быть изготовлен из трубки диаметром 35—40 мм, длиной 300—400 мм. В реакторе указанного размера при благоприятных условиях реакции в течение 8 час. и даже быстрее можно провести сульфохлорирование около 100 мл углеводорода до содержания в реакционной смеси около 70% сульфохлоридов. [c.228]

Как правило, реакцию хлорирования алифатических углеводородов проводят в жидкой фазе, пропуская через смесь жидких углеводородов газообразный хлор. Хлор растворяется в жидкости и вступает в реакцию. Образующийся при этом хлороводород отводят из реактора и обрабатывают водой, в результате чего образуется хлороводородная кислота. Хлорированную реакционную массу после соответствующей подготовки подают на алкилирование. В промышленности применяют фотохимический и термический методы хлорирования алканов. Фотохимическое хлорирование жидких алканов проводят в непрерывном режиме в аппаратах колонного типа, футерованных внутри свинцом или винипластом и оснащенных осветительными кварцевыми лампами. Ртутные кварцевые лампы в защищенных трубках помещают внутрь колонны через специальные штуцеры и располагают внутри по всей высоте. Такое расположение ламп создает равномерное освещение всей реакционной массы, благодаря чему достигается высокая скорость реакции с максимальным использованием хлора. [c.46]

Для химиков же атмосфера — гигантский открытый без-стеночный реактор, где при разных локальных температурах и общем давлении, различных концентрациях веществ и интенсивностях облучения с разными длинами волн протекают сотни фотохимических и темновых, газо- и жидкофазных, гомо- и гетерогенных реакций с участием всех типов частиц. [c.251]

Здесь мы в большей степени касаемся применения фотохимии в промышленном синтезе. Очевидно, что фотохимический процесс должен превосходить по выходу или чистоте продукта обычные методы производства, чтобы конкурировать с ними. Особенно подходящими кандидатами для промышленного применения являются цепные реакции (часто с радикальными переносчиками цепи) с фотохимической начальной стадией. Мы уже рассматривали такое их использование в связи с фотополимеризацией (разд. 8.8.2). Заметим, что фотохимическая реакция может быть экономически оправданной даже в том случае, когда ее квантовый выход низок, если выход химического продукта выше, чем у обычных процессов. В производстве веществ тонкой химической технологии расходы на свет составлявот незначительную часть общей стоимости продукта высокого качества. Более того, вследствие относительно малых количеств используемого материала серийный процесс часто может представлять увеличенную копию лабораторного метода. При использовании фотохимии в широкомасштабном валовом химическом производстве возникают несколько большие трудности, так как плата за энергию может теперь составлять существенную часть стоимости конечного продукта. В широкомасштабном производстве часто применяются реакторы непрерывного действия, ставящие перед фотохимией проблемы, связанные с их конструкцией. В частности, необходимо использовать прозрачные реакторы или прозрачные кожухи ламп, стенки которых часто загрязняются образующимися смолообразными (и светопоглощающими) побочными продуктами. Размер реактора также может серьезно ограничиваться поглощением света реагентами. Этим недостаткам фотохимического синтеза должна быть противопоставлена более высокая селективность получения продуктов и лучший контроль за их образованием. Процесс производства отличается меньшими тепловыми нагрузками, поскольку реагенты не нужно нагревать, а затем охлаждать. Выли разработаны и технологии преодоления проблем, связанных с фотохимическими реакторами. Они включают освещение поверхности падающих тонких слоев реагентов использование ламинарных потоков несмешивающихся жидкостей, причем ближайшей к стенке реактора должна быть жидкость, поглощающая свет применение пузырьков газа, вызывающих турбулентность, для улучшения обмена реагента. И на- [c.283]

В начале 50-х годов Макдональд и Ганнинг также осуществили фотохимическую реакцию окисления возбуждённых атомов ртути [6]. В их установке была предусмотрена прокачка смеси паров ртути с воздухом через реактор, где эта смесь облучалась светом ртутной лампы, содержащей изотоп В этих экспериментах была получена ртуть, обогащённая по изотопам и и обеднённая по изотопу Н . [c.488]

ИЗ смесителя 3 и циклогексан из бака 4 поступает в реактор фотосинтеза непосредственно или через сатуратор. При облучении раствора циклогексана, насыщенного смесью хлористого нитрозила с хлористым водородом, в фотореакторе при температуре 15—20 °С протекает радикальная фотохимическая реакция. В результате этой реакции выделяется хлоргидрат циклогексаноноксима в виде маслообразного вещества и осаждается на дне сосуда. [c.237]

Фотохимические реакции большей частью проводятся при температуре, близкой к комнатной. Выделяющееся при реакции тепло отводится через развитые теплообменные поверхности, размещаемые как внутри реактора, так и вне его (выносной холодильник). Использование различного рода змеевиков, трубок Фильда и других подобных устройств менее целесообразно, так как они затрудняют создание равномерной освещенности реакционного пространства. Применение выносных холодильников позволяет одновременно осуществлять достаточно интенсивное перемешивание реакционной массы в реакторе за счет ее циркуляции. [c.442]

Короткоживущие продукты фотохимических реакций значительно легче исследовать при низких температурах, чем при комнатной (см. гл. 7). Для облучения при температурах до —170°С целесообразно использовать установки, аналогичные показанной на рис. 6.16. Реакторам служит прямоугольная кварцевая кювета, которую помещают в кварцевый сосуд Дьюара, имеющий плоскопараллельные прозрачные окна. Через эти окна производят облучение или контролируют спектрофотометрически превращение вещества при помощи зондирующего света. В сосуд Дьюара вводят также температурный датчик (контактный термометр), который через реле управляет электрическим подогревателем, помещенным в другой сосуд Дьюара (вместимостью несколько литров) с жидким воздухом. Испаряющийся при включении электронагревателя воздух направляют в сосуд Дьюара установки для облучения. Такое регулируемое испарение обеспечивает вполне достаточную стабилизацию температуры. [c.152]

Величину а (константу зеркала) нужно определять для каждой рабочей длины волны света, так как отражение зависит от длины волны. Для этого кювету-реактор 9 заполняют актинометрической жидкостью и по ее изменению после облучения определяют Qo. Измерения повторяют несколько раз и вычисляют среднее значение а по результатам этих опытов. Величина а является константой установки для соответствующей длины волны. Рпогл определяется точно так же и тогда, когда концентрация поглощающего вещества в ходе фотохимической реакции уменьшается [c.155]

Приборы 8 и 10 для измерения фотолизующего света калибруют при помощи термоэлемента. Калибровка позволяет непосредственно по показаниям самописца для любого момента фотохимической реакции определять интенсивность света, падающего на переднюю стенку реактора и выходящего из него. По разности между этими величинами вычисляют /погл- Например, фотолизующий свет имеет длину волны 365 нм. В качестве источника света I используют лампу НВО 200, свет которой пропускают через фильтр тепловой защиты 4 и интерференционный фильтр 5 с Хмакс 365 нм. Для измерения света применяют вакуумные фотоэлементы (8 и 10) с кварцевыми окнами, чувствительные к УФ-свету. В юстировке источника I, линзы 2 и фильтров и 5 ни во время калибровки, ни после нее ничего нельзя изменять Небольшие смещения деталей на пути луча могут сильно изменить освещение фотоэлемента, и потребуется новая калибровка. [c.156]

Согласно закону Бугера 90% падающего света поглощается в слое толщиной II(ес). Это означает, например, что вещество с 8 = 1000 при концентрации 10 моль/л поглощает 90% света в слое толщиной 1 см. Поэтому применение в фотохимической технологии высококонцентрированных растворов вызывает необходимость использования пленочных реакторов непрерывного действия, однако эти реакторы не могут обеспечить высокую производительность процесса. Пока еще не нашли удовлетворительного решения и другие технологические проблемы. До последнего времени считали, что фотохимические реакции такого типа вряд ли найдут применение в крупнотоннажных производствах, но могут использоваться для получения сложных и ценных промежуточных продуктов, фармап,евтических, парфюмерных, агрохимических препаратов. [c.362]

Бензол, прошедший азеотропную осушку в колонне 1, из емкости сухого бензола 2 дозируется в реактор фотохимического хлорирования 3, куда одновременно подается хлор. Тепло реакции снимается в выносном контуре с принудительной циркуляцией. Отхлорированный раствор проходит последовательно колонны 4 и 5, где отгоняются растворенные кислые газы (хлор, хлористый водород) и бензол. Выделенный на колонне 5 бензол возвращается на азеотропную осушку, а жидкий расплав гексахлорциклогексана из куба колонны поступает на чешуирование в барабанный кристаллизатор 6. [c.433]

В качестве исходного продукта для большинства опытов использовали полипропилен, синтезируемый в нашей лаборатории с катализатором А1(С2Н5)з и Т1С14. Полимер имел характеристическую вязкость 1,55, т. пл. 154° и содержал примерно 60% изотактической части (нерастворимой в кипящем гептане). Хлорирование осуществляли фотохимически. Реакцию проводили в растворе четыреххлористого углерода в реакторе, снабженном мешалкой, барботером, термометром и обратным холодильником. Освещение реакционной массы проводилось обычной лампой накаливания (75 вт). [c.192]

В смеси с кислородом разлагаются в две стадии. В первой разложение идет вследствие активированной адсорбции на стен- ках реактора ( темная реакция ) или фотохимически в газовой фазе. Во второй стадии пятикарбонил разлагается автокаталити-чески на образовавшихся в первый период зародышах окиси железа. [c.79]

Фотохимические реактор ы. Фото.чнмической называется химическая реакция, которая инициируется под воздействием излучения оптического диапазона электромагнитного спектра, т. е. излучения видимой, ближней шфракрасиой и ближней ультрафиолетовой зон. [c.98]

В фотохимическом реакторе излучение достигает только поверхности катализатора и не проникает в глубину пленки катализатора. Внутри пор катализатора процесс окисления не происходит, реакции во внутридиффузной области нет. Принципиально перевести реакцию окисления и во внутридиффузную область возможно, например, путем оснащения корпуса термокаталитических элементов источником ультразвука. Поток коротких акустических волн передается пленке катализатора, которая насыщена адсорбированными углеводородами и дополнительно активизирует их. Волновой характер межатомных и валентных связей углеводородных молекул при синхронизации частот волн ультразвука и колебаний валентных связей молекул обеспечивает условия для возникновения резонанса с максимальной "перекачкой" энергии от волн ультразвука углеводородным молекулам. Такое техническое решение существенно расширяет диапазон использования фотохимических реакторов, повышает их эффективность и в некоторых случаях, может быть использовано при решении практической задачи на основе анализа технико-экономического обоснования целесообразности выбранного приема интенсификации процесса окисления углеводородов. [c.315]

Радиационная химия изучает хи.мнческие превращения, происходящие при воздействии ионизирующих излучений. Действие всех видов радиационного излучения п конечно.м счете сводится к взаимодействию заряженных частиц с электронами вещества, поэтому химический эффект действия различных излучений в значительной мере одинаков. Наиболее существенное отличие радиационно-химических реакций от фотохимических связано с неизбирагельным характером поглощения ионизирующего излучения. В то время как свет поглощается, если его частота соответствует частоте поглощения молекулы, энергия радиации поглощается всеми молекулами, вызывая акты ионизации и переводя молекулы в возбужденное состояние. Сохраняя все преимущества фотохимического инициировании (слабая температурная зависимость, отсутствие загрязнений в реакционной среде и др.), радиационное инициирование не накладывает каких-либо особых требований на реакционную среду. Эта среда может быть многокомпонентной, непрозрачной, находиться в разных агрегатных состояниях, кроме того, конструкция реактора может быть произвольной. [c.261]

Основными аппаратами при получении метанхлоридов являются реакторы для газофазного хлорирования метана и жидкофазного фотохимического хлорирования метиленхлорида. Реактор для хлорирования метана футерован химически инертным кирпичом. При газофазном хлорировании метана все тепло реакции распределяется между продуктами реакции. Подача холодных реагентов в реактор может привести к затуханию реакции. Поэтому природный газ, а иногда и хлор подогревают до 120—250° до входа в реактор. [c.372]

Фотохимическое сульфохлорирование циклогексана производят в приборе, представленном на рис. 3. Реактор 8 представляет собой цилиндрический сосуд емкостью 150—200 мл из стекла пирекс или молибденового. Для ввода смеси газов в пришлифованную пробку реактора впаяна газоприводная трубка 10, доходящая до дна реактора и заканчивающаяся расширением с пористой стеклянной пластинкой (стеклянный фильтр № 1). Температуру реакции регулируют с помощью холодильника, представляющего собой /-образную трубку 11 (впаянную в пробирку реактора), через которую пропускается холодная или горячая вода температуру реакционной смеси контролируют термометром 12, вставленным в боковой тубус реактора. Хлор и сернистый газ из баллонов 1 r 2 пропускают для высушивания через промывные склянки Тищенко 3 и 4 с концентрированной серной кислотой, через реометры 5 я 6 (для учета количества газа) и затем через смеситель 7, из которого смесь газов поступает в реактор. Освещение реакционной массы производят при помощи ртутной лампы 9 СВДШ-250. Расстояние между реактором и лампой = 30 см. Отходящие по трубке 13 газы поглощают, пропуская через колонку 14, наполненную кусочками стеклянных тру- [c.133]

Лазерное воздействие на хим. р-ции м. б. тепловым и фотохимическим. При тепловом воздействии реагирующая смесь только нагревается, энергия распределяется равномерно по всем степеням свободы реагирующих молекул. Преимущество лазерного нагрева-возможность вводить энергию в нужное место реакц. объема и за очень короткое время, а также избегать нежелат. контакта реагентов с нагреваемой пов-стью реактора. Локальный нагрев реагентов при этом может достигать тысяч градусов, что крайне трудно при др. способах нагрева. [c.565]

Ароматические углеводороды хлорируются по радикальноцепному механизму термически или фотохимически в отсутствие катализаторов ионных реакций (Fe lg, AI I3 и др.). Металлическая поверхность реактора также может способствовать протеканию реакций хлорирования по ионному механизму. [c.300]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология