Внутридиффузионная и переходные с ней области

Между кинетической и внутридиффузионной областями находится переходная область, отвечающая условиям, при которых концентрации реагирующих веществ в центре зерна катализатора меньше, чем на наружной поверхности, но не приближаются к равновесным. [c.75]

Между кинетическим и внутридиффузионным режимами располагается переходная область (область //на рис. 4.27). [c.142]

Между кинетическим и внутридиффузионным располагается область переходных режимов. [c.92]

Процесс на зерне катализатора в промышленных условиях протекает в переходной области между кинетической и внутридиффузионной [3]. В этом случае процесс на зерне катализатора может быть описан уравнением [c.182]

Аналитическое выражение для скорости реакции в области переходной между внутрикинетической и внутридиффузионной не может быть получено при том приближении температурной зависимости константы скорости, которым мы здесь пользовались. Совместное решение уравнений диффузии и теплопроводности в переходной области можно выполнить аналитически, если представить эффективную скорость реакции, отнесенную к единице объема зерна, в виде [18, 19] [c.150]

Показано, что реакция гидрогенолиза З-метилбензотиофена в присутствии алюмокобальтмолибденового катализатора с размером зерен 0,25 см протекает во внутридиффузионной области, а с уменьшением зерен до 0,075 см передвигается в переходную область. [c.220]

Таким образом, влияние процессов переноса вещества в газовой фазе может существенно изменять наблюдаемые кинетические закономерности химической реакции. Особенности наблюдаемой кинетики реакций, тормозящихся диффузией в газовой фазе, как и возможности расчета влияния диффузионного торможения и характеристики истинных кинетических закономерностей, были проиллюстрированы на некоторых примерах. Принципиальное значение имеет тот факт, что, несмотря на своеобразие поведения реакций различных кинетических типов, можно выделить ряд общих особенностей и с этим разграничить предельные области внешнедиффузионную, внутридиффузионную и кинетическую и соответствующие переходные области. [c.84]

Применение граничных условий (22) существенно упрощает рещение, поэтому с их использованием для реакций со сложной кинетикой молшо получать аналитические решения, применимые естественно, только для внутридиффузионной (но не для переходной) области протекания реакции. [c.296]

Как отмечалось, гетерогенно-каталитическая реакция может протекать в кинетической, во внешнедиффузионной, во внутридиффузионной и в соответствующих переходных областях, Этим на- [c.297]

Отметим, наконец, что во внутридиффузионной и смежных с ней переходных областях возможно существенное изменение температуры в порах, которое раньше уже рассматривалось для внешнедиффузионной области. В подобных случаях количественное описание процесса еще более осложняется. [c.311]

Опытные данные, помещенные в таблице, свидетельствуют, что реакция восстановления п-нитрофенетола иа катализаторе с размерами частиц больше 5 мк протекает во внутридиффузионной или переходной области. Кинетическая область реализуется лишь в том случае, если радиус частиц ие превышает 3—4 мк. В связи с этим параметры процесса на поверхности можно найти только путем расчета. Расчет констант скорости процесса на поверхности и к проводился по методике, описанной в работах [6, 9, 10]. По уравнениям [c.31]

Реакция восстановления при температурах выше 20°С и на катализаторе с радиусом частиц больше 3-10 см протекает во внутридиффузионной или переходной области. [c.67]

Рис. 34. Схема накопления остаточного кокса при регенерации катализатора в кинетической (а), внутридиффузионной (б) и переходной (а) областях

Необходимое количество катализатора пропорционально его активности, которая зависит от размера из-за внутридиффузионного торможения. На рис. 3.27 кривой I представлена зависимость необходимого количества катализатора от с . Область I соответствует мелким частицам и протеканию реакции в кинетическом режиме, когда количество катализатора почти не зависит от размера частиц. Во внутридиффузионном режиме III активность катализатора пропорциональна его наружной поверхности, а необходимое количество катализатора пропорционально Область II - переходная. [c.139]

Процесс во внутридиффузионной области всегда устойчив. Условия существования и устойчивости стационарного режима в области переходной между внутри- и внешнедиффузионной могут быть найдены тем же путем, что и в п. 5, с заменой кон- [c.149]

Внутридиффузионная и переходные с ней области [c.185]

Наконец, когда концентрация вещества по длине поры снижается до нуля значительно быстрее, существует область, переходная между внутридиффузионной и внешнекинетической. При этом для внешнекинетической области характерны такие условия [c.190]

ВНУТРИДИФФУЗИОННАЯ и ПЕРЕХОДНЫЕ С НЕЙ ОБЛАСТИ [c.305]

Очевидно, что области, переходные от внутридиффузионной к внутри- и внешнекинетической, по своему влиянию на селективность занимают промежуточное положение. [c.313]

При высокодисперсных катализаторах может возрасти сопротивление внешней диффузии за счет малых скоростей газового потока и реакция может перейти из внутридиффузионной области (свойственной, как правило, неподвижному слою катализатора) в область внешней диффузии, или переходную. [c.101]

На отечественных сернокислотных предприятиях двуокись серы окисляют на ванадиевых катализаторах БАВ и СВД, причем процесс на зернах промышленного размера протекает в области, переходной между внутридиффузионной и кинетической [1]. Кинетику реакции окисления 50г изучали на катализаторе БАВ [2, 3], она описывается уравнением [c.91]

При регенерации промышленного шарикового аморфного алюмосиликатного катализатора процесс протекает при низких температурах в кинетической области, при средних температурах — в переходной, а затем во внепшедиффу-зиопной области. Остаточный кокс (2% на катализатор) окисляется при высоких температурах во внутридиффузион-пой области [3.42]. При этом чем меньше расход воздуха па регенерацию, том при бо.тсс низких температурах наблюдается переход реакции из кинетической области во внешнедиффузионную. Скорость регенерации во внешнедиффузионной области практически не зависит от концентрации кислорода в газе. [c.72]

Область III на рис. 3.6 соответствует большим значениям модуля Тиле О 3). Асимптотическое решение в данной области Г] 3/ф8- При больших ф8 концентрация в центре зерна стремится к О, т. е. реакция внутри зерна протекает в небольшом приповерхностном слое. Эта область носит название внутридиффузион-ной. Область II — переходная область между кинетической и внутридиффузионной. [c.160]

В лимитируемой химической кинетикой области процесс определяется скоростью сгорания углерода в порах (внутрикине-тическая область). Реагирующий кислород диффундирует ко всем частицам кокса через зерно и, следовательно, сгорание протекает по всему объему зерна, но с различными скоростями в различных точках по радиусу зерна. Область, контролируемая массопереносом или диффузией (внутридиффузионная область), характеризуется механизмом нарастающей оболочки . Зона реакции в этом процессе движется как тонкая оболочка от внешней поверхности по направлению к центру во время протекания реакции. Скорость диффузии кислорода становится значительно меньшей, чем скорость химической реакции кокса, и лимитирует реакцию сгорания. В общем случае, однако, скорость регенерации не полностью определяется каждым из этих двух механизмов, так как обе стадии могут влиять на скорость процесса в различной степени. Когда обе стадии влияют примерно одинаково, то считают, что скорость сгорания лимитируется как химической реакцией, так и диффузией (переходная область). [c.207]

Общий ход температурной зависимости наблюдаемой скорости реакции иллюстрирует график (рис. 73, а кривая Зельдовича). Четыре линейных участка на кривой Зельдовича соответствуют последовательной реализации прн повышении температуры кинетической, внутридиффузионной, внешнекинетической и внешнедиффузионной области, а нелинейные участки между ними — переходным областям. [c.299]

При уменьшении размера зереи катализатора, увеличении радиуса пор или снижении константы скорости по сравнению с коэффициентом диффузии концентрация вещества в глубине зерна становится не равной нулю, растет фактор эффективности, и реакция переходит в область, промежуточную между внутридиффузионной и внутрикинетической. В такой области работают многие промышленные катализаторы. Математическое описание ее доступно только для реакции первого порядка и было дано выше — см. уравнение (У1-53). Обычно кинетику переходной области описывают следующим образом. На мелком зерне катализатора изучают процесс во внутрикинетической области, а затем, пользуясь тем же уравнением скорости, определяют константу при исследовании процесса на более крупном зерне кaтaлизaтqpa, применяемом в промышленности. Так экспериментально определяют коэффициент эффективности, кото- [c.310]

Вопросы теории диффузионного торможения при каталитических процессах рассмотрены в ряде научных статей и монографий -Различают три основные области протекания каталитических процессов кинетическую, внешнедиффузнонную и внутридиффузионную и соответствующие переходные области. [c.45]

Для определения области протекания реакции нами на основании результатов опытов с 2-этиптиофеном, 2-этилтиофаном и 2-бутилтиофеном, проведенных на катализаторе мелкого дробления, были рассчитаны значения факторов диффузионного торможения по методу, предложенному Розовским и Щекиным [7]. Полученные результаты представлены в табл. 3, из которой видно, что при 300—400° С реакция гидрогенолиза тиофенов и тиофанов в присутствии неизмельченного катализатора протекает во внутридиффузион-ной области. При уменьшении размеров зерен катализатора до 0,04 см реакция сдвигается в переходную область. [c.96]

Если скорость процесса определяется переносом вещества между потоком и поверхностью гранулы катализатора, то такой режим называется внешнедиффузионным. Известно, что высокотермические процессы могут иметь два устойчивых стационарных состояния — кинетический (или внутридиффузионный) и внешнедиффузионный режим. Процессы с небольшим тепловым эффектом — изо- и эндотермические — имеют область переходного режима между внешнедиффузионным и кинетическим. [c.160]

Рис. 35. Кинетика накопления остаточного кокса при неполной регенерации катализатора в кинетическо (а), внутридиффузионной (б) и переходной (в) областях

Результаты расчетов представлены в виде кривых на рис. 4.1. Границы кинетической области, которая расположена выше кривых, приведены в координатах входная температура-начальная концентрация кислорода Как видно из рисунка, выжиг кокса в кинетической области может быть реализован не для любых условий. Например, при начальной закоксованности 3% (масс.) и температурах ни ке 500 °С (при = = 10% (масс.) и Тг< 510 °С) регенерация катализатора будет проходить в области внутренней диффузии даже в атмосфере чистого кислорода. Аналогичная ситуация возникает при низких концентрациях кислорода. Так, при q = 3% (масс.) и концентрации кислорода ниже 6,5% (об.) (при 10% масс, и X <9% об.) даже при температурах 750 °С кинетические условия выжига кокса реализовать невозможно. Этот результат согласуется с выводом Ч. Саттерфилда [75] скорость горения прямо пропорциональна концентрации кислорода в окислительном газе, но так как реакция лимитируется диффузией, то влияние температуры на скорость реакции незначительно . Иногда в литературе медленную скорость удаления кокса, например, для условий qt = 6% (масс.), х = 2% (об.) и 7 = 487 °С [153] объясняют протеканием процесса исключительно в кинетической области. Однако из того факта, что скорость выжига мала, вовсе не следует, что процесс лимитируется кинетикой. Как видно из рис. 4.1, единственно возможная область протекания процесса при таких условиях-внутридиффузионная или переходная. [c.77]

С уменьшением размера пор увеличиваются 5уд и активность единицы объема катализатора. Одновременно возрастает параметр ф и, следовательно, внутридиффузионное торможение. При преобладании молекулярной диффузии и в области, переходной к кнудсеновской, 5уд сильнее влияет на активность, чем на П. т.е. с уменьшением размера пор увеличивается А . В области кнудсеновской диффузии )дф 110к=8/ЗПЕ/5уд /2ДГ/лЛГ наблюдаемая активность зерен катализатора максимальна и не зависит от размера пор, если процесс протекает в диффузионной области (рис. 2.27). [c.75]

Необходимо разграничивать процессы, протекающие в кинетической и диффузионной области. Этот вид классификации процессов сильно усложняется в гетерогенных системах, в особенности при взаимодействии компонента газовой или жидкой смеси с поверхностью твердого пористого материала. В таких процессах в зависимости от лимитирующего этапа можно наблюдать области внешнедиффузионную, переходную от внешне- к внутридиффузион-ной, внутридиффузионную (в порах твердого материала), внутреннюю— переходную и кинетическую. Такие области имеют наибольшее значение для гетерогенно-каталитических процессов. [c.35]

Подстановка в формулу (22.1) значений констант и анализ получаемого ураййенйя показали, что реакция проходит в области, переходной от кинетический к внутридиффузионной. в этом случае расчет часто проводят с применением понятия степень использования внутренней поверхности I. Величина равна отношению скорости реакции, усредненной по объему зерна, к тому значению скорости, которое получилось бы, если бы по всему объему зерна концентрации. реагентов были такими же, как у наружной поверхности зерна (по всему объему было бы с=Си—см. рис, 18.3). [c.236]