Процессы, протекающие во внешнедиффузионной области

Экзотермические процессы, протекающие в стационарном слое катализатора, в условиях идеального вытеснения всегда устойчивы, за исключением случая протекания процесса во внешнедиффузионной области 305-308 изучении процесса парофазного каталитического окисления нафталина в Проточно-циркуляционной системе и в длинных слоях катализатора были получены совпадающие результаты Это говорит о том, что процесс парофазного каталитического окисления нафталина протекает в кинетической области. Отсюда следует, что процесс, проводимый в стационарном слое катализатора, характеризуется устойчивым режимом. [c.117]

После окисления определенной доли первоначального количества кокса при высоких температурах (900-1200"С) скорость процесса начинает меняться со временем, что, очевидно, является следствием изменения кинетического режима [3,48]. Экспериментальными данными подтверждено, что в этих температурных условиях реакция окисления кокса протекает во внешнедиффузионной области увеличение диаметра зерна кокса (следовательно, уменьшение внешней поверхности зерна), скорости газового потока и концентрации кислорода в газе приводят к увеличению скорости окисления кокса, а рост температуры, хотя и увеличивает скорость реакции, влияет на нее слабо. [c.75]

Процесс протекает во внешнедиффузионной области. [c.95]

Найденные этим методом значения констант т = 0,76 Е = 13,4 кДж/моль о=1,0-10 г-с-о,24, -2,76 подтверждают выводы о том, что процесс окисления кокса при 700 —1400° С протекает преимущественно во внешнедиффузионной области. Решение системы уравнений (4.7) с полученными константами приведено на рцс. 4.10. [c.99]

Энергия активации, полученная по опытным значениям констант, будет лежать в пределах 10-ь20 кДж/моль (гетерогенно-каталитический процесс протекает во внешнедиффузионной области). kR [c.652]

В случае высоких скоростей реакции и большого внутридиффузионного торможения (Ф -> >) или для катализаторов с неразвитой пористой структурой реакция протекает на наружной поверхности во внешнедиффузионной области. Такую модель использовали для расчета реактора окисления нафталина и о-ксилола [239]. Установлено, что с переходом реакции во внешнедиффузионную область вследствие большой энергии активации желаемой реакции селективность процесса увеличивается. [c.175]

В промышленности процесс гидрирования окислов углерода протекает во внешнедиффузионной области. С увеличением давления скорость гидрирования возрастает. [c.403]

Из вышеизложенного следует, что большинство процессов каталитического гидрирования протекает во внешнедиффузионной области с коэффициентом массоотдачи, пропорциональным линейной скорости примерно в степени 0,5. Уравнение переноса вещества в слое катализатора (при условии, что равновесная концентрация примеси с 0) имеет вид [c.406]

Полученное значение критерия В1 показывает, что процесс ионного обмена протекает во внешнедиффузионной области. [c.283]

В этом слз ае скорость процесса определяется массопередачей реагента из потока к внешней поверхности катализатора, для которой Сд от —> 0. Процесс протекает во внешнедиффузионной области. [c.676]

Во внешнедиффузионной области протекают прежде всего процессы на высокоактивных катализаторах, обеспечивающих быструю реакцию и достаточный выход продукта за время контакта реагентов с катализаторами, измеряемое долями секунды. В этом случае нецелесообразно применять пористые зерна с высокоразвитой внутренней поверхностью, а нужно стремиться развить наружную поверхность катализатора. Так, при окислении аммиака на платине последнюю применяют в виде тончайших сеток (см. гл. 3, стр. 159), содержащих более тысячи переплетений платиновых проволочек на 1 см площади сетки. Серебряные сетки или мелкие частицы (крупинки) серебра применяют при окислении метанола в формальдегид, изопропилового спирта в ацетон. [c.27]

При температурах, характерных для производства, скорость превращения метанола в формальдегид лимитируется подводом реагентов к поверхности зерен катализатора, т. е. процесс протекает во внешнедиффузионной области. Однако для понимания особенностей реакции в чистом виде) без влияния диффузионных затруднений, полезно рассмотреть и ре- [c.39]

На этих окислах, в зависимости от температуры, аммиак окисляется в различные продукты при низких температурах (100—400° С) образуются закись азота и азот, а при высоких (около 700° С) — окись азота и азот. Различаются и условия осуществления реакции низкотемпературные процессы протекают во внутри-диффузионной (или кинетической) области, а высокотемпературные — во внешнедиффузионной. Поэтому эти две группы процессов целесообразно рассмотреть отдельно. [c.250]

Активная фаза кипящего слоя распадается, таким образом, на две фазы с различными кинетическими и гидродинамическими режимами — промежуточную (газ в плотном слое в промежутках между частицами) и приповерхностную (вещество, находящееся в порах частицы или сорбированное на активной поверхности). Химические превращения протекают только в приповерхностной фазе. Гидродинамический режим промежуточной фазы близок к идеальному вытеснению, а смешение реагентов в приповерхностной фазе определяется интенсивностью движения твердых частиц катализатора. Выше (п. 7) мы уже встречались с ситуациями, при которых гидродинамический режим одной из фаз не влияет на ход процесса. В кипящем слое перемешивание приповерхностной фазы не влияет на гидродинамический режим процесса, во-первых, во внешнедиффузионной области протекания реакции и, во-вторых, при слабой адсорбции реагентов на поверхности твердых частиц. [c.224]

При проведении сложных реакций, для которых важна избирательность действия катализаторов, переход процесса во внутреннедиффузионный режим может весьма отрицательно отразиться на выходе целевого продукта. Тут так же, как и во внешнедиффузионной области, существует различие между чувствительностью к такому переходу реакций, идущих в виде нескольких параллельных стадий, и реакций, протекающих через цепь последовательных стадий. Для первых переход во внутреннедиффузионную область относительно мало сказывается на избирательности. Примером таких реакций может служить каталитическое окисление этилена в окись этилена на пористом серебряном катализаторе [174]. Хотя процесс протекает явно во внутреннедиффузионном режиме, избирательность от этого не изменяется, так как процессы окисления этилена до окиси этилена и до углекислоты происходят при умеренных температурах параллельно, и окись этилена достаточно устойчива в условиях нормального режима катализа. [c.155]

Если каталитической процесс в неподвижном слое протекает во внешнедиффузионной области, анализ вопроса значительно усложняется. При переходе к псевдоожиженному слою массовый поток увеличивается, согласно работе [4]. Однако во внешнедиффузионной области скорость химического превращения зависит от концентрации реагента у поверхности Сп и температуры поверхности (через константу к), которые нам неизвестны. В стационарных условиях имеет место следующее соотношение [c.349]

В общем случае для фиксированного значения 0ад существует критическое значение екр, которое определяет условия перехода из кинетической области во внешнедиффузионную и обратно. Если в данной системе е < 8кр, то процесс осуществляется во внешнедиффузионной области, и обратно. При переходе о г осуществления процесса в неподвижном слое к псевдоожиженному слою необходимо обеспечить такие условия, чтобы величина е превысила екр (0ад в обоих случаях одинаковы). Как видно из определения е и соотношения (4), при таком переходе е изменяется больше чем на порядок. Во многих случаях такого изменения, но-видимому, будет достаточно для того, чтобы процесс в нсевдоожиженном слое протекал в кинетической области. [c.350]

Опыты по окислению кокса, проведенные на катализаторах с шариками диаметром 2—3, 3—4 и 4—5 жм. при расходе воздуха 200 об об и температуре 600°, показали независимость скорости окисления кокса от размера шариков (рис. 2). Это также подтверждает, что процесс протекает во внешнедиффузионной области. [c.177]

Если же процесс протекает во внешнедиффузионной области ( //J2->-0), продукт В из-за низкой скорости глассопередачи не успевает диффундировать в поток и практически целиком вступает в реакцию с образованием побочного продукта D. Избирательность з этом случае будет близка к нулю. Таким образом, в случае протекания процесса во внешнедиффузионной области увеличение интенсивности массопереноса путем повышения линейной скорости потока или перемешивания (см. разд. 5.2) не только интенсифицирует процесс в целом, но и повышает избирательность. [c.84]

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]

Было установлено что теоретически облака и кильватерные зоны могут легко перекрывать друг друга. Если = 0,4 и / = = 0,5, то применительно к гидродинамическим следам искомая доля составит 0,2. Если кажупщеся константы скорости реакции, протекающей во внешнедиффузионной области, уменьшатся в 10 раз, то они все еще будут оставаться весьма значительными г например, для частиц размером 100 мкм (d = 10 см) кажущаяся константа скорости понизится от 3 -10 до 3 -10 с . В этом случае реакция будет протекать в пузыре и его гидродинамическом следе (или облаке). Какой процесс будет лимитировать скорость превращения реагента в гидродинамическом следе (или облаке) зависит от конвективного и диффузионного потоков. [c.313]

Формально такое же уравнение справедливо и для внешнедиффузионного режима, так как в этом случае скорость процесса также пропорциональна объемной концентрации кислорода и не зависит от закоксованности катализатора. Однако если процесс протекает во внешнедиффузионной области, наблюдаемая константа скорости сильно зависит от гидродинамических условий и слабо — от температуры (см. главу VIII). [c.307]

Внешнедиффузионная область — зона протекания быстрой реакции первого порядка. Основное сопротивление процесса сосредоточено в газовой фазе. Для этого случая хемосорбцию можно рассчитывать как физтескую абсорбцию легкорастворимых газов. Процесс может протекать во внешнедиффузп-онной области только при высоких концентрациях свободного аммиака в растворе. Условием существования данной области является выполнение неравенства [c.102]

Оценка влияния диффузионных эффектов в эмульсионной полимеризации. Обычно математическое описание кинетики процесса эмульсионной полимеризации сводят либо к детерминированной кинетической модели [15—22], либо к модели, основанной на вероятностных представлениях [23—281. В основе этих подходов лежит допущение о том, что скорость постзшления мономера к по-лимер-мономерным частицам превосходит скорость полимеризации в последних, т. е. процесс протекает в кинетической области. Экспериментальной и теоретической проверке этого положения в эмульсионной полимеризации уделялось сравнительно мало внимания. Влияние диффузии на скорость полимеризации может быть значительным, когда скорость полимеризации в частицах превосходит скорость поступления мономера к нолимер-моно-мерным частицам (внешнедиффузионная область) и скорость диффузии мономера и радикалов внутри частицы (внутридиффузион-ная область). Одними из немногих работ, где делается попытка получить качественные и количественные оценки диффузионных явлений в эмульсионной полимеризации, являются работы [29, 30]. Автор работы [30] получает скорость максимального диффузионного потока к поверхности частицы в виде [c.146]

Режимы окислительных процессов также разнообразны. Окисление аммиака на платине и метанола на серебряном катализаторе — примеры внешнедиффузионной области процесса. Внутридиффузион-ный режим характерен для процесса окисления сернистого газа на ванадиевых катализаторах. Ряд окислительных процессов протекает в кинетической области, особенно если они происходят в кипящем слое катализатора. [c.137]

Ройтером с сотрудниками [118, 123, 125] подробно исследовано влияние макрофакторов на избирательность процесса окисления нафталина на плавленой пятиокиси ванадия. Этот катализатор обладает значительной внутренней поверхностью, труднодоступной для газов вследствие большой извилистости и малого диаметра пор. Процесс протекает, в основном, во внутридиффузионной области, переходя при температуре выше 400° С во внешнедиффузионную область с резким разогревом катализатора. Внутри пор катализатора вследствие затруднения диффузионного обмена и увеличения времени контакта образующийся из нафталина фталевый ангидрид окисляется до конечных продуктов СО и НаО, что приводит к снижению избирательности по фталевому ангидриду. [c.179]

Значительное внешнедиффузионное торможение наблвдается в реакторах паровоздушной конверсии, где процесс протекает при температуре ЭОО-ЮОО°С и набдвдромая скорость реакции на зерне достаточно высокая, хотя процесс идет в глубокой диф рузионной области. [c.77]

Гидрирование со i. СО . 15ак уже отмечалось, в большинстве случаев процессы каталитического гидрирования вследствие низкой концентрации реагентов и высокой наблвдаемой скорости реакции на зерне протекают во внешнедиффузионной области. Некоторое влияние оказывает внутридиффузионное тормоаение. Уравнение переноса веществ о слое катализатора в предположении, что реакции гидрирования со в идут до конца и не зависят друг от друга имеют вид [c.209]

При регенерации промышленного шарикового аморфного алюмосиликатного катализатора [125, 126] процесс протекает прн низких температурах в кинетической области, при средних температурах в переходной, а затем во внешней диффузионной области. Остаточный кокс (20—25% масс, от исходного содержания, равнога 2% масс, на катализатор) окисляется при высоких температурах, во внутренней диффузионной области (рис. 4.44). Причем, чем. меньше расход воздуха на регенерацию, тем при более низких температурах наблюдается переход реакции из кинетической области во внешнедиффузионную. Протекание регенерации при низких температурах в кинетической области подтверждается полученными значениями эффективной энергии активации окисления кокса, равной 144,9 кДж/моль. Близкие к этому значения были получены ранее для кинетической области окисления кокса [127, 128]. [c.151]

В критерий Био входит отношение величин Р и D , характеризующих скорости внешней и внутренней диффузии. Поэтому данный критерий имеет важное значение для анализа процессов массопередачи с участием твердой фазы. При малых значениях Bi скорость массопередачи определяется скоростью внешней диффузии, или, как говорят, процесс протекает во внешнедиффузионной области, а при больших значениях Bi — скоростью внутренней диффузии (внутриди узионная область). [c.432]

Кинетический фактор связан с особенностями механизма и кинетики протекающего процесса. В реакции окисления аммиака 4ЫНз + 5О2 = 4М0 + 6Н2О стехиометрическое соотношение реагентов О2 МНз = 1,25. Реакция протекает во внешнедиффузионной области и лимитируется переносом аммиака - его концентрация у поверхности мала. При стехиометрическом соотношении реагентов смесь аммиака с воздухом будет содержать 14% МНз и 17,5% О2. Допустим во внешнедиффузионном режиме степень превращения аммиака на поверхности катализатора = 0,99. Поверхностные концентрации реагентов примерно одинаковы Ср Нзп 4 (1 - 0,99) = 0,14%, = = 17,5 - 1,25 (14 0,99) = 0,17% и в этих условиях МПз окисляется в ос-новном до N2- Необходим избыток кислорода, вытесняющий аммиак с поверхности катализатора, тогда окисление будет протекать преимущественно до N0. Если же использовать соотношение О2 МНз = 1,8, те. в аммиачно-воздушной смеси будет содержаться 10% NHз и 18% О2, то в этом случае концентрации реагентов на поверхности катализатора будут другими Ср Нзп 0,1%, [c.300]

Во внешнедиффузионной области концентрации исходных веществ на поверхности много меньше, чем в объеме, следовательно, у поверхности катализатора будет мало как аммиака, так и кислорода. В этих условиях окисление будет протекать в основном до азота. Если обеспечить значительный избыток кислорода у поверхности, вытесняющий с нее аммиак, его окисление будет более глубоким — до N0. Влияние соотношения О2 NHз в потоке на выход N0 показан на рис. 6.49. При соотношении О2 NHз более 1 1,8 селективность процесса практически не меняется. Из уравнения (6.18) можно оценить, что при = 0,01 С) у поверхности будет более чем 50-кратный избыток 2, что и обеспечит высокую селективность реакции. Соотношение О2 NHз = 1 1,8 отвечает содержанию в азотоводородной смеси 10% NHз, которое используется в промышленности (см. также разд. 5.6.2). [c.415]

Кинетический фактор обусловлен особенностями механизма и кинетики протекающего процесса. В окислении аммиака 4NH3 + 5О2 = 4NO + 6Н2О стехиометрическое соотношение реагентов 02 КНз = 1,25. Реакция протекает во внешнедиффузионной области и лимитируется переносом аммиака -его концентрация у поверхности катализатора мала. При стехиометрическом соотношении реагентов также мала будет концентрация кислорода. В этих условиях NH3 окисляется в основном до N2. Необходим избыток кислорода, чтобы он вытеснил аммиак с поверхности катализатора, и тогда последний окисляется преимущественно до NO. Необходим избыток кислорода, [c.249]

Вьш1е 220°С на промышленных гранулах процесс описывается уравнением первого порядка и протекает во внутреннедиффузионной области, при повышении температуры до 300°С-во внешнедиффузионной области. [c.126]

На основании аналогии механизмов массо- и теплопередачи мы можем сразу сделать вывод о величине разогрева поверхности в кинетической и внешнедиффузионной областях протекания реакции (соответственно, на нижнем и верхнем температурном режиме). В кинетической области процессы переноса массы и тепла протекают гораздо быстрее, чем сама химическая реакция поэтому все тепло реакции успевает отводиться и разогрев поверхности Тр— 7/ равен нулю. Чтобы найти разогрев активной поверхности во внешнедиффузионной области, подставляеы [c.138]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология