Гетерогенные некаталитические химические процессы

ГЕТЕРОГЕННЫЕ НЕКАТАЛИТИЧЕСКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ [c.95]

Все сказанное выше позволяет получить математические модели гомогенных и гетерогенных химических процессов, если выразить V в виде функций концентраций, температур и давления, пользуясь методами химической кинетики- В общем случав вид уравнения скорости /-той простой гомогенной некаталитической реакции м , имеет вид [c.71]

Газификация твердого топлива — гетерогенный, некаталитический процесс, состоящий из стадий диффузии, массопередачи и химических реакций, определяемых видом дутья. [c.51]

Химические процессы подразделяются на каталитические и некаталитические, гомогенные и гетерогенные, экзотермические и эндотермические. [c.620]

Анализ перечня факторов показывает, что чисто химические оказывают только часть общего влияния. Иногда они определяют в целом скорость процесса, например при каталитическом его осуществлении. Для гетерогенных некаталитических процессов переработки полидисперсных, полиминеральных систем оценка и выделение в отдельную группу химических факторов представляет подчас трудноразрешимую задачу. Сопряжение технологических стадий (кристаллизация — фильтрование, окисление газа—абсорбция продукта — -очистка выхлопного газа и др.) приводит к тому, что скорость процесса определяется скоростью лимитирующей стадии. [c.194]

Повышение температуры служит основным приемом перевода гетерогенных систем в гомогенные. Как отмечалось выше (гл. V), скорость гомогенных процессов выше, чем гетерогенных (некаталитических) и управление реакциями, идущими в гомогенной среде, значительно легче. Поэтому в химической технике часто применяют нагревание для растворения твердых реагентов в жидкостях или расплавления твердых веществ. [c.144]

Карбонизация растворов, т. е. насыщение их двуокисью углерода, служит типовым химическим процессом и применяется, например, в производстве глинозема методами спекания, в производстве соды и т. п. В результате карбонизации растворов появляется твердая фаза — осадок бикарбоната натрия в производстве соды, осадок гидроокиси алюминия в производстве глинозема и т. п. Таким образом, карбонизация — это многофазный и многостадийный процесс, в котором последовательно происходят диффузия СО2 в газовой фазе, абсорбция СО2, химические реакции и диффузия в растворе и, наконец, кристаллизация продукта. Карбонизация может служить примером сложного гетерогенного некаталитического процесса, происходящего при невысоких температурах сперва в системе Г-Ж, а затем Г—Ж—Т. [c.32]

Сегрегированный подход естественно применять при описании химических реакторов, в которых протекают гетерогенные некаталитические процессы в системе твердое-жидкость, твердое-газ, жидкость-газ химические процессы в вязких средах процессы, основой которых являются реакции с большой скоростью или сильно экзотермические процессы между двумя несмешивающимися, но хорошо диспергированными жидкостями. [c.8]

Рассмотрим описание гетерогенного некаталитического процесса в системе твердое тело-газ (твердое тело-жидкость). Поскольку описанию кинетики химических реакций посвящена обширная литература [6, 41], подробно этот вопрос здесь рассматривать не будем, а приведем только самые необходимые сведения. [c.95]

Гетерогенные каталитические процессы, как и некаталитические, делятся на две группы протекающие в статических условиях, т. е. при постоянном объеме, в замкнутой системе, и на протекающие в динамических условиях, в проточных системах при постоянном давлении. В технологии современной химической и особенио нефтехимической промышленности более распространен динамический метод, обеспечивающий непрерывность и устойчивость действия крупнотоннажных производств. [c.307]

Все реакции (некаталитические и каталитические) протекают, как было показано ранее, через образование промежуточных комплексов или переходных состояний. В гомогенных некаталитических процессах промежуточный комплекс состоит из исходных молекул реагирующих веществ в гомогенно-каталитических — из исходных молекул й атомно-молекулярных частиц катализатора в гетерогенно-каталитических реакциях такой комплекс образуется на границе раздела фаз и представляет собой поверхностное химическое соединение. Концентрация активного комплекса в реакциях обычно чрезвычайно мала. [c.203]

Понятие скорости химической реакции для гетерогенно-каталитических процессов имеет другой смысл, чем для некаталитических и гомогенно-каталитических реакций. Для них эта скорость определяется как количество вещества, реагирующего в единицу времени на поверхности катализатора, площадью 5, т. е. [c.206]

Принципы химической кинетики в одинаковой степени приложимы к реакциям гомогенным, гетерогенным, каталитическим и некаталитическим. Однако ряд особенностей кинетики гетерогенных процессов, по мнению некоторых исследователей, делают целесообразным их выделение в самостоятельную область кинетики, несмотря на то что общие закономерности химической кинетики при этом остаются неизменными. [c.93]

Скорость химической реакции зависит от концентрации реагирующих веществ и наличия или отсутствия катализаторов — ускорителей реакции. В связи с этим реакции подразделяются на каталитические и некаталитические. Наконец, реакции могут идти как только с участием валентно-насыщенных молекул или ионов — так называемые неценные реакции, — так и с участием свободных радикалов или атомов. В последнем случае реакции идут по цепному механизму и относятся к классу цепных реакций. В зависимости от условий протекания реакции механизм кинетических процессов меняется. Поэтому для различных условий течения реакции характерны специфически отличные кинетические законы. Это приводит к необходимости разделения кинетики на разделы кинетика некаталитических и каталитических реакций. Каждая из этих глав может быть в свою очередь разделена на кинетику нецепных реакций и кинетику цепных-реакций. Нецепные и цепные реакции могут быть как гомогенными, так и гетерогенными. Кинетика гомогенных реакций объединяет кинетику газовых реакций и кинетику реакций в растворах. Специфика гетерогенных реакций зависит как от фазового состояния системы, так и от того, в какой области (кинетической, диффузионной или переходной) протекает реакция. [c.6]

Переходя к общей оценке состояния теории подбора катализаторов, надо прежде всего отметить чрезвычайную сложность задачи предвидения каталитического действия. Это отчетливо вытекает из того, что химическая кинетика до сих пор бессильна предсказать скорость даже самых простых, некаталитических реакций. Всякий же каталитический процесс всегда сложнее, так как в этом случае в состав активного комплекса наряду с реагирующими веществами обязательно входит и катализатор. Тем не менее мы можем оптимистично оценивать перспективы развития теории предвидения каталитического действия. Основанием для этого является ясность, достигнутая теорией в трактовке сущности каталитического действия, а также быстрый прогресс методов прямого экспериментального изучения промежуточного поверхностного взаимодействия реагирующих веществ с катализатором. Интенсивное накопление этих экспериментальных данных позволит создавать обобщения, первоначально узкие, но постепенно охватывающие все более широкие области гетерогенного катализа, и предсказывать наиболее плодотворные направления поисков новых катализаторов. [c.19]

Трехфазная псевдоожиженная система, по нашему мнению, может найти широкое применение в различных областях химической технологии для процессов десорбции и абсорбции газов при извлечении сернистого газа, окислов азота, двуокиси углерода, сероводорода, аммиака, брома, компонентов дымовых, нефтяных и попутных газов и др. для осуществления реакционных (каталитических и некаталитических) гетерогенных процессов для осуществления контактного теплообмена между газом и жидкостью для мокрого [c.53]

Резюмируя успехи в области гетерогенного катализа, в одном из докладов, прочитанных в 20-х годах, Митташ говорил На вопрос о том, имеется ли существенное различие между каталитическими и некаталитическими реакциями, по моему мнению, мы должны ответить отрицательно. Для доказательства этого следует вспомнить, что и путь некаталитических реакций проходит через промежуточные ступени и промежуточные соединения. Мы ведь знаем, что и некаталитические процессы протекают не так просто, как это выражается химическими уравнениями. Уже простое соединение гремучего газа в воду протекает через ряд стадий [1.] Далее Митташ делает ссылки на Борна и Боденштейна, показавших многостадийность некаталитических реакций. [c.367]

Каждому из этих классов технологических процессов соответствует и свой характерный тип реакторов. Низкотемпературные некаталитические процессы наиболее широко применяются при обработке гетерогенных агрегатных систем газ — жидкость (Г — Ж) и жидкость — твердое (Ж — Т). Типовые реакторы для проведения низкотемпературных некаталитических процессов имеют конструкцию, аналогичную аппаратам, в которых протекают физические процессы, изучаемые в курсе процессов и аппаратов химической технологии. [c.44]

Важно подразделить реакции на каталитические и некаталитические. Каталитические реакции протекают в присутствии ускорителей или замедлителей процесса (катализаторов). Гетерогенные каталитические реакции являются основой большинства современных химических производств. [c.8]

Теория промежуточных соединений была одной из первых теорий катализа. В ней не существует принципиального различия между гомогенными и гетерогенными катализаторами, которые, вступая в химическое взаимодействие с реагирующими веществами, регенерируются после каждого цикла превращений. Скорость каждой стадии выше, чем скорость сум-марного некаталитического процесса. [c.9]

Установление возможности широкого практического применения органических соединений серы стимулировало исследования, направленные на создание рациональных способов их получения. Было предложено большое количество методов, некаталитических или с использованием гомогенных катализаторов (см., например, [10-17]). Указанные способы часто оказываются многостадийными, неселективными, к тому же они основаны на использовании дефицитного или дорогого сырья, сопровождаются образованием трудно утилизируемых отходов. Гетерогенно-каталитические методы свободны от этих недостатков и не случайно им принадлежит ведущая роль в развитии химической технологии [18]. Позднее ряд органических соединений серы начали синтезировать в присутствии твердых катализаторов, выбор которых производился эмпирически или часто по аналогии с процессами получения несернистых веществ. Такие способы в основном описаны в патентной литературе, но приведенные в ней сведения не позволяют сделать достоверные обобщения, представить себе механизм протекания процессов и сформулировать принципы подбора катализаторов. [c.4]

Химико-технологические расчеты в производстве минеральных удобрении основаны иа балансовых уравнениях химических реакций обменного разложения или окислительпо-восстаповительных гетерогенных некаталитических процессов. В производстве фосфорной кислоты степень разложе1Н1я фосфата серион кислотой характеризуется коэффициентом разложения [c.172]

Часть II — Производство неорганических веществ и часть III — Производство органических веществ составляют по 12 печатных листов каждая. Однако мы считаем, что в лекциях нет необходимости излагать весь материал, изложенный во II и III частях. На каждом факультете в качестве примеров целесообразно рассматривать лищь те производства, которые будут наиболее полезны студентам соответствующих специальностей (по выбору кафедры). Важно, чтобы в числе этих производств были описаны основные типы химических процессов и аппаратов высокотемпературные, каталитические, низкотемпературные некаталитические в гомогенных и гетерогенных средах, а также электрохимические. На примерах этих производств должны быть показаны также различные виды технологических схем, представляющих собой взаимосвязь отдельных химических и физических процессов. [c.5]

Е. А. Шилов затронул вонрос, который для каталитической конференции имеет особо важное значение что называется катализом Я думаю, что точка зрения, согласно которой к катализ нужно относить лишь те случаи, когда катализатор не участвует в реакции, устарела. Если ей следовать, то можно будет лишь редкие частные случаи отнести к каталитическим явлениям. Также устарела точка зрения, что во время реакции катализатор остается неизменным. Действительно, в наиболее типичных случаях катализатор после реакции оказывается с тем же хи мическим составом, как до нее, но это не исключает участия его в химических процессах в промежуточных стадиях. Например, если при гидроге низации на поверхности катализатора адсорбировался атом водорода, то затем с нее десорбируется другой атом с другой точки новерхности. Нельзя говорить о том, что данный участок катализатора при этом не принимал участия в реакции и не изменился в химическом смысле. Если мы примем во внимание подвижность адсорбированных атомов на поверхности, то, с точки зрения прежних представлений, должны вообще отрицать существование гетерогенного катализа и относить его к некаталитическим реакциям. Тогда вообще катализ, как классификационный признак химических процессов, теряет смысл и содержание. Говорить о неизменности катализатора в ходе реакции можно лишь в макроскопическом смысле (а не но отношению к отдельным молекулам), да и то далеко не всегда. [c.275]

В практикуме рассматриваются основные типы химико-технологических процес-/ сов — гомогенных и гетерогенных, некаталитических и каталитических, электрохимии-, ческпх и соответствующих им реакторов. При изучении отдельных производств, имею-/ щих наиболее валяное народнохозяйственное значение, особое внимание уделяется типовым процессам, конкретизирующим основные закономерности химической техно- I логи л. Наибольшее внимание в 3-м издании обращено на исследование автоматизи-( роваиных реакторов с применением ЭВМ, а также современных контролыю-измери< тельных приборов и новых методов для определения различных свойств материалов. [c.2]

Главной задачей курса является изучение основных закономерностей химической технологии, общих для большинства химических производств и для процессов металлургической, целлюлозно-бумажной, силикатной промышленности и переработки топлива. Изучение основных типов химико-технологических процессов — гомогенных и гетерогенных, некаталитических и каталитических, электрохимических и соответствующих реакторов — сочетается с рассмотрением конкретных химических производств, имеющих наиболее важное народнохозяйственное значение. При изучении отдельных производств особое внимание уделяется типовым процессам, кoнкpeтизиpyющи vI основные закономерности химической технологии. В лекционном курсе и лаборатории студентам даются также сведения о конструкционных материалах, применяемых при изготовлении химических реакторов. [c.3]

Дальнейшее развитие учения о катализе шло как по пути накопления экспериментальных данных, разработки способов приготовления активных катализаторов, открытия и изучения новых каталитических процессов, внедрения катализа в химическую промышленность, так и по пути развития теории гетерогенного катализа. Однако успехи теоретиков были значительно более скромными, чем успехи экспериментаторов. И это не случайно. Хотя принципиальной разницы между каталитическими и некаталитическими процессами нет, и те и другие подчиняются основным законам химической кинетики, в обоих случаях система реагирующих веществ проходит через некоторое особое, обладающее повышенной энергией активное состояние, в гетерогенных каталитических реакциях наблюдаются специфические особенности. Прежде всего появляется твердое тело, от свойств и состояния которого существенно зависят все явления в целом. Поэтому не случайно, что успехи теории гетерогенного катализа неразрывно связаны с развитием теории твердого тела. Поскольку процесс идет иа поверхности, знание строения поверхности катализатора оказывается решающим для развития теории катализа. Отсюда вытекает тесна я связь развития теории катализа с развитием экспериментального и теоретического изучения адсорбционных явлений. Сложность кетероген-ных процессов, присущие им специфические черты, приводят к тому, что теоретические исследования в этой области не завершилась еще построением теоретических концепций, на базе которых можно было бы обобщить имеющийся фактический ма-териал. Пока можно только говорить о наличии нескольких теорий, в первом приближении обобщающих те или иные экс- периментальные данные. [c.294]

Оригинальная концепция гетерогенного зарождения цепей И, действия ингибиторов в термическом крекинге алканов была развита в последние годы [108, 65]. Согласно этой теории, зарождение цепей происходит на стенках реакционного сосуда путем необратимого распада молекул алкана на радикалы с выбросом последних в объем, где развиваются цепи. Эти необратимые химические реакции алкана с поверхностью обусловлены наличием свободных валентностей на некаталитических стенках, подобных кварцевой поверхности. В результате этого химического взаимодействия алкана со свежей поверхностью в начальной стадии возникает в зоне крекинга концентрация свободных радикалов, превыщающая равновесную. Это определяет более высокую скорость в начале крекинга. Начальная стадия крекинга протекает как неравновесная, при этом некаталитическая поверхность выступает на положении инициатора цепного распада. Однако по мере протекания реакции свободные валентности поверхности закрываются и стенки утрачивают свою химическую активность. Вследствие этого концентрация радикалов уменьшается довольно быстро до квазистационарной, а скорость к )екинга резко падает и затем изменяется по закону реакций первого порядка. На этих более глубоких стадиях крекинга стенки способны только к участию в обратимых процессах диссоциации молекул алканов и рекомбинации образованных радикалов, в результате которых устанавливается квазиравковесная концентрация радикалов, определяемая тер- [c.54]

В случае неравновесного потока необходимо учитывать ряд новых процессов передачи химической энергии, которые не учитываются в равновесных потоках или при течении идеального газа. В частности, при взаимодействии неразрушаемой поверхности с потоком существенными оказываются ее каталитические свойства. Несмотря на то, что о значительном влиянии гетерогенной рекомбинации на теплообмен при гиперзвуковых скоростях полета стало известно еще в 50-е годы [17], проблема описания гетерогенных каталитических процессов в гиперзвуковых потоках остается актуальной и в настоящее время. По сравнению с кинетикой гомогенных реакций механизм и скорости процессов, определяющие взаимодействие газа с поверхностью гораздо менее изучены и выражены количественно. Тем не менее, понимание и контроль за этими процессами имеют решающее значение для разработки и создания теплозащитных систем, применяемых при входе космических аппаратов в атмосферу планет. Так, если отличие в тепловых потоках для различных моделей гомогенных химических реакций достигает 25 %, то тепловые потоки, полученные при различных предположениях о каталитических свойствах поверхности, отличаются значительно больше. Тепловой поток к лобовой поверхности аппарата может быть снижен за счет использования некаталитического покрытия в несколько раз на значительной части траектории спуска, включая область максимальных тепловых нагрузок. [c.7]

Наши результаты и выводы были затем подтверждены в Институте химической физики [9]. В настоящее время указанная зависимость стала важным критерием для суждения о наличии гетерогенно-гомогенного механизма во всех газофазных некаталитических реакциях. Недавно этот критерий был использован в нашей лаборатории для выяснения наличия такого механизма в реакциях жидкофазной полимеризации [10], радикально-цепной характер которых сравнительно давно уже известен. Как и следовало ожидать, кинетика этих жидкофазных реакций весьма сильно зависит от природы и состояния стенок, на поверхности которых идет зарождение и обрыв радикальноцепного процессами]. [c.36]

Связь между уровнем развития экспериментальных методов и исследованием структурно-кинетических закономерностей наиболее ярко проявилась при анализе реакций линейной поликонденсации, довольно слабо изученных в 40 — начале 50-х годов. Сложность экспериментального изучения этих реакций обусловила специфический подход химиков к рассмотрению в них структурнокинетических закономерностей. Поэтому, говоря о реакциях поликонденсации, нам придется рассмотреть гомогенные и гетерогенные каталитические и некаталитические процессы. При анализе исследований структурно-кине-тических закономерностей на большинстве объектов органической химии в 40—50-е годы можно выделить два историко-химических этапа. [c.11]

Дальнейшее развитие учения о катализе шло как по пути накопления экспериментальных данных, разработки способов приготовления активных катализаторов, открытия и изучения новых каталитических процессов, внедрения катализа в химическую про-мышленяость, так и по пути развития теории гетерогенного катализа.. Однако успехи теоретиков были значительно более скромными, чем успехи экспериментаторов. И это не случайно. Хотя принципиальной разницы между каталитическими и некаталитическими процессами нет, и те и другие подчиняются основным законам химической кинетики, в обоих случаях система реагирующих веществ проходит через некоторое особое, обладающее повышенной энергией активное состояние, в гетерогенных каталитических реакциях наблюдаются специфические особенности. Прежде всего появляется твердое тело, от свойств и состояния которого [c.276]

Основой анализа и расчета любого процесса химической технологии яйляется знание его кинетических закономерностей. При решении разнообразных инженерных задач для ионообменных процессов в химической технологии наиболее сложным и наименее изученным вопросом является правильный учет его кинетики. Это объясняется многостадийностью некаталитического гетерогенного процесса физико-химического превращения вещества, протекающего на ионообменных смолах. В связи с этим целесообразно проанализировать и сравнить описание кинетики ионного обмена с учетом различных физико-химических факторов с целью обоснования их использования при расчете и моделировании ионообменного изотермического реактора полного смешения [ ]. [c.88]