Влияние перемешивания на химические реакции

Какое влияние оказывает перемешивание на скорость протекания гетерогенной химической реакции а) во всех случаях увеличивает скорость реакции б) в некоторых случаях увеличивает скорость реакции в) не влияет на скорость реакции [c.105]

В зависимости от целевого назначения процесса перемешивания его эффективность определяется по разному. Так, если перемешивание используют для проведения химической реакции, то оценивают влияние перемешивания на выход и избирательность проводимого процесса. При приготовлении эмульсий имеет значение достигаемая однородность и стабильность эмульсии. В теплообменных процессах имеет значение повышение коэффициента теплопередачи и т. п. [c.342]

Рис. У1-29. Влияние перемешивания ожижающего агента на протекание химических реакций различного порядка.

Измерения в таком же сосуде, но с диспергированием газа в жидкости также показали, что при высокой интенсивности перемешивания скорость абсорбции пропорциональна давлению кислорода. Скорость абсорбции оставалась неизменной при использовании кобальта вместо меди (с той же концентрацией). Это свидетельствовало о независимости скорости абсорбции от скорости химической реакции и о влиянии на нее лишь скорости переноса от поверхности в массу жидкости. По данным Филлипса и Джонсона, значения киа при 600 и 4500 оборотах ъ I мин составляли около 0,044 и 0,88 eк соответственно. [c.256]

Из уравнения (VI. 171) следует, что влияние продольного перемешивания, как и при массообмене, возрастает с увеличением глубины и скорости протекающего процесса [для массообмена — Г для химических реакций ( >0)— ]. [c.249]

Рассмотрим закономерности химической технологии применительно к гомогенным процессам, т. е. влияние концентраций реагирующих веществ, температуры, давления и перемешивания на скорость процессов в газовой и жидких средах. Гомогенные процессы, как правило, идут в кинетической области, т. е. общая скорость процесса определяется скоростью химической реакции, поэтому закономерности, установленные для реакций, применимы и к процессам, идущим в газовой или жидкой среде. [c.139]

Исследование устойчивости адиабатического слоя можно распространить также на случай, при котором в потоке имеется продольное перемешивание. В работе Лин Шин-лина и Амундсона з изучалось влияние продольного перемешивания на профили температур и концентраций в случае одного или нескольких устойчивых состояний. Авторы рассматривали простую необратимую химическую реакцию первого порядка типа А В. [c.285]

Рис. У1-31. Влияние геометрических параметров псевдоожиженного слоя и размеров частиц на протекание химических реакций (А — полное перемешивание Б — идеальное вытеснение В — неподвижный слой)

Ввиду невысокой активности серной кислоты как сульфирующего агента обычно проводят процесс при повышенной температуре (80—100°С и более). Реакционная масса состоит из двух фаз, причем сама химическая реакция протекает в кислотной фазе и уже при небольшом перемешивании лимитируется скоростью химического превращения без существенного влияния диффузионных факторов. [c.330]

Сопоставление уравнений (У.ЗО) и (У.19) дает возможность предложить способ установления природы предельного тока, который, как было показано выше, может быть обусловлен либо диффузионными ограничениями (У.19), либо торможением химической стадии (У.ЗО). Если предельный ток диффузии изменяется в зависимости от скорости вращения электрода, то на предельный ток реакции перемешивание не влияет. Таким образом, если между величинами 1пр и У а> имеется прямая зависимость, то 1пр является предельным током диффузии 1/, если же с изменением величина р остается постоянно, то 1 пр является предельным током реакции р. При одновременном наложении торможений и диффузии и реакции зависимость от )/со имеет место, но она отклоняется от прямолинейной, причем тем больше, чем больше доля химического перенапряжения. Следовательно, изучив влияние перемешивания на скорость электродной реакции, можно установить природу замедленной стадии — диффузии или химического превраш.ения. [c.134]

Зависимость логарифма плотности тока от обратной температуры для трех видов поляризации приведена на рис. 192. Для процесса с концентрационной поляризацией прямые а, относящиеся к различным потенциалам, параллельны. Эффективная энергия активации не зависит от потенциала поляризации и равна 10— 12 кДж/моль. При химической поляризации прямые Ь, соответствующие различным потенциалам поляризации, располагаются веерообразно. Энергия активации электрохимической реакции понижается с ростом потенциала поляризации и при больших потенциалах, при большой скорости процесса приближается к энергии активации концентрационной поляризации. При химической поляризации энергия активации имеет тот же порядок, что и энергия активации химической реакции в растворах (40—80 кДж/моль). Действительно, при электрохимических реакциях потенциальный барьер, характеризуемый энергией активации, преодолевается не только за счет теплового движения молекул или ионов, но и за счет добавочной энергии, приобретаемой реагирующей частицей при ее прохождении через двойной электрический слой на поверхности электрода. Другим фактором, отличающим химическую поляризацию от концентрационной, является влияние перемешивания на скорость (плотность тока) электрохимического процесса. При концентрационной поляризации скорость процесса возрастает с перемешиванием особенно в области предельных токов, когда концентрация реагирующего вещества близка к нулю и лимитирующей стадией становится его доставка к электроду. Скорость электрохимических реакций с химической поляризацией не зависит от скорости перемешивания. [c.460]

Раздел Химическая кинетика и катализ охватывает вопросы, относящиеся к скорости и молекулярному механизму химических реакций, различных гетерогенных процессов, а также к влиянию на скорость внешних условий (температуры, давления, среды, перемешивания, катализаторов и т. д.). [c.6]

Протекание химических реакций в полимерах при действии механических напряжений характерно для условий переработки полимеров. Действительно, если механически перемешивать воду или бензол в какой-либо емкости, то никаких химических изменений в них не происходит. Ускоряется лишь перемещение их молекул друг относительно друга. При механическом же перемешивании полимеров (на вальцах, в смесителях, в экструдерах и др.) происходит разрыв химических связей в макромолекулах и в результате инициируются химические реакции. Механические воздействия на низкомолекулярное вещество или олигомер приводят к разрушению слабых физических взаимодействий между его молекулами, которые легко преодолеваются механическими силами. Если же молекулы той же химической природы велики (макромолекулы полимеров), то суммарная энергия слабых физических взаимодействий между звеньями макромолекул становится больше энергии химической связи в главной цепи. И тогда механическое напряжение, приложенное к полимеру, вызовет разрыв более слабой связи, которой в данном случае окажется химическая связь в цепи макромолекулы. Так произойдет химический разрыв макромолекулы под влиянием механического воздействия. Очевидно, механодеструкция будет проходить до тех пор, пока сум- [c.249]

Кинетический расчет хемосорбционных аппаратов характеризуется особенностями, которые необходимо учитывать при математическом описании и моделировании процессов массопередачи с химической реакцией. Основные трудности расчета заключаются в решении следующих задач 1) необходимо учитывать изменение не только движущей силы процесса, но и коэффициента массопередачи по высоте аппарата 2) необходимо учитывать влияние реальной структуры потоков на эффективность хемосорбционного процесса. Таким образом, в общем случае задача сводится к созданию, метода расчета, учитывающего протекание химических реакций в диффузионно-реакционном слое и в основной массе жидкости и отражающего специфическое влияние продольного перемешивания потоков на скорость хемосорбционного процесса. [c.144]

При точном анализе динамики трубчатых реакторов необходимо учитывать одновременно влияние как химических, так и физических и физико-химических процессов на динамику состава. При движении определенного конечного элементарного объема по трубке реактора в этом объеме происходит изменение состава прежде всего вследствие химической реакции. Этот процесс в основе своей сходен с процессами в реакторах периодического действия, когда интервал между заполнением и освобождением реактора равен времени, за которое частица реакционной смеси проходит через реактор. Но, кроме этого, на динамику состава влияют процессы, протекающие в жидкости при ее течении и связанные с механическим перемешиванием и диффузией. Влияние этих процессов на динамику состава в предположении ламинарного течения жидкости описано в гл. 11 и 12. Таким образом, точное решение динамики трубчатых реакторов очень сложно и до сих пор не было получено. [c.538]

Влияние УЗ на химические реакции проявляется через повышение температуры, концентрации реагентов, увеличение давления. Кроме этого под влиянием УЗ в кавитационном пузырьке могут образовываться радикалы, изменяться сольватация, разрываться водородные связи и полимерные цепи. При УЗ-обработке гетерогенной системы (твердое тело - жидкость, жидкость - жидкость) происходит дробление частиц, увеличение поверхности перемешивания, образование эмульсий с большой поверхностью контакта. УЗ в подготовке проб пищевых продуктов и объектов окружающей среды применяется для перемешивания и измельчения материалов, получения вытяжек из почв, аэрозольных фильтров, генерации реакционноспособных радикалов, очистке поверхностей посуды и электродов. В электрохимических системах применение УЗ облегчает транспорт ионов (подобно перемешиванию), удаляет пузырьки газа с поверхности, активирует электрод, улучшает качество металлических покрытий, влияет на скорость электрохимических реакций. [c.51]

Недостаточно разработаны методы расчета абсорберов с химической реакцией. Имеющиеся в литературе уравнения позволяют рассчитать локальную скорость процесса. Скорость хемосорбции и коэффициент хемосорбции сложным образом зависят от состава жидкости и газа и являются резко выраженной функцией продольной координаты (вдоль поверхности контакта фаз), что должно учитываться при расчете. Следует учитывать также влияние продольного перемешивания на скорость массопередачи, сопровождаемой химической реакцией. [c.6]

Для хемосорбционных процессов влияние структуры потоков на эффективность массообмена зависит от области протекания химической реакции. Поэтому метод аддитивности диффузионных и гидродинамических ВЕП нельзя признать в этом случае достаточно перспективным. По существу требуется найти поправочные коэффициенты, отражающие индивидуальность конкретного диффузионно-химического процесса. Использование для этого решения уравнения материального баланса с учетом протекания химической реакции и продольного перемешивания фаз уже само по себе явилось бы ответом на вопрос о влиянии структуры потоков на эффективность хемосорбционного процесса и не требовало бы привлечения принципа аддитивности. Такая задача рассмотрена в гл. 5. [c.170]

Приведенные формулы справедливы, по-видимому, лишь в определенных пределах и приводятся для характеристики влияния перемешивания на скорость химических реакций. [c.85]

Влияние различных факторов на скорость химической реакции. Скорость химической реакции зависит от природы реагирующих веществ, т. е. от их химических и физических свойств. Кроме того, на скорость реакции существенно влияют такие факторы, как концентрация реагирующих веществ, температура, давление, катализатор, интенсивность перемешивания веществ. При проектировании технологического процесса эти параметры выбирают такими, чтобы процесс протекал с максимальной скоростью. [c.229]

На этот процесс оказывают влияние равновесие и скорости химических реакций, а также диффузионная кинетика процесса. В силу указанных причин суммарный процесс зависит от свойств топлива, состава газового окислителя, температуры, давления, скорости дутья, перемешивания, конструкции и размеров газогенератора. [c.445]

В ряде работ [129 135—137 138, 1974 139 143] анализ массообмена газового пузыря с плотной фазой псевдоожиженного слоя также основывался на использовании предположения о полном перемешивании целевого компонента внутри области циркуляции газа. В работе [129] задача о массообмене газового пузыря с плотной фазой решалась с использованием модели Мюррея движения газовой и твердой фаз. В этой работе анализировалось также влияние адсорбции целевого компонента твердыми частицами на процесс массообмена между пузырем и плотной фазой, причем предполагалось, что адсорбционное равновесие между газом и твердыми частицами устанавливается мгновенно. Результаты решения задачи подобной той, которая рассмотрена в данном разделе, приводятся также в работе [135]. В работе [136] задача о диффузии целевого компонента из области циркуляции газа рассматривалась в рамках полуэмпирического подхода, основанного на использовании формулы, описывающей диффузию вещества из капли. В работе [137] решалась плоская задача массообмена при больших числах Пекле. В работе [138, 1974] задача о массообмене пузыря с плотной фазой решалась при условии, что псевдоожиженный слой имеет переменное поперечное сечение. В работе [139] рассматривался нестационарный массообмен газового пузыря с плотной фазой при наличии химической реакции в предположении, что имеет место идеальное перемешивание газа внутри пузыря и прилегающей к нему области замкнутой циркуляции газа, а число Пекле мало. В работе [143] для описания массообмена газового пузыря с плотной фазой слоя использовалась теория, аналогичная пенетрациоНной теории Хигби. [c.191]

Бейли и Тейлор [3] при исследовании реакции между марганцовокислым калием и перекисью водорода нашли, что в кислом растворе перемешивание оказывает большое влияние в области высоких концентраций перекиси. Предполагается каталитическое действие ионов марганца. Для высоких концентраций перекиси водорода эти ионы, видимо, являются очень активными катализаторами, между тем как при низких концентрациях они оказывают относительно небольшое влияние. Перемешивание задерживает местную агломераций ионов марганца. Это приводит к замедлению химической реакции. [c.682]

Наоборот, при наличии предельного тока реакции указанное явление не наблюдается, так как даже замедленная гомогенная реакция протекает в глубине диффузионного слоя, т. е. при бр б. Поэтому кратковременное изменение толщины диффузионного слоя, связанное с перемешиванием раствора, не оказывает никакого влияния на течение гомогенной химической реакции внутри диффузионного слоя или гетерогенной реакции на поверхности электрода. [c.278]

После того как на основе изучения зависимости тока от перемешивания было определено, что предельная плотность тока является плотностью тока реакции, остается открытым вопрос, гомогенная это реакция или гетерогенная. Критерий для разрешения этого вопроса также был предложен Феттером Однако протекание гомогенной химической реакции у поверхности электрода еще в пределах диффузионного слоя, как это разобрано в 68, не может зависеть от свойств поверхности электрода . В то же время скорость гетерогенной реакции очень сильно зависит от состояния поверхности. Как известно, в каталитических поверхностных реакциях малейшие следы загрязнений вследствие их адсорбции могут оказывать большое влияние на протекание реакции. [c.278]

И. С. Павлушенко, Н. Н. Смирнов и П. Г. Романков на примере нейтрализации сухой таблетированной бензойной кислоты раствором едкого натра изучили влияние перемешивания на процесс химического превращения . В исследованном ими процессе скорость превращения целиком зависит от скорости диффузии бензойной кислоты в раствор, поскольку собственно реакция нейтрализации проходит практически мгновенно. [c.165]

Растворение металла, идущее одновременно с образованием Нг из ионов Н в растворе, представляет собой случай, в котором анодный и катодный процессы протекают на одном и том же электроде. (Эти процессы называются полиэлектродными.) При этом как диффузия, так и химические процессы могут стать лимитирующими. Ранние работы по растворению амальгам натрия [7-6] в кислотах и основаниях указывают на то, что скорость реакции имеет первый порядок по Н" и приблизительно порядок /2 по концентрации натрия. Для кислых растворов эти факты объяснялись тем, что процесс лимитируется диффузией. Однако, как показали более поздние исследования [77—80], скорость растворения металлов в различных кислотах и растворителях пропорциональна концентрации недиссоциированной формы кислоты и относительные константы скорости в различных кислотах хорошо ложатся на прямую Бренстеда. По-видимому, в этом случае лимитирующей стадией является перенос протона от молекулы недиссоциированной кислоты к поверхности металла , причем реакция подвергается специфическому катализу кислотами. При растворении солей, таких, как Na l, в системах с перемешивающим устройством предполагается, что скорость реакции лимитируется диффузией, причем диффузия происходит через пограничный слой насыщенного раствора соли на поверхности кристаллов соли. Хотя подобная картина, по-видимому, является правильной для простых солей, таких, как галогеииды щелочных металлов, в случае солей металлов переменной валентности картина может быть другой. Так, например, безводный СгС1з очень медленно растворяется в воде, при этом скорость реакции не зависит от перемешивания. Было обнаружено, что небольшое количество Сг " в растворе оказывает огромное влияние на скорость реакции. Вероятно, в этом случае осуществляется перенос заряда между частицами Сг - в растворе и Сг в твердой фазе. Эти системы, по-видимому, заслуживают дальнейшего изучения. [c.557]

Исследование реакторов для систем газ—жидкость с целью их эасчета и проектирования ведется в следующих направлениях 10] изучение механизма и скорости процесса массопередачи, осложненного химической реакцией моделирование структуры потоков двухфазной системы оценка влияния продольного перемешивания на эффективность реакторов определение межфазной поверхности, удерживающей способности, перепада давления. Важным вопросом является выбор типа реактора. Сравнение коэффициентов массоотдачи по жидкой фазе для систем газ—жидкость в различных реакторах приведено в табл. 4.1 [10]. [c.83]

Результаты алкилирования в значительной мере определяются физическими факторами, так как лимитирующей стадией процесса является скорость транспортирования реагирующих веществ к поверхностн раздела фаз, где протекают основные химические реакции. Скорость транспортирования реагирующих веществ зависит от интенсивности перемешивания эмульсии кислота—углеводороды, соотношения изобутан олефины на входе в реактор и времени их пребывания в реакционной зоне, концентрации химически инертных соединений в углеводородной фазе, объемного соотношения кислотной и углеводородной фаз. Качество применяемого сырья, состав кислоты и температура реакции оказывают существенное влияние как на скорость транспортирования, так и на скорость химических превращений. [c.168]

Характер катализатора и температурного режима окислительного процесса определяет выбор тина реактора. При наличии износоустойчивого катализатора более эффективными, как правило, являются реакторы кипящего слоя,. позволяющие приближаться к оптимальному температурному режиму при отсутствии перегревов пли переохлаждений в различных зонах слоя катализатора. С большой осторожностью, после тщательного изучения, следует применять метод кипящего слоя для процессов, в которых целевым является продукт неполного окисления, например, формальдегид при окислении лметаиа или метанола. В таких случаях возможно увеличение химических потерь исходного вещества за счет вредного влияния перемешивания газовой фазы в кипящем слое, а также вследствие протекания побочных гомогенных реакций в свободном объеме, который в кипящем слое всегда больше, чем в неподвижном. [c.138]

Микрокинетические исследования позволяют определить маршруты реакций и выбрать наиболее достоверный и.з них, а также рассчитать порядок и константы скоростей реакций. Эти исследования проводят в лаборатории таким образом, чтобы изучить кинетику химической реакции в чистом виде , без влияния условий перемешивания реагентов, тепловых и диффузионных эффектов и дифференциальных, проточно-интегральных или циркуляционных реакторах. При постановке лабораторных микрокинетических исследований опыты осуществляют с использованием современных научных методов экспериментирования — направленного многофакторного эксперимента, при котором одновременно изменяют несколько наиболее существенных параметров и целенаправленно обеспечивают выход процесса в оптимальны11 режим . При проведении микрокинетических исследований обязательно применяют ЭВМ, на которой быстро просматривают все возможные решения кинетических уравнений и выбирают наиболее достоверный маршрут химической реакции при разных температурных условиях. Использование научного метода направленного многофакторного эксперимента ЭВМ резко сокращает число необходимых опытов и позволяет определить оптимальные условия течения химической реакции. В связи с этим обязательной составной частью оборудования химической лаборатории должна быть ЭВ1 [ (на рис. УН-18 аналоговая машина). - [c.483]

Реакция Бриггса — Раушера в связи с участием в ней молекулярного иода весьма чувствительна к свету. На основании измерений в проточном реакторе с перемешиванием (ППР) оптической плотности системы относительно средней интенсивности падающего света было найдено [97], что для правильного описания химических реакций необходимо учитывать влияние света, при котором проведена реакция. [c.94]

Механические перемешивающие устройства позволяют обеспечить равномерное распределение энергии в объеме аппарата и наиболее эффективно осуществить преобразование электрической энергии в механическую. Акад. Н. М. Жаворонков и член-корр. АН СССР П. Г. Романков [42] определили основные направления развития ряда производств химии и нефтехимии, поставили актуальные современные задачи по фундаментальному исследованию химических реакций и технологических процессов, их математическому описанию и созданию новых методов инженерного расчета. Для совершенствования конструкций аппаратов с перемешивающими устройствами была поставлена задача дальнейшего изучения путей интенсификации гидродинамических процессов и процессов тепло- и массообмена, углубления исследований турбулентных режимов перемешивания и влияния турбулентных пульсаций на эффективность проектируемого оборудования. Решение этих задач позволит создать единый метод расчета и выбора аппаратов с перемешивающими устройствами и разработать условия для комплексной стандартизации и унификации аппаратов, для увеличения их серийного выпуска, для повышения их технического уровня, качества и надежности [15, 16]. [c.5]

Более или менее интенсивное перемешивание ожижающего агента в псевдоожиженном слое оказывает значительное влияние на протекание химических реакций [55, 211, 212, 297, 313, 314, 328, 329, 331, 665], так как перемешивание приводит к снижению двил<ущих сил процесса, т. е. к заметному уменьшению скорости химических реакций. При этом в ряде случаев вредное влияние обратного перемешивания ожижающего агента не компенсируется увеличением степени использования внутренней поверхности катализатора (т. е. преодолением диффузионных осложнений, характерных для работы с крупными зернами катализатора в неподвижном слое). При конструировании реакторных устройств важно учесть и свести к минимуму отрицательное влияние 1знутренней циркуляции в псевдоожиженном слое. [c.214]

Наиболее значительным является влияние кинетики ионообменного процесса в отдельном зерне смолы внешне-, внутри-или смешаннодиффузионный характер кинетики, отсутствие или заметное влияние химической реакции, учет или неучет переноса за счет градиента электрического потенциала и т. п. Структура потока жидкой фазы и потока дисперсного материала (для аппаратов с движущимся или псевдоожиженным слоем ионита) также может приниматься различной в зависимости от конкретных условий организации процесса в аппаратах с псевдоожиженным слоем частиц принимается режим полного перемешивания по дисперсной фазе и режим полного вытеснения по сплошному жидкому потоку в иных условиях может учитываться нли не учитываться эффект продольного перемешивания или приниматься более сложные комбинированные модели структуры потоков. [c.256]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология