Управление гетерогенными реакциями

Применимы ли закономерности, установленные для управления гетерогенными реакциями, к гетерогенным каталитическим реакциям [c.71]

УПРАВЛЕНИЕ ГЕТЕРОГЕННЫМИ РЕАКЦИЯМИ [c.44]

Предметом химической кинетики является изучение факторов, определяющих развитие реакций во времени. Значение химической кинетики возрастает в связи с интенсификацией металлургического производства (применение кислородного дутья, восстановление во взвешенном состоянии, непрерывные процессы). Кинетические данные необходимы для расчетов агрегатов и автоматизации управления ими. Наряду с этим кинетика имеет большое научное значение, так как она дает общие методы выяснения механизма реакций, начиная от обычных химических превращений до процессов, происходящих в звездах, и явлений наследственности в живых организмах. Целесообразно сначала рассмотреть кинетику гомогенных реакций, а затем гетерогенных, совершающихся в многофазных системах. [c.231]

Управление гетерогенными каталитическими реакциями опирается кроме общих закономерностей, также на закономерности управления гетерогенными реакциями. Среди каталитических реакций, проводимых в промышленности, особенно большое место занимают реакции между газами при участии твердых катализаторов (газовые гетерогенно- каталитические реакции), которые в дальнейшем и будут рассмотрены подробнее. [c.71]

Применение закономерностей управления гетерогенными реакциями. Газовые гетерогенно-каталитические реакции включают по крайней мере следующие стадии перенос реагентов из газовой фазы к поверхности катализатора, химические стадии на поверхности катализатора, десорбция продуктов реакции с поверхности и перенос молекул продуктов реакции от поверхности катализатора в газовую фазу. Каждая из стадий протекает со скоростью, подчиняющейся особым законам. Одни законы управляют скоростью перемещения молекул и газовом объеме, другие — скоростью физической адсорбции, третьи — [c.71]

Уменьшение размеров коллоидных частиц до молекул приближает микрогетерогенные коллоидные растворы с максимально развитой поверхностью к истинным, т. е. их можно считать гомогенной системой, тогда как суспензии (например, глина, взмученная в воде, известковое молоко и др.) и эмульсии (например, мельчайшие капли масла в воде) относятся уже к гетерогенным системам. В гомогенных системах реакции, как правило, проходят гораздо быстрее, чем в гетерогенных. Даже при тщательном перемешивании двух несмешивающихся жидкостей число столкновений молекул взаимодействующих веществ несравнимо меньше, чем в гомогенных системах. Осуществление и управление гомогенными процессами значительно облегчается. Поэтому многие промышленные процессы включают в качестве этапа гомогенный химический процесс (реакцию) в газовой или жидкой фазе. За последние годы созданы новые технологические процессы с высокоэффективными гомогенными катализаторами, которые обеспечивают сильное ускорение химических реакций. [c.134]

IV период в истории химии характеризуется еще одной важной особенностью— созданием на грани XIX и XX вв. гетерогенно-каталитиче-ского органического синтеза, который коренным образом изменил способы получения химических материалов. Обладая принципиально новыми возможностями активации реагентов, он вовлек в химическую переработку новые богатейшие источники нефтяного углеводородного сырья, оставив традиционное сырье растительного и животного происхождения лишь для мелкомасштабного препаративного синтеза Располагая большими возможностями управления ходом реакций, он [c.653]

Применение закалки в случае гетерогенно-гомогенных каталитических процессов, как это следует из данных по окислению метана [7, 8], аммиака и водорода,— весьма действенный рычаг управления ходом реакции. В качестве примера можно привести тот факт, что нами обнаружена целая группа катализаторов, окисляющих метан в формальдегид с высокой избирательностью. Однако эти же катализаторы при испытании их в обычных реакторах, широко используемых ныне для испытания катализаторов, особых каталитических свойств не проявляют, ибо основным продуктом реакции становятся СОг и НгО. [c.68]

Исследуем динамические свойства систем автоматического регулирования с линейным ПД-регулятором, описываемым уравнением (V- ), на примере управления гетерогенным необратимым термохимическим процессом в кипящем слое, для которого справедливо одно из дифференциальных уравнений псевдогомогенной модели процесса, приводимое в главе II. Можно показать, что основные особенности управления рассматриваемым классом гетерогенных необратимых процессов характерны для всех термохимических гетерогенных процессов в кипящем слое. Разберем подробно управление процессом, лимитируемым константой скорости реакции. [c.213]

Теория неорганич. К. а. представляет собой учение об управлении равновесиями реакций и рассматривает гомогенное, гетерогенное и окислительно-восстановительное равновесие, а также кинетику соответствующих процессов применительно к задачам К. а. [c.252]

Процессы такого рода особенно характерны для нашего времени и с ними в первую очередь связано будущее катализа. Для управления такими реакциями на научной основе и для изыскания новых реакций и катализаторов этого типа наши сведения о механизме каталитических процессов явно недостаточны. Здесь требуются новые целеустремленные экспериментальные исследования и новые идеи и обобщения как применительно к элементарным актам катализа, так и к механизмам и законам сопряжения и объединения этих актов в единый слитный процесс. Это одинаково справедливо для гетерогенного и гомо] енного катализа. Во втором случае исследовательская задача проще и сделано больше, но, как показывает изучение самого совершенного из существующих — биологического катализа, в этом случае основные процессы микрогетерогенны. [c.5]

В промышленности преимущественно проводятся гетерогенные реакции. Для управления ими необходимо знать закономерности, которые определяются их специфическими свойствами. [c.44]

В книге собраны и подробно изложены основные сведения, необходимые для оптимального проектирования химических реакторов и управления ими. В ней приведены основы расчетов и оптимизации химических реакторов рассмотрен вопрос о распределении времени контактирования и перемешивании в непрерывных проточных реакторах, описаны химические реакции в гетерогенных системах. [c.4]

Гомогенными называются такие процессы, в которых все реагирующие вещества находятся в одной какой-либо фазе газовой (Г), твердой (Т), жидкой (Ж). В гомогенных системах взаимодействующих веществ реакции происходят обычно быстрее, чем в гетерогенных, механизм всего технологического процесса проще и соответственно управление процессом легче, поэтому технологи на практике часто стремятся к гомогенным процессам, т. е. переводят твердые реагирующие вещества или по крайней мере одно из них в жидкое состояние плавлением или растворением с той же целью производят абсорбцию газов или конденсацию их. [c.36]

В свою очередь, результаты химической кинетики составляют научный фундамент синтетической химии и химической технологии. Разработанные в кинетике способы воздействия на реакцию используются для управления химическим процессом и создания кинетических методов селективного получения химических соединений. Приемы замедления (ингибирования) химических процессов используют для стабилизации веществ и материалов. Кинетическое моделирование применяют для прогнозирования сроков службы изделий. Кинетические параметры реакций веществ, содержащихся в атмосфере, используют для прогнозирования протекающих там процессов, в частности образования и распада озона (проблема озонного слоя). Кинетика в качестве важной составной части входит в фотохимию, электрохимию, биохимию, радиационную химию, гетерогенный катализ. [c.17]

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]

Вопрос о месте и путях образования продуктов имеет первостепенное значение как для подбора катализаторов, так и для выбора путей управления процессом. Совершенно очевидно, что закономерности гетерогенно-гомогенных реакций могут существенно отличаться от таковых для гетерогенных процессов. Поскольку в литературе существуют разные точки зрения по этому вопросу, а экспериментальный материал довольно ограничен, мы задались целью прежде всего узнать место образования продуктов реакции на различных объектах с применением независимых методов исследования. Для этого изучались реакции окисления спиртов, этилбензола, кумола и циклогексана на металлических и окисных катализаторах. [c.85]

Из этого краткого изложения видно, что основы цепной теории при перенесении ее на гетерогенный катализ нисколько не изменились. Следовательно, эта теория остается единым целым, т. е. сохраняет и для гетерогенного катализа те важнейшие качества, которые присущи ей при управлении реакциями, происходящими в газовой или жидкой фазах. [c.333]

АЛГОРИТМ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТАРНОЙ ГЕТЕРОГЕННОЙ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИЕЙ. [c.381]

Технология нефтехимического синтеза основана па применении непрерывных, автоматизированных процессов, на использовании различных средств интенсификации химических реакций и управления ими. При этом особенно широко применяются гетерогенный и гомогенный катализ, высокие температуры, высокие давления. Сейчас нашли промышленное применение свет и электрические разряды, как средства интенсификации реакций. Можно полагать, что вскоре для этой цели на заводских установках будет применяться также и радиоактивное излучение. [c.4]

Таким образом, процедура качественного химического анализа представляет собой последовательное отделение анаштических групп с дальнейшим откры-таем входящих в них ионов систематическим или дробным методами. В ходе выполнения анализа как систематическим, так и дробным методами аналитик управляет поведением ионов в растворе, прежде всего их концентрациями. Такое управление возможно на основе равновесных реакций путем смещения равновесий. В распоряжении аналитика два типа рав1ювеспых процессов — гомогенные и гетерогенные равновесия. Гомогенные равновесия — это диссоциация — ассоциация, окисление — восстановление, гидролиз, нейтрализация, комплексообразование. Количественное описание этих равновесий основано на законе действующих масс и уравнении Нернста для окислительновосстановительного потенциала системы. К гетероген-ныи равновесиям относятся, прежде всего, растворение и осаждение осадков, экстракционное распределение между двумя жидкими фазами и хроматографические процессы. Расчеты положения гетерогенного равновесия возможны на основе констант межфазных распределений, в первую очередь правила произведения растворимости. [c.72]

Технология нефтехимического синтеза основана на применении непрерывных автоматизированных процессов, на использовании различных средств интенсификации химических реакций и управления ими. Широкое применение нашли гетерогенный и гомогенный катализ, процессы с высокими температурами и высокими давлениями. В настоящее время для интенсификации реакций применяют электрические разряды. Возможно, скоро на заводских установках будут использовать радиоактивное излучение. [c.4]

Если процесс полимеризации несимметричного мономера типа СН2 = СНН протекает по типу присоединения голова к хвосту , т. е. в цепи регулярно чередуются группы СН2 и группы СНК, то возможны только два способа пространственного расположения звеньев. Управление актом роста цепи состоит, следовательно, в том, чтобы обеспечить присоединение очередного звена либо строго с той же конфигурацией асимметрического атома, что и в предыдущем звене (изотактическая цепь), либо строго с противоположной конфигурацией (синдиотактическая цепь). Фактически дело сводится к управлению строением переходного комплекса в момент роста цепи. Подобное управление может быть осуществлено с помощью специальных катализаторов гетерогенного или гомогенного типа (Циглер, Натта), влияющих на геометрию переходного комплекса, с помощью активных растворителей, принимающих участие в построении этого комплекса, а также с использование.ч любых воздействий, способствующих ориентации мономерных молекул непосредственно перед их вступлением в реакцию полимеризации. Из таких воздействий можно использовать ориентирующее поле кристаллической решетки мономеров при их полимеризации в твердой фазе или поле посторонних веществ и комплексообразующих добавок, создающих требуемые геометрически правильные структуры. Наконец, поскольку свободная энергия присоединения звена с той же конфигурацией асимметрического атома, что и в предыдущем звене, больше ово-бодной энергии присоединения эвена с противоположной конфигурацией, проводя радикальную полимеризацию при температурах, например, от —50 до —70° С, можно в некоторых случаях получить почти чистый синдиотактический полимер. [c.424]

В гомогенных системах взаимодействующих веществ реакции происходят обычно быстрее, чем в гетерогенных, механизм всего технологического процесса проще и соответственно управление процессом легче, поэтому технологи на практике часто стремятся к гомогенным процессам, т. е. переводят твердые реагирующие вещества, или по крайней мере одно из них, в жидкое состояние плавлением или растворением с той же целью производя абсорбцию газов или конденсацию их. [c.63]

Различают след, способы ведения химич. реакций в Р. X. а) оперирования во времени б) управления рабочими концентрациями в) управления темнературными режимами г) развития поверхностей контактирования гетерогенных фаз д) поддержания активности катализатора. [c.276]

Гетерогенно-каталитическими процессами управляют методами, описанными при изучении кинетики гетерогенных реакций. Для этого предварительно определяют область протекания процесса. Затем, исходя из результатов исследования, выбирают соответствующий метод управления процессом (изменением температуры или изменением интенсивности перемешивания системы и степени измельченностн катализатора). [c.177]

Изучение кинетики химических процессов позволило сделать важные для практики управления химико-технологическими процессами выводы о том, что для повышения скорости реакции необходимо увеличивать начальные концентрации реагирующих веществ (или давлений для реакций в газовой фазе), повышать тем-тературу реакции, применять катализатор, увеличивать поверх-чость контакта взаимодействующих фаз в гетерогенных процес- ах. [c.221]

Попытаемся определить вид закона регулирования (последовательность изменения структуры системы) для управления термохимическим гетерогенным процессом, при котором константа скорости реакции зависит от температуры и масса реагирующей твердой фазы остается постоянной. Для фазового пространства этой идеализированной модели характерно два положения равновесия. [c.251]

Рассмотрим постановку задачи управления для гетерогенной химической реакции. Из системы уравнений (VIH-9) можно получить решение вида (VHI-ll), в том числе [c.440]

Рассматриваемая реакция — простая обратимая гетерогенная. Закономерности управления реакцией изложены на стр.З/ и 44. В производстве разбавленной азотной кислоты она протекает одновременно с другой, более медленной реакцией окисления окиси азота. Условия, благоприятствующие ускорению окисления окиси азота, способствуют также и смещению равновесия в сторону образования азотной кислоты. Из общих закономерностей управления гетерогенными реакциями следует, что реакцию между двуокисью азота и водой целесообразно проводить при противотоке реагирующих веществ и максимальном развитии поверхности их сопрнкоС1Ювепия, [c.180]

Внедрение коллоидно-диспергированных катализаторов привело к знaчиfeльным успехам в гетерогенном катализе. В этом случае управление каталитической реакцией сводится к регулированию подачи катализатора в реагирующую систему (для процессов в диффузионной области) или к изменению температуры системы (для процессов в кинетической области). [c.177]

В К. а. могут протекать чисто физич. процессы массообмена (ректификации, абсорбции, адсорбции, экстракции и др.), теплообмена с гетерогенными теплоагентами смешения, сочетание химич. реакций с физич. процессами массо- и теплообмена. Во всех случаях непременным условием успешности контактирования является наличие высокоразвитой поверхности фазового контакта и достаточной скорости транспортировки вещества (тепла) к этой поверхности и от нее. Названия К. а. обычно отображают природу проходящих в них процессов, цель взаимодействия контактируемых сред напр. ректификационные колонны, абсорберы, адсорберы, экстракторы, мешалки, контакторы, генераторы, контактные нагреватели, обжиговые печи, конверторы, химич. реакторы для гетерогенных реакций и т. д. В химии под К. а. обычно понимают химические реакторы для каталитич. превращений. О методах управления К. а., их принципиальных схемах и конструкциях см. Реакторы химические. Л- И. Орочпо. [c.349]

Высокая эконо.мическая эффективность многотоннажпого промышленного процесса обычно может быть достигнута только в том случае, когда процесс проводится непрерывно. Это в особенности относится к газофазным процессам, так как вследствие низкой плотности газов такой процесс бывает рентабелен лишь при малой продолжительности реакции, не превышающей нескольких секунд. Жидкофазные гетерогенно-каталитические процессы часто осуществляются в промышленном масштабе и периодическим способом, однако наиболее многотоннажные и рентабельные из них являются непрерывными. Достоинством последних является сравнительная простота управления автоматизировать непрерывный процесс обычно гораздо легче, чем [c.152]

В основе моего доклада ленгит одна исходная гипотеза о том, что активные лабильные соединения, существующие на поверхности катали-. uiTopa, иначе говоря, соединения, при помощи которых и осуществляются гетерогенные реакции, аналогичны по своим свойствам промежуточ-пы5и соединениям в гомогенных цепных реакциях — свободным радикалам, т. е. частицам, обладающим неспаренными электронами. Эта гипотеза, как и любая другая, должна быть в дальнейшем подтверждена либо прямыми опытами, либо теоретическими расчетами. Вместе с тем, если выводы, непосредственно следующие из этой гипотезы, находятся в соответствии с экспериментальными данными, ею можно пользоваться для систематизации и обобщения других, пока еще с единой точки зрения не рассмотренных экспериментов, а также для постановки новых направленных опытов, могущих привести к уточнению отдельных положений этой гипотезы, выяснению границ ее приложимости и нахождению новых путей познания исследуемого процесса и управления им. [c.154]

Совсем другой эффект воздействия гидродинамических факторов был открыт в условиях функционирования гетерогенно-катали-тичеоких систем в различных типах проточных реакторов, созданных в результате новейших успехов в учении о химическом процессе, Достоинства гетерогенного катализа хорошо известны. Они заключаются не только в резком повышении окорости процесса в заданном направлении за счет активации молекул реагента при их контакте с твердым катализатором, но также еще в удобстве отделения катализаторов от продуктов реакции. Однако вместе с решением многих важных задач, связанных с ускорением и управлением химическим процессом, применение гетерогенного катализа вызвало и трудности. Оказалось, что скорость реального химического процесса, протекающего посредством катал изаторов, определяется законами не только химической, но и физической — диффузионной—кинетики, так как диффузия реагентов часто является [c.143]

Радиац.-хим. установки состоят из рабочей камеры и хранилища для радионуклидов (если они служат источником излучения) с радиац. защитой, радиац.-хим. аппарата, оборудования для подготовки и транспортировки объектов облучения и для обработки и складирования конечных продуктов, пульта управления, систем блокировки и сигнализации, обеспечивающих безопасность персонала. Аппарат имеет облучатель с источником излучения и реакц. объем, в к-ром осуществляется взаимод. излучения с объектами. Различают аппараты гетерогенного (наиб, распространены) и гомогенного типов, в к-рых источники излучения соотв. изолированы от облучаемых в-в или смешаны с ними. В перемешиваемых объектах (напр., в жидкостях, газах, во взвешенных слоях) необходимая равномерность облучения обеспечивается гидродинамич. режимом в блочных объектах, в к-рых отдельные части блока в процессе облучения не могут изменять своего положения друг относительно друга, заданная равномерность поля поглощенных доз обеспечивается конфигурацией облучателя, распределением источников излучения относительно реакц. объема аппарата и перемещением объектов относительно облучателя. [c.151]

Процесс развития знаний о катализе X. Тейлором [1] недавно уподоблен автокаталитической реакции. Действительно, кривая прогресса в этой области химии имеет явно экспоненциальный характер. Причем успехи здесь относятся не только к каталитическому синтезу, который еще нередко основывается на эмпирическом подборе катализаторов и условий реакций, но и к теории, все глубже проникающей в механизм каталитического акта и все шире охватывающей различные типы и классы как гетерогенных, так и гомогенных реакций. Времена песоимистического отношения к теории катализа давно прошли [2]. И хотя еще существуют взгляды на катализ как на своего рода искусствотеория катализа теперь уже не только многое объясняет, но становится рабочим инструментом в управлении процессами. [c.99]

Исследования в области активирования гомогеннокаталитических реакций имеют большое значение для развития и углубления наших представлений о сущности гомогенного катализа. В то же время их непосредственная цель — нахождение новых способов управления реакциями этого типа путем повышения их скорости, перевода в более мягкие условия, изменения состава получаемых продуктов и т. д. Большое разнообразие проявлений активирования позволяет вести исследования в этой области как в чисто теоретическом аспекте, так и в сугубо прикладном плане, чтобы обеспечить скорейшее развитие и внедрение методов гомогенного катализа в химическую промышленность. За последние несколько лет уже резко обозначилась тенденция к разработке новых технологических процессов на основе гомогенно-каталитических реакций. Главную роль в этом сыграло то обстоятельство, что с помощью активаторов можно варьировать свойства гомогенных катализаторов в широких пределах. По сравнению с аналогичными методами, использующими гетерогенные катализаторы, новые промышленные процессы на основе гомогенно-каталитических реакций обычно отличаются большей производительностью и меньшей стоимостью продукции. [c.237]

В общеь случае функция пользы Р = Р (т), или показатель эффективности управления Елементарной гетерогенной химической реакцией выражается через производительность Ф Ф( с) себестоимость (г) и качество [c.381]

Управление структурой этого переходного комплекса может быть осуществлено с помощью особых катализаторов гетерогенного или гомогенного типа (например, алюминийорганических соединений с Т1С1з), предложенных Циглером и Натта, которые оказывают влияние на геометрию указанного переходного комплекса. Могут быть также использованы различные факторы, способствующие ориентации мономерных молекул непосредственно перед их полимеризацией, например ориентирующее влияние кристаллической решетки мономера при его полимеризации в твердой фазе . В некоторых случаях важную роль может играть температура реакции в овязи с тем что свободная энергия присоединения очередного звена с той же конфигурацией, что и предыдущее, больше свободной энергии присоединения очередного звена с обратной конфигурацией, применяя низкие температуры (до —70°) при радикальной полимеризации, можно иногда получать достаточно чистые синдиотактические полимеры. [c.309]

В качестве сырья для комбинированных окислительных процессов можно использовать как индивидуальные углеводороды, так и смеси органических веществ, ореагентами Могут служить соединения, содержащие азот, галогены, серу и другие гетероатомы. Исключительно важная роль принадлежит окислителю, функции которого эффективнее всего выполняет молекулярный кислород даже при синтезе бескислородных веществ степенью участия кислорода определяются и направление и глубина суммарной реакции. Выход и селективность образования проме ку-тОЧных и конечных продуктов в подавляющем- бoльщин tвe случаев зависят от активности и избирательности гетерогенного катализатора. Разработка эффективных приемов управления селективностью таких сложных процессов во многом предопределяется уровнем изученности их механизма, и хотя в ряде случаев здесь достигнуты большие успехи, в целом эта проблема остается наиболее актуальной. [c.5]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология