Поверхности каталитические равномерно-неоднородные

Кинетические закономерности. Проанализируем кинетические закономерности, свойственные адсорбционным и каталитическим процессам, протекающим на равномерно неоднородной поверхности. Так как скорости стадий неодинаковы для различных участков катализатора, то закон действующих поверхностей следует применять не ко всей поверхности (как в случае идеального адсорбированного слоя), а лишь к группе мест, для которой значения з лежат в узком интервале от 8 до 5 + 8, и, следовательно, значения констант скоростей можно практически считать одинаковыми. Па этой группе мест скорость прямого процесса определяется законом действующих поверхностей, а скорость суммарного процесса находится интегрированием по параметру 5 от О до 1. [c.29]

Па рис. 2.32 в зависимости от параметра неоднородности / приведены результаты расчетов тепловых потоков в окрестности критической точки в случае равномерно неоднородной каталитической поверхности (кривая 1) и экспоненциально неоднородной каталитической поверхности (кривые 2 4). Кривые 2 4 получены при п = [c.89]

Протекание реакции в области средних заполнений поверхности катализатора автоматически приводит к тому, что некоторые места поверхности станут оптимальными. Действительно, так как условием осуществления области средних заполнений является наличие одних мест, практически полностью покрытых и других, практически незаполненных при данном р, то, очевидно, имеются места, для которых а, близка к 7г- В зависимости от доли этих мест, определяемой на равномерно неоднородной поверхности величиной степени неоднородности f, катализатор будет более или менее оптимальным. Следовательно, различие суммарной скорости данной реакции, идущей в области средних заполнений равномерно-неоднородной поверхности разных катализаторов (при одинаковом механизме), должно быть обусловлено в основном значениями величин [. Из рассмотрения уравнения (У.273) видно, что числитель его не зависит от максимальной адсорбционной способности данной поверхности в силу соотношений (XI. 112) и (XI.ИЗ) (при а = [Вгг 1/2). а определяется значениями Сг и Сц [305]. Знаменатель уравнения (У.273) также не зависит от характеристик максимальной адсорбционной способности поверхности, что видно из уравнения (VII. 162). Следовательно, скорость данной реакции определяется общими для всей поверхности величинами /, Ох и Оц. Аналогичный вывод может быть сделан и из рассмотрения скорости реакции вдали от равновесия из уравнений (ХП.36) и (ХП.37) и соотношений (XI. 112) и (XI.ИЗ). Если при переходе от одной каталитической поверхности к другой величины С1 и Оц сохраняют соответственно свое значение, то различия в скорости данной реакции и будут обусловлены только величинами Такой случай отвечает выполнению соотношения линейности с теми же значениями постоянных на разных поверхностях. [c.476]

Большую роль в развитии статистической теории гетерогенных каталитических реакций сыграли работы Темкина с сотр. зз-з5 впервые с успехом применившего представление о неоднородности поверхности катализатора к сложному техническому процессу и давшему стройную теорию процессов на равномерно-неоднородных поверхностях. Им же впервые показана продуктивность применения теории переходного комплекса к контактным процессам. [c.221]

Проанализируем кинетические закономерности, свойственные адсорбционным и каталитическим процессам, протекающим на равномерно-неоднородной поверхности. В этом случае скорости стадий (например, (1) и (2)) неодинаковы для различных участков поверхности катализатора. Поэтому закон действующих поверхностей следует применять не ко всей поверхности (как в случае идеального адсорбированного слоя), а лишь к данной группе мест, для которой значения 5 лежат в узком интервале от к до + 5, и, следовательно, величины констант скорости можно считать практически одинаковыми. [c.129]

Реактор каталитического риформинга по своему технологическому оформлению должен удовлетворять ряду требований — обеспечивать заданную производительность установки по сырью, иметь необходимый реакционный объем, создавать требуемую для риформирования поверхность контакта взаимодействующих фаз, поддерживать необходимый теплообмен в процессе и уровень активности катализатора. Кроме того, должен обладать минимальным 1-идравлическим сопротивлением и обеспечивать равномерное распределение газосырьевого потока по всему реакционному объему. Уменьшение сопротивления потоку позволяет снизить рабочее давление в реакторе, что в свою очередь ведет к уменьшению толщины его стенки и, следовательно, к снижению металлоемкости всего реактора. Неоднородность распределения потока влияет на производительность реактора, приводит к неравномерности отложения кокса на катализаторе. [c.635]

Направленность, избирательность и эффективность адсорбционных и каталитических процессов во многом определяются структурой и природой пористых веществ, применяемых в качестве адсорбентов и катализаторов. Известно, что чем больше величина удельной поверхности пористого тела и ее доступность для адсорбирующихся или реагирующих молекул, тем выше селективность сорбционного процесса или степень их каталитического превращения в конечные продукты. В таком случае активность пористых тел должна быть пропорциональна величине удельной поверхности, соприкасающейся с адсорбируемым веществом. Справедливость такого утверждения имеет реальный смысл лишь при допущении энергетической однородности поверхности пористого тела, равномерном распределении его активных центров по площади и равной силе их взаимодействия с молекулами адсорбата. Поскольку химическая природа поверхности реальных адсорбентов и катализаторов характеризуется неоднородностью, которая индуцируется взаимодействием между адсорбированными частицами, то избирательность и результативность работы этих адсорбентов и особенно катализаторов будут зависеть от распределения активных мест по их доступной поверхности. Поэтому, зная величину удельной поверхности, ее природу и геометрическую характеристику, можно не только предвидеть поведение адсорбента и катализатора [c.40]

Как показано Темкиным [535], дробные показатели степеней в кинетических уравнениях, обусловленные неоднородностью каталитической поверхности и выполнением соотношения линейности, могут возникать только в случае равномерного или экспоненциального распределений. [c.274]

Теоретически можно представить и другие случаи корреляции между р( ) и р(С), приводящие к другим эффектам смещения контролирующей полосы. Однако довольно часто каталитическая неоднородность может быть замаскирована адсорбционной однородностью поверхности по отношению к яду. В этом случае яд, равномерно распределяясь по активным центрам с различной энергией активации, уменьшает общее число активных центров, но не изменяет энергетической характеристики процесса. [c.447]

При равномерной неоднородности поверхности для каждой стад1га схемы механизма гетерогенно-каталитического процесса можно записать выражения коэффициентов адсорбции (Ь,), констант скоростей элементарных реакций, не связанных (к,) и связанных (A.j) с десорбцией продуктов, как функции S [c.750]

Пользуясь теорией, разработанной для поверхностей с однородными активными участками, часто не удается объяснить некоторые свойства реальных катализаторов, например наблюдаемое во многих случаях значительное отклонение не только кинетики каталитических реакций, но и изотерм адсорбции от теоретически ожидаемых. Эти отклонения, как теперь удалось установить, вызваны в большинстве случаев неоднородностью активных участков поверхности. Наиболее существенные успехи в разработке и математической формулировке теории процессов, протекающих на неоднородных поверхностях, достигнуты в последние годы советскими исследователями. Я. Б. Зельдович разработал рациональную статистическую теорию изотермы реального процесса адсорбции, которая дает возможность получить изотерму Фрейндлиха при больцмановском типе распределения отдельных участков поверхности по их активностям. С. Ю. Елович и Ф. Ф. Харахорин экспериментально доказали, что экспененциальное уравнение скорости активированной адсорбции, предложенное Я. Б. Зельдовичем и С. 3. Рогинским, соответствует определенной функции распределения участков поверхности по теплотам активации. С. 3. Рогинским разработана статическая теория каталитической активности и отравления катализаторов, кроме того, в общем виде рассмотрена проблема функций распределения участков поверхности по активности в связи с разработкой теории каталитического процесса 1. Большое принципиальное значение имеет разработанная М. П. Темкиным теория адсорбции и катализа на поверхностях, отличающихся равномерным распределением участков, на которые можно разделить поверхность реальных контактов, по их величинам теплот адсорбции и теплот активированной адсорбции. Разрабатывая термодинамику адсорбционного равновесия, М. И. Темкин дал рациональное толкование постоянной Ь уравнения Ленгмюра, связав ее простым соотношением с теплотой адсорбции. Серьезным достижением следует считать логарифмическую изотерму адсорбции, предложенную А. Н. Фрумкиным и А. И. Шлыгиным, которая позволяет теоретически обосновать возможность дробных порядков в кинетике каталитических реакций. [c.9]

Здесь [Х ] - исходный активный центр поверхности, [Х2] и [Х3] - центры, покрытые СНзО-группами и водой соответственно. Принимая во внимание широкое распределение по силе кислотных и основных центров на поверхности катализаторов, при построении кинетической модели использован развитый М.И. Темкиным [64] теоретический аппарат для описания кинетики гетерогенно-каталитических реакций, протекаюш[их на равномерно-неоднородной поверхности, когда теплота адсорбции линейно зависит от покрытия поверхности реактантами. Предполагая большое покрьггие поверхности водой и принимая, что медленными стадиями являются взаимодействие активированного Н28, метантиола и метанола с СНзО-группами с образованием продуктов реакции - метантиола, диметилсульфида и диметилового эфира, получены упрощенные кинетические уравнения [c.24]

При анализе процесса на крупногранулированном цеолитсодержащем катализаторе, принимая во внимание наличие двух каталитических систем (матрица и наполнитель), различающихся активностью и пористой структурой, традиционные методы расчета транспорт -ных явлений в зерне оказываются неприменимыми [55 -573, Известно, [58], что большинство исследователей различных процессор рассматривают пористую струк -туру зерна как неоднородно равномерную и представ -ляют модель как квазигомогенную, относя константу скорости к единице объема и пользуясь понятием эффективного коэффициента диффузии. Модель зерна цеолитсодержащего катализатора требует [56,57]усложнения с учетом того, что общую пористость зерна следует рассматривать как сумму долей свободных объе -MOB, приходящихся на долю матрицы и наполнителя. Принимая, что матрица и наполнитель являются однородно-пористыми и диффузия в порах протекает по кнудсеновскому механизму, авторы работы [57] приходят к выводу, что при соотношении долей свободных объемов матрицы и наполнителя, близком к 15j диффузионный поток в порах матрицы должен превышать поток в порах наполнителя приблизительно в 60 раз, а также к тому, что общий подвод вещества к внутрен -ней поверхности цеолитсодержащего катализатора определяется транспортом вещества в порах матрицы. [c.35]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология