Поверхностная реакция

Число единиц переноса для части, в которой протекает поверхностная реакция, определяется уравнением [c.103]

Из уравнения (9.6) видно, что существует линейная зависимость между у и Ьо. При движении от сечения подачи жидкости до сечения подачи газа значения у увеличиваются, а значения Ьо уменьшаются. В сечении на выходе жидкости Ьо снижено почти до нуля, а у довольно велико (рис. 24). Ясно, что колонна будет работать в режиме внутренней реакции в нижней части и в режиме поверхностной реакции в верхней части. Точка перехода от одного [c.102]

Поскольку адсорбция— лишь один из этапов процесса, прежде всего необходимо установить влияние хода адсорбции на скорость этого процесса. Согласно гипотезе Лангмюра — Хиншельвуда, на скорость поверхностной реакции (понимаемой как результат последовательного прохождения адсорбции исходных веществ, химической реакции и десорбции продуктов) решающее влияние оказывает сопротивление химической реакции. В соответствии с этим для каждого реагента устанавливается сорбционное равновесие, не нарушаемое прохождением химической реакции. Концентрация данного реагента на поверхности связана с его парциальным давлением в газовой фазе. Связь эту выражает уравнение изотермы Лангмюра. [c.278]

В этих условиях процесс называют протекающим в режиме поверхностной реакции . [c.101]

Если скорость контактного процесса определяется сопротивлением поверхностной реакции (являющейся результатом последовательных этапов адсорбции исходных веществ, химической реакции и десорбции продуктов), то он проходит в кинетической области. В этом случае скорость такого процесса можно описать кинетическими уравнениями поверхностной реакции. В зависимости от принятых теоретических предположений вид этих уравнений может быть различным. [c.281]

В случае твердых частиц (см. раздел 8.4) условия поверхностной реакции можно рассматривать непосредственно, когда порядок величины % и диаметра пор одинаков. Однако это не значит, что величина Сд равна нулю. Различие в том, что жидкая фаза может реально рассматриваться как непрерывная, а пористое твердое тело как гомогенная фаза только по отношению к тому явлению, которое протекает в масштабе, превышающем порядок величин диаметров пор. [c.102]

При выводе изотермы Лэнгмюра принято допущение, что поверхность катализатора является однородной и содержит активные центры, каждый из которых может адсорбировать лишь одну молекулу (адсорбция на однородной поверхности в монослое), и адсорбированные молекулы не взаимодействуют между собой. При этих допущениях скорость поверхностной реакции [c.98]

Для бимолекулярной поверхностной реакции К" С, С, [c.100]

В данном случае скорость поверхностной реакции пропорциональна концентрации адсорбированных исходных веществ, т. е. части поверхности катализатора а, не заполненной молекулами газа. Кинетическое уравнение реакции, в которой принимает участие более одного исходного вещества, будет иметь сложный вид. Оно еще более осложнится для обратимой реакции. Предположив, [c.278]

Приведенные выше кинетические зависимости были выведены при предположении, что сопротивление химической реакции лимитирует скорость поверхностной реакции. Однако можно допустить, что сопротивление одного из сорбционных процессов оказывает решающее влияние на эту скорость, например сопротивление адсорбции одного из исходных веществ. Тогда скорость поверхностной реакции можно представить с помощью кинетического уравнения адсорбции указанного реагента. Концентрация этого исходного вещества, используемая в уравнении, будет соответствовать концентрации, обусловленной состоянием равновесия химической реакции на поверхности, а концентрации других реагентов — состоянием равновесия сорбционных процессов. [c.280]

Рассмотренные случаи поверхностной реакции указывают на то, что, когда в ней принимают участие молекулы нескольких видов, отличающиеся сорбционными свойствами, возможны различные объяснения механизма реакции. Это приводит к сложности интерпретации хода процесса на поверхности катализатора. [c.280]

В кинетической области скорость процесса не зависит от величины зерен катализатора, природы его пористой структуры и скорости потока реакционной смеси. Повышение температуры увеличивает скорость поверхностной реакции, что обусловливает также возрастание скорости контактного процесса. Концентрации (парциальные давления) реагентов на внешней и внутренней поверхности катализатора и в газовом потоке практически не отличаются друг от друга. [c.281]

Если поверхностную реакцию можно описать уравнением первого порядка, например г = кфр — kp (исходное вещество слабо адсорбировано), то принимая, что константа равновесия адсорбции Ь и константа скорости k зависят от температуры следующим образом [c.282]

Соотношение уравнений (УП1-266) и (УИ1-267), выражающее влияние диффузии к внутренней поверхности зерна на скорость поверхностной реакции, имеет вид [c.287]

Кроме того, из приведенных формул следует, что учет поверхностных реакций не дает различия скорости массопередачи в прямом и обратном направлениях. [c.264]

При контакте продукта с коксовой насадкой поверхность ее покрывается блестящим плотно прилипающим углеродом, а промежутки заполняются мягкой рыхлой разновидностью углерода, что указывает на наличие наряду с поверхностной реакцией парофазного разложения. Однако в случае таких больших, как у антрацена, молекул, вероятно, для получения кокса или углерода, не требуется многократной конденсации. [c.101]

Следует заметить, что ни одна из приведенных реакций не приводит к образованию метанола, так как только следы метанола обнаруживаются в продуктах несенсибилизированного окисления метана при низких давлениях. Те незначительные количества метанола, которые удается найти, могут быть объяснены поверхностными реакциями. [c.322]

При равновесии суммарная скорость поверхностной реакции равна нулю, поэтому [c.218]

Коррозия и поверхностные реакции. [c.419]

При толщинах, больших критической, скорость поверхностной реакции велика по сравнению со скоростью притока реагента, а концентрация последнего на поверхности мала. В этом случае мы находимся в диффузионной области. [c.91]

Если реакция протекает по схеме Л — В — С и константа скорости для поверхностной реакции А- В есть к[, а для реакции В- С — кг, то избирательность в кинетической области к к является верхним пределом для выхода В, как функции превращения А. [c.106]

Перемешивание, происходящее в результате турбулентности, диффузии и других факторов, перечисленных в главе I, характеризуется понятием продольного коэффициента диффузии Е. В случае гетерогенных каталитических реакций расчеты отнесены к объемам, включающим также и межфазовые границы вокруг зерен катализатора, на которых протекают поверхностные реакции. Наблюдаемую скорость этих реакций (с учетом диффузии) обозначим через Гэф. [c.151]

Далеко не полный перечень упомянутых неоднородностей вносит значительные осложнения в однозначное истолкование механизмов адсорбционных и каталитических процессов. Обычно эти осложнения учитываются введением функций распределения участков поверхности по соответствуюш пм характеристикам (теп-лотам адсорбции, тепловым эффектам химических поверхностных реакций, энергиям активации хемосорбции и катализа). Иногда эффекты, воспринимаемые как следствие неоднородностей в кинетике и статике адсорбции и в кинетике каталитических реакций, объясняются как результат некоторого отталкивательного взаимодействия между адсорбированными молекулами [141. Однако до сих пор не выяснен вопрос о реальности и природе постулируемых сил отталкивания. Возникает проблема идентификации природы неоднородностей, разработки приемов их распознавания, позволяющих отличать географические неоднородности от влияния сил отталкивательного взаимодействия. [c.12]

Рассмотрим случаи выполнения и невыполнения условия (9.16). Если оно не выполняется, то прямоточная колонна будет работать в режиме поверхностей реакции по всей насадке, как это следует из уравнения (9.18). Противоточная колонна будет работать либо полностью, либо большей частью своей высоты в режиме поверхностной реакции. В самом деле, уравнение (9.9) показывает, что если не выполняется условие (9.16), то величина у больше или несколько меньше у в- Отсюда очевидно, что в случае невыполнения условия (9.16), всю колонну можно рассм.атривать как работающую в режиме поверхностной реакции и тогда имеем [c.105]

Наконец, сравним случаи противотока и прямотока. При Я > >Н/и почти нет разницы в числах единиц переноса, необходимых для прямотока и противотока. При Я < Н/и различие существует, и предпочтителен противоток. Однако это различие мало. Рассмотрим, например, предельный случай, в котором МЯ = I. При прямотоке вся колонна будет работать в режиме внутренлей реакции и из уравнения (9.22) Л/ = 1п(1/т). При противотоке следует сделать разграничения. Если Н1и близко или равно Н, то почти вся колонна работает в режиме поверхностной реакции, и № = = (и/МН) п /х)-, эта величина только немного меньше, чем в случае прямотока (действительно, М/ = 1 и Н/и Я). Если НЦ] [c.105]

Литература по массопередаче с химической реакцией в системах твердое тело — жидкость очень обильна и здесь может быть дана только очень краткая аннотация. Этот вопрос детально рассмотрен в ряде книг [47—52], посвященных каталитическим реакциям. Недавно было представлено много работ по факторам эффективности пористых катализаторов [63—60]. Среди прочих в работах [51—64] обсуждены некаталитические реакции газ—твердое тело. Поверхностные реакции были теоретически исследованы в ряде статей [65—74]. Обзоры исследований в области массопередачн в пограничных слоях были представлены Кузиком и Хаппелем [75] и Вегером и Хельшером [76]. Тема обсуждалась в разделах 3.4, [c.165]

Изучен гидрогенолиз и дегидрирование н-пентана в присутствии Ки/АЬОз (0,034—1,492% Ни) и Ки-черни при 450—490 °С и, атмосферном давлении [36—39]. Кинетический порядок реакции по углеводороду равен 0,4, порядок по водороду равен 0,7. Активность катализатора сильно зависит от топографии его поверхности максимальную удельную активность проявил катализатор, содержащий 0,085% Ки. На основании полученных данных был сделан вывод, что предварительная стадия включает в себя конкурентную адсорбцию углеводорода и водорода на одних и тех же активных центрах, состоящих, как правило, из двух-трех атомов Ки. Адсорбция алкана на таком центре приводит к образованию частично дегидрированных промежуточных частиц состава С5Н10 или С5Н9. Стадией, лимитирующей скорость реакции, является поверхностная реакция между такими ненасыщенными частицами и адсорбированным водородом. [c.95]

Если известен также и порядок реакции, то константа скорости поверхностной реакции кщ может бьггь найдена методом наименьших квадратов или графически по тангенсу угла наклона экспериментально найденной зависимости (6.21) М от Р сх, Сг ). [c.263]

Как указьталось в разделе 4.1, общий коэффициент массопередачи, определяемый уравнением М=К(ц (с -с ), зависит от с, и Сг при больших скоростях процессов для систем с переменным ф. Поэтому зависимость общего коэффициента массопередачи от концентраций не является обязательным следствием наличия поверхностных реакций, идущих с конечной скоростью. [c.264]

При достаточно низкой температуре наиболее медленной стадией всех подобных процессов, по-видимому, является химическая реакция на поверхности. Однако, прежде чем эта реакция окажется возможной, газ должен продиффундировать к поверхности он должен продиффундировать через твердый продукт реакции (окись цинка в последнем примере) или через другие газы, присутствующие в системе (как в случае каталитической реакции или твердофазной реакции с выделением газообразных продуктов). Следовательно, во всех случаях диффузионный процесс должен предшествовать химической реакции. При этом должен происходить также и процесс обратной диффузии, следующий за химической реакцией, в тех случаях, когда образуются газообразные продукты. Так как температурный коэффициент для диффузии обычно значительно меньше, чем для химической реакции, диффузионные процессы при достаточно высоких температурах протекают существенно медленнее, чем поверхностные реакции, что и приводит к переходу в диффузионную область. В результате кривая выделения тепла приобре- [c.169]

Применимость этих результатов ограничена ввиду сложной геометрии пор. Была создана модель бидисперсной структуры, состоящей из микро- и макропор. При этом, однако, необходимо знать величину коэффициента диффузии как в микро-, так и макропорах в отдельности. Степень использования для микропор близка к единице. Она может быть меньше единицы, если велико отношение константы скорости поверхностной реакции к коэффициенту диффузии. На основании работ Мингле и Смитаи Харриота можно утверждать, что общая степень использования для изотерми- [c.104]

Если температура внутри зерна та же, что и снаружи, хотя и меняется по толщине слоя, то имеется возможность исследовать зависимость эффективной скорости реакции от температуры. От температуры зависят как кэф и К (и, следовательно, т]о), так и коэффициент массопередачи. Рассмотрим предельные значения эффективной константы скорости реакции в зависимости от температуры. При относительно низких температурах степень использования близка к единице, а скорость массоиереноса велика по сравнению со скоростью поверхностной реакции. [c.107]