Скорость реакции во внутридиффузионной области

Температуры, при которых первая стадия крекинга переходит из кинетической во внутридиффузионную область и из внутри- во внешнедиффузионную, зависят от свойств сырья, активности катализатора, размера его пор и частиц. Для данного катализатора утяжеление сырья, повышая скорость реакции и снижая скорость диффузии, уменьшает температуры перехода. Для сырья заданного фракционного состава повышение в нем концентрации олефиновых и ароматических углеводородов, крекирующихся с большой скоростью, дает такой же эффект. При сырье заданного состава и катализаторе заданной активности переход реакции из кинетической области во внутридиффузионную осуществляется тем при меньшей температуре, чем меньше средний диаметр пор. На температуру пере.хода из внутридиффузионной области во внешнедиффузионную размер пор влияния Не оказывает. Этот переход осуществляется при катализаторе данной активности для данного сырья тем при, меньшей температуре, чем больше размеры частиц катализатора. Таким образом, максимально допустимая температура крекинга, при которой достигается переход первой стадии реакции во внешнедиффузиопную область, зависит от свойств сырья, активности катализатора и размера его частиц. На микросфериче-ском катализаторе при крекинге сырья, выкипающего в пределах 300—500 °С, внешнедиффузионная область достигается при 540— 560°С, на шариковом катализаторе зернением 3—5 мм —при 480—510°С. В кинетической области первая стадия крекинга имеет энергию активации около 30 ккал/моль. [c.221]

Результаты расчетов представлены в виде кривых на рис. 4.1. Границы кинетической области, которая расположена выше кривых, приведены в координатах входная температура-начальная концентрация кислорода Как видно из рисунка, выжиг кокса в кинетической области может быть реализован не для любых условий. Например, при начальной закоксованности 3% (масс.) и температурах ни ке 500 °С (при = = 10% (масс.) и Тг< 510 °С) регенерация катализатора будет проходить в области внутренней диффузии даже в атмосфере чистого кислорода. Аналогичная ситуация возникает при низких концентрациях кислорода. Так, при q = 3% (масс.) и концентрации кислорода ниже 6,5% (об.) (при 10% масс, и X <9% об.) даже при температурах 750 °С кинетические условия выжига кокса реализовать невозможно. Этот результат согласуется с выводом Ч. Саттерфилда [75] скорость горения прямо пропорциональна концентрации кислорода в окислительном газе, но так как реакция лимитируется диффузией, то влияние температуры на скорость реакции незначительно . Иногда в литературе медленную скорость удаления кокса, например, для условий qt = 6% (масс.), х = 2% (об.) и 7 = 487 °С [153] объясняют протеканием процесса исключительно в кинетической области. Однако из того факта, что скорость выжига мала, вовсе не следует, что процесс лимитируется кинетикой. Как видно из рис. 4.1, единственно возможная область протекания процесса при таких условиях-внутридиффузионная или переходная. [c.77]

Увеличение скорости реакции, благодаря переходу к бидисперс-ной структуре, при одинаковом размере первичных частиц Ri и зерен катализатора (если в обоих случаях процесс протекает во внутридиффузионной области) выразится соотношением [c.77]

Гидрирование со i. СО . 15ак уже отмечалось, в большинстве случаев процессы каталитического гидрирования вследствие низкой концентрации реагентов и высокой наблвдаемой скорости реакции на зерне протекают во внешнедиффузионной области. Некоторое влияние оказывает внутридиффузионное тормоаение. Уравнение переноса веществ о слое катализатора в предположении, что реакции гидрирования со в идут до конца и не зависят друг от друга имеют вид [c.209]

При 120 °С скорость разложения тиофена относительно мала и поверхность катализатора сильно блокируется молекулами тиофена. При 200 °С скорость разложения тиофена значительно больше и поэтому, несмотря на более интенсивное поглощение ката-лизато ром серы, поверхность его меньше экранирована неразло-жившимися молекулами тиофена. Отсюда и большая активность катализатора относительно реакции гидрирования бензола. При отравлении неизмельченного катализатора реакция разложения тиофена идет, вероятно, во внутридиффузионной области. Диффузия молекул тиофена к активным центрам катализатора, интенсивность которой мало зависит от температуры в изучаемых [c.117]

Проанализируем характеристики реакции, протекающей во внутридиффузионной области. Если ф значительно меньше единицы (ф5<1/3), то для реакций нулевого, первого и второго порядков диффузионные эффекты относительно несущественны и, следовательно, скорости реакции внутри пор определяются лишь значениями истинной константы скорости ку (внутрикинетиче-ская область скоростей для этой области концентрации реагента в пористой грануле С и на ее внешней поверхности s близки и т) 1). При Г)-> 3/ф5 (или 1/ф ) (внутридиффузионная область) значение т) всегда меньше 0,1. Тогда подстановка в уравнение наблюдаемой скорости реакции (отнесенной к единице объема гранулы) выражения модуля Тиле (17) дает [c.89]

Следовательно, даже если отношение к к1 будет велико (что предпочтительнее), отношение наблюдаемых скоростей может быть значительно меньше, поскольку оно зависит от корня квадратного из к к . Поскольку, однако, гидрирование диенов идет на гладких поверхностях с большими константами скоростей, чем гидрирование ацетиленовых углеводородов, то при осуществлении этих конкурирующих реакций на пористом катализаторе более быстрая реак1да (с к- ) будет замедляться диффузией в узких порах сильнее (в у раз), чем более медленная реакция (с к ), т. е. при переходе от внутрикинетической во внутридиффузионную область селективность катализатора в отношении конкурентного гидрирования ацетиленовых соединений в присутствии диенов возрастает (тем сильнее, чем больше размер зерна катализатора и меньше его поры). Напротив, такой переход нежелателен для смеси этилен + ацетилен, так как на алюмопалладиевом широкопористом катализаторе именно ацетилен быстро и селективно гидрируется в этилен. [c.93]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология