Изучение кинетики, методы в проточной системе

Расчет каталитического процесса требует знания кинетики химического превращения, не осложненного процессами переноса тепла и вещества. Проточно-циркуляционный метод изучения кинетики является наилучшим для достижения этой цели. Проскок пузырей при исследовании этим методом кинетики в псевдоожиженном слое никак не может повлиять на точность кинетического уравнения. Кратность циркуляции в системе настолько высока, что любая молекула практически находится в контакте с катализатором одинаковое время. Однако наличие застойной зоны в лабораторном реакторе может привести к заниженным значениям константы скорости, поскольку в этой зоне катализатор не перемешивается и по существу представляет собой зерно большого размера. [c.351]

Для изучения механизмов и кинетики химических реакций применяется, как известно, метод струи и остановленной струи. В последние годы большие успехи достигнуты в этом направлении благодаря применению спектроскопии ЯМР для наблюдения за ходом реакции с одновременной идентификацией промежуточных продуктов (интермедиатов). В проточных системах происходит некоторое дополнительное уширение линии, определяемое соотношением [c.39]

Практическое определение терминов лабильный и инертный, предложил Таубе. Инертные комплексы — это те, в которых реакции замеш.ения лигандов протекают настолько медленно (с вре- менами полупревращения минута или более), что их можно изу- чать методами классической кинетики реагенты смешивают, в. сосуде и непосредственно наблюдают за ходом процесса во времени по изменению оптической плотности, pH, выделению газа и т. д. А лабильные комплексы — это те, которые реагируют так быстро, что для их изучения необходимо применять лишь современные методы проточные системы, специальные приспособления для быстрого смешивания, быстро регистрирующие электронные самописцы и даже так называемые релаксационные методы. [c.172]

Изучение кинетики реакций в проточных системах, в отличие от систем статических (аппараты периодического действия), имеет свои особенности. Основная разница в исследовании кинетики этих двух методов проведения процесса обусловлена вопросом о том, как учитывать время пребывания реактантов в зоне реакции, от которого зависит глубина превращения исходного сырья. [c.189]

Безградиентный проточно-циркуляционный метод [51, 212] осуществляют в условиях практического отсутствия в реакционной зоне перепадов концентраций и температур. Принцип его применительно к изучению кинетики гетерогенных каталитических реакций впервые предложен Темкиным, Киперманом и Лукьяновой [214]. Перемешивание в проточно-циркуляционной системе достигается интенсивной циркуляцией реакционной смеси через катализатор в замкнутом объеме при непрерывном поступлении и выведении газового потока, причем количество циркулирующего газа должно значительно превышать количество вновь вводимого исходного газа. Циркуляция с большой скоростью происходит с помощью насосов механических, поршневых или электромагнитных, мембранных и других [20, 51, 214]. Циркуляционный контур, состоящий из электромагнитного насоса 3 (подача 600—1000 л/ч), клапанной коробки 12 двойного действия и реактора 1, помещенного в печь, представлен на рис. 5.2. [c.237]

Безградиентный проточно-циркуляционный метод осуществляют в условиях практического отсутствия в реакционной зоне перепадов концентраций, температур, скоростей. Принцип его применительно к изучению кинетики гетерогенных каталитических реакций был впервые предложен М. И. Темкиным, С. Л. Киперманом и Л. И. Лукьяновой [25]. Перемешивание в проточно-циркуляционной системе достигается применением интенсивной циркуляции реак-циолной смеси через катализатор в замкнутом объеме при непрерывном поступлении и выведении газового потока, причем количество циркулирующего газа должно значительно превышать количество вновь вводимого исходного газа. Циркуляция с большой скоростью происходит с помощью насосов механических, поршневых или электромагнитных, мембранных и других [2,3], Циркуляционный контур, состоящий из электромагнитного насоса (производительность 600—1000 л/ч), клапанной коробки двойного действия 2 и реактора 1 представлен на рис. 120. Высокая линейная скорость реакционной смеси в цикле и малая степень превращения обусловливают минимальные градиенты концентраций и температур, при этом слой можно рассматривать, как бесконечно малый, а реактор — как аппарат идеального смешения. Следовательно, скорость [c.286]

Проточно-циркуляционный метод является первым из предложенных безградиентных методов изучения кинетики гетерогенных каталитических реакций в газовой фазе. Принцип его осуществления вытекает из указанного выше общего принципа безградиентных методов. Перемешивание в проточно-циркуляционной системе достигается применением интенсивной циркуляции реакционной смеси через катализатор [c.528]

Была разработана оригинальная конструкция проточно-циркуляционной системы с сильфонным насосом для реакций при высоких давлениях [1096] (рис. 40). В работах [523, 1152] проточно-циркуляционный метод был применен для изучения кинетики синтеза аммиака при низких давлениях (0,25—0,5 атм) с созданием двойной циркуляции (рис. 41) одним насосом и возвращением непрореагировавших исходных веществ в систему. Последнее оказалось особенно удобным при малых равновесных выходах продуктов реакции, т. е. в условиях, когда изменения концентраций исходных веществ незначительны. [c.532]

Стационарный циркуляционный метод, являющийся вариантом про-точно-циркуляционного, был независимо предложен и применен Г. К. Боресковым, М. Г. Слинько и А. Г. Филипповой [1100] для изучения кинетики реакции окисления водорода. Метод основан на том же принципе, что и проточно-циркуляционный, с тем различием, что вместо потока исходной смеси водорода и кислорода применяется дозирование ее электролизом воды, компенсирующее выведение продукта реакции из системы, осуществляемое путем его вымораживания. Метод удобен для данной реакции для других реакций он не применялся. [c.536]

Совершенно естественно, что условия на поверхности катализатора при непрерывной и импульсной подаче реагентов вовсе не обязательно должны быть одинаковыми. Поэтому результаты исследований этими двумя методами и выводы, которые из них делаются, могут и не совпадать. К сожалению, работ, в которых проводится сравнение двух методов, очень немного. Получены достаточно близкие результаты при изучении кинетики дегидрирования метанола обоими методами [8]. Имеются также работы по кинетике дегидрирования циклогексана, проведенные в импульсном режиме [9, 10], результаты которых достаточно хорошо согласуются с работами других исследователей, выполненными в проточной системе ill, 12]. Наоборот, японские авторы [13] нашли неодинаковые кинетические параметры для гидрирования ацетона при импульсной и непрерывной подаче вещества. [c.229]

Темкин положил начало широкому применению проточно-циркуляционного метода для изучения кинетики гетерогенно-каталитических процессов [13]. На рис. Х.5 представлена схема установки такого типа для окисления бензола в малеиновой ангидрид. Общий принцип работы установки ясен из рис. Х.5. Вся циркуляционная система реактор, насос с клапанной коробкой и коммуникации— находится в термостате или имеет специальный обогрев. Температура [c.409]

Несмотря на необходимость соблюдения указанных выше условий, проточный метод находит применение для исследования кинетики гомогенных быстротекущих реакций. Использование проточного метода для гетерогенных систем ограничивается системой газ — твердое тело (каталитические процессы). Изучение гетерогенных жидкофазных систем проточным методом крайне затруднительно. [c.178]

При изучении кинетики в проточных сис-темах, по-видимому, наиболее эффективны метод прямолинейных путей реакции и его модификация, предложенная Г. М. Панченковым и О. В. Корпусовым. Однако применение этого метода возможно, если имеются все индивидуальные изомеры олефинов. В случае их отсутствия для трехкомпонентной системы можно рекомендовать метод криволинейного пути реакции, а для любых систем — один из рассмотренных выше методов (малых превращений, поисковые, релаксации). [c.45]

В ранних работах [16 17] для изучения кинетики изомеризации н-олефинов применяли статический метод. Позднее стали использовать проточный [18] и проточно-циркуляционный [19] методы. Последние два метода наиболее эффективны тогда, когда время реакции невелико, когда возникновение побочных продуктов зависит от времени контакта реагентов с катализатором и когда необходимо ограничить реакционную зону только длиной слоя катализатора. Большинство непрерывных промышленных процессов осуществляется в контактных системах проточного типа. Однако для исследования реакций всеми перечисленными методами необходимы большие количества реагентов, что не всегда удобно в лабораторной практике. В последние годы для изучения ряда каталитических реакций с успехом применяются импульсные установки [20—23]. Преимуществами этих установок являются использование небольших количеств катализатора и исследуемь1х веществ, а также малое время контакта катализатора с углеводородами. Кроме того, импульсный метод позволяет проводить опыты при высокой активности свежего катализатора. [c.45]

Небольшие системы реакторов с мешалками непрерывного действия обычно применяют для изучения кинетики химических реакций. Денбиг и Пейдж [3] описывают проточный метод, использованный для исследования химических реакций, когда среднее время пребывания в сосуде составляло от 1 до 4000 секунд. Этот ]четод особенно ценен для исследования довольно быстрых реакций. Метод основан на измерении скорости химической реакции при различных скоростях потока жидкости в условиях стационарных режимов. [c.106]

Галогенирование ароматических углеводородов систематически изучалось Н. Н. Ворожцовым и сотр., разработавшими непрерывный метод так называемого многократного хлорирования бензола, нри котором за счет рециркуляции достигались наиболее выгодные соотношения хлорбензола и полихлорбензолов. А. Н. Плановский и В. С. Хайлов установили математические закономерности работы проточной технологической системы по этому методу [9, с. 391]. При изучении кинетики реакций галогени-ровапия Е. А. Шилов определил активность различных агентов галогенирования. Ю. С. Залкинд и Б. М. Михайлов с сотр. исследовали галогенирование конденсированных ародтатических соединений с помощью диоксандибромида. [c.83]

Безграднентный проточно-циркуляционный метод осуществляют в условиях практического отсутствия в реакционной зоне перепадов концентраций и температур. Принцип его применительно к изучению кинетики гетерогенных каталитических реакций был впервые предложен Темкиным, Киперманом и Лукьяновой [4]. Перемешивание в проточно-циркуляционной системе достигается интенсивной циркуляцией реакционной смеси через катализатор в замкнутом объеме при непрерывном поступлении и выведении газового потока, причем количество циркулирующего газа должно значительно превышать количество вновь вводимого исходного газа. Циркуляция с большой скоростью происходит с помощью насосов механических, поршневых или электромагнитных, [c.289]

Для описания кинетики реакции в дифференциальном проточном реакторе применимы уравнения в дифференциальной форме, причем скорость реакции рассчитывают как изменение количества реагентов (во входящем и выходящем из реактора потоках) в единицу времени. Поскольку изменения концентрации реагентов в дифференциальном реакторе весьма малы (по определению), обычно требуются специальные, достаточно чувствительные методы анализа. При наличии таких методов дифференциальный прочный реактор является весьма удобным для изучения кинетики топохимических реакций, поскольку особенности этих реакций проявляются здесь очень наглядно в связи со стационарным характером метода и малой инерционностью системы (изменения скорости реакции практически сразу отр ажаются на составе смеси, выходящей из реактора). В качестве недостатка проточного реактора выступают трудности, связанные с учетом влияния переноса вещества и тепла в реакционной зоне. Этот недостаток частично исключается при использовании без-градиентных методов исследования кинетики реакций. В этом. случае проточная система снабжается устройством для интенсивного принудительного перемешивания. Перемешивание-может производиться как внутри реакционной зоны (реактор идеального смешения), так и вне ее (проточно-циркуляционная установка). В проточно-циркуляционных установках исполь- [c.34]

Однако так обстоит дело лишь при исследовании кинетики стационарных реакций. Поскольку степень превращения, достигаемая при однократном проходе через реактор, существенно меньше суммарной степени превращения, проточно-циркуляционная система оказывается инерционной установление стационарного режима в ней происходит постепенно. Если же наблюдаемая скорость реакции изменяется во времени, как это имеет место для топохимических реакций, инерпретация экспериментальных данных оказывается сложной. В связи с этим проточно-циркуляционный метод практически неприменим для изучения кинетики тонохимичееких реакций. [c.35]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология