Изучение кинетики, методы в проточно-циркуляционной систем

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]

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]

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]

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]

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]

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]

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]

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]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология