Протекание реакции стационарное

Для цепных реакций характерна возможность двух различных режимов протекания реакции стационарного и нестационарного. Обозначим концентрацию активного продукта через х. Изменение этой величины со временем в ряде случаев подчиняется кинетическому уравнению [c.11]

Проточные реакторы—наиболее распространенный тип реакторов, применяемых для экспериментального исследования гетерогенных каталитических процессов, потому что при стационарном состоянии легче контролировать режим и проводить анализы. Как отмечалось в начале книги, проточные реакторы могут быть интегрального и дифференциального типов. При анализе опытных данных, полученных при проведении процесса в дифференциальном проточном реакторе, можно пользоваться средними значениями парциальных давлений компонентов по всему объему аппарата или даже начальными значениями, что позволяет избежать осложнений, обусловленных изменением этих величин по мере протекания реакции. В том случае, если ни один из продуктов реакции не присутствует в исходной смеси, данные, получаемые при работе на дифференциальном реакторе, характеризуют начальную скорость процесса. [c.226]

Понятие меры завершенности химических реакций и химических инвариантов. Для снижения размерности системы дифференциальных уравнений кинетической модели, т. е. для представления ее в виде совокупности дифференциальных и алгебраических уравнений, вводится понятие химических инвариантов, которые являются линейными функциями от концентраций компонентов реакции и постоянны как в области нестационарного, так и стационарного протекания реакции. Химические инварианты изменяются только в случае, если в реакционной системе появляются новые химические реагенты или видоизменяются структурные виды. Химические инварианты для системы кинетических дифференциальных уравнений являются ее первыми интегралами. Следовательно, используя т = рГ Л химических инвариантов, удается понизить размерность системы дифференциальных уравнений на т, что существенно уменьшит время расчетов на ЭВМ. Аналогично если кинетическая модель представляется в виде системы нелинейных алгебраических уравнений, то совокупность т химических инвариантов также позволит снизить ее порядок па т. Отсюда следует, что для идентификации кинетической модели не обязательно анализировать изменения концентраций всех N химических реагентов, можно ограничиться анализом только N — [c.243]

Источником отклонений может служить также и изменение содержания кислорода в поверхностном слое катализатора в условиях протекания реакции, Стационарное содержание кислорода в поверхностном слое при протекании реакции окисления всегда ниже, чем в условиях гомомолекулярного обмена и энергия связи этого кислорода соответственно выше. При высоких концентрациях окисляемого вещества такие различия могут быть значительными. [c.353]

СЯ батареи реакторов смешения, изменения плотности, обусловленные протеканием реакций и связанными с ними тепловыми эффектами, незначительны, так что объемная скорость потока между отдельными ступенями в стационарном состоянии остается по существу постоянной. Для других случаев можно легко ввести поправки. [c.120]

В качестве примера рассмотрим формирование математического описания гомогенного трубчатого реактора для стационарных условий протекания реакций. Реакции протекают с тепловым эффектом, следовательно, необходим теплоотвод. Описание будет содержать уравнения покомпонентного баланса в форме [c.136]

В качестве примера рассмотрим структуру математического описания гомогенного трубчатого реактора для стационарных условий протекания реакций. Реакции протекают с тепловым [c.96]

Расчет величины Q по уравнению (П.28) упрощается стационарностью энергетического баланса в реакторах непрерывного действия. Для аппаратов группы РБ и РМ скорость реакции неизменна и определяется конечной концентрацией реагирующих веществ. Это положение допустимо также и при тепловом расчете реакторов группы РП. Хотя по жидкой фазе они близки к аппаратам идеального вытеснения, но в силу малого времени пребывания в них жидкости и протекания реакции преимущественно в диффузионной области скорость химического превращения в этих аппаратах можно считать неизменной во времени. [c.26]

Из схемы ингибированного окисления с учетом стационарности протекания реакции выводятся следующие кинетические уравнения [c.130]

Как было показано в 3 гл. IV на примере реакции первого порядка, при протекании реакции в открытой системе через некоторое время устанавливается стационарный режим реакции, при котором концентрация компонентов в реакторе перестает изменяться. Установление стационарного режима имеет место и в случае сложных реакций. При этом система дифференциальных уравнений (У.109) превращается в систему алгебраических уравнений- относительно неизвестных величин [c.237]

В случае разветвленных цепных реакций гибель свободного радикала при химических превращениях реагирующих веществ сопровождается рождением нескольких новых свободных радикалов. В зависимости от эффективности процессов, приводящих к гибели свободных радикалов, значение Ц в таких реакциях может оказаться больше, равно или меньше единицы. От этого будет зависеть режим протекания реакции. Если р 1, то реакция протекает в стационарном режиме. Если р > 1, то в, реагирующей системе происходит прогрессирующий рост концентрации свободных радикалов во времени, что ведет к возрастанию скорости реакции во времени. В таком случае режим протекания реакции называют автоускоряющимся. [c.132]

Традиционно для описания и анализа функционирующей реакционноспособной системы используют прямые кинетические методы, суть которых состоит в написании и решении специфической для изучаемого процесса системы дифференциальных кинетических уравнений. Очевидными достоинствами прямых кинетических подходов к описанию термодинамически неравновесных процессов являются детально отработанные алгоритмы получения и решения кинетических уравнений, удобные критерии устойчивости кинетических систем, а также возможность описания различных специфических динамических эффектов, таких как множественность стационарных состояний, возможные осцилляции скорости сложных химических реакций, предельные циклы , бифуркации, хаотические режимы протекания реакции и т.п. Следует, однако, подчеркнуть, что необходимым условием адекватности результатов, получаемых прямыми кинетическими методами, являются справедливость априорных представлений о схеме исследуемых химических превращений и достаточно точное знание констант скоростей отдельных элементарных стадий. [c.291]

На рис. И 1.16 изображена диаграмма, описывающая зависимость режима протекания реакции от Г и Р (концентрации с) реагирующих веществ. Диаграмма разделена на две части область стационарного ре- [c.184]

Точку N называют мысом полуострова воспламенения она характеризует термическую стабильность процесса. При температуре ниже Tjv режим протекания реакции сохраняется стационарным при любом Pi ( i) реагирующих компонентов. При более высокой температуре режим реакции в зависимости от Pi (с,) реагирующих компонентов системы будет или стационарным, или автоускоряющимся. [c.185]

Малейшее превышение значений Pi (г ) системы над нижним пределом воспламенения приводит к смене режима протекания реакции со стационарного на автоускоряющийся. Объясняется это тем, что при более высоких ( i) скорость гибели свободных радикалов меньше скорости их рождения. [c.185]

Превращение субстрата под действием фермента проходит обычно через ряд короткоживущих промежуточных соединений, изучение реакционной способности которых помогает выяснить механизм ферментативного катализа. К настоящему времени рав работаны такие методы, которые позволяют определять значения констант скоростей промежуточных стадий ферментативных реакций при изучении кинетики их протекания в стационарном режиме (см. гл. 7). Однако наиболее прямую и надежную информацию о кинетике промежуточных стадий можно получить, изучая ферментативные реакции в нестационарном режиме их протекания (с применением методов изучения быстрых реакций в растворах). [c.186]

Таким образом, лишь при средних значениях Р ( - ) [от Р (Сн) до Рв (Св)] режим протекания цепных реакций автоускоряющийся. При Pj ( i) ниже нижнего и выше верхнего пределов воспламенения режим реакции стационарный. С повышением температуры расстояние между пределами воспламенения увеличивается. [c.185]

Физическая интерпретация данного вывода проста если реакционноспособная система пребывает в неравновесном состоянии, направление элементарных химических превращений определяется текущими значениями химических потенциалов этих интермедиатов. При этом для стационарного протекания реакции (16.21) значения химических потенциалов (термодинамических напоров) всех интермедиатов оказываются жестко упорядоченными условиями стационарности процесса (рис. 16.2, 16.3) и описываются выражением (16.24), т.е. зависят только от химических потенциалов (напоров) реагентов и продуктов реакции, а также параметров Су, которые определяются стандартными потенциалами Гиббса об- [c.319]

После протекания реакции в предстационарном режиме, т. е. по истечении времени t >>тг(1 = 1...п), реакция переходит в стационарный процесс, протекающий со скоростью [c.203]

В уравнениях (4.33) и (4,34) первый член зависит от времени протекания реакции и определяет нестационарный ток. Стационарный ток характеризуется вторым членом этих уравнений. [c.224]

Каковы условия перехода стационарного течения реакции с разветвляющимися цепями к взрыву Очевидно, эта граница определяется равенством б = р. Величина Р может быть изменена путем изменения условий протекания реакции. Как уже указывалось, цепы обрываются на стенках сосуда. При низких давлениях (Р > б) процесс имеет стационарный характер. Соотношение между р и б зависит также от диаметра реакционного сосуда, поскольку от этой величины зависит отношение объема газовой смеси к поверхности стенок. Очевидно, чем больше диаметр, тем меньше вероятность обрыва цепей. И. Н. Семенов нашел, что при прочих равных условиях скорость цепной реакции пропорциональна квадрату диаметра сосуда. [c.357]

Для теоретического определения области протекания процесса необхо-димс оценивать скорости диффузии и химической реакции отдельно, как скорость независимых процессов. Отношение определенных таким образом скоростей указывают область протекания процесса в целом. Так следует поступать потому, что при установившемся течении реакции скорость диффузии становится равной скорости реакции, независимо от режима процесса, т. е. это равенство наблюдается в кинетической, диффузионной и переходной Областях. При стационарном протекании реакции термин диффузионная область вовсе не означает, следовательно, что действительная скорость реакции на реакционной поверхности больше скорости диффузии к этой поверхности. Обе эти скорости равны, но благодаря медленному притоку веществ к поверх 10сти скорость химической реакции на поверхности принудительно становится равной скорости диффузии. Концентрация вещества на поверхности прн этом мала, а градиент концентрации вблизи поверхности оказывается большим. И, наоборот, в кинетической области, где независимо определенная скорость диффузии значительно превышает скорости реакции, равенство скоростей диффузии и реакции наблюдается при мало отличающихся значениях концентраций реагирующих веществ в объеме и на поверхности. [c.313]

Факт многофазности катализатора в условиях воздействия среды на катализатор был экспериментально доказан в работе [107 ] на примере окисления углеводородов на окисных ванадиевых катализаторах. Так же можно трактовать и данные исследований Тарама и сотрудников [106 ]. Многофазность окисных медных катализаторов в условиях протекания реакции окисления олефинов была показана Поповой [108]. Соотношение между фазами окисных катализаторов определяется стационарными условиями скорости окисления и вос-становления катализатора, причем сами по себе эти процессы могут быть и не связаны непосредственно с катализируемой реакцией. Поэтому вопрос о фазовом составе катализатора совсем не следует ставить в зависимость от механизма основной катализируемой реакции. [c.51]

Наименьшее значение (i, при котором могут появляться мнимые собственные значения, соответствует р = О, га = 1, и равно Из условий (VIII.139) видно, что появление мнимых собственных значений в кинетическом режиме практически не может наблюдаться. Прежде всего, обычные значения р для пористых катализаторов превосходят единицу. Кроме того, поскольку Ф1 > 1 (в частности для плоской пластинки я] = л74, а для сферической частицы ф = л ), даже при Р 1 мнимым корням соответствуют значения параметра fi, при которых нарушаются условия протекания реакции в кинетическом режиме. Таким образом, на непрерывной ветви решений, начинающейся с ц = О и соответствующей кинетическому режиму протекания реакции, не возникает явлений колебательной неустойчивости и решения из этой ветви устойчивы вплоть до точки ветвления решений стационарных уравнений. Хотя мы пользовались [c.361]

Задача (VIII.147) всегда икеет действительный спектр. Таким образом, па непрерывных ветвях решений, соответствующих диффузионному режиму, также невозникает явлений колебательной неустойчивости. При А <С0 все собственные значения отрицательны, и соответствующий стационарный режим устойчив. При. 4 > О в спектре задачи (VIII.147) есть положительное собственное значение, и стационарный режим неустойчив. При изменении параметра А смена устойчивости происходит в результате перехода собственного значения через нуль в точке ветвления. 4=0. Области А ]>0 соответствует область неустойчивых режимов, разделяющих внутри- и внешнедиффузионную области протекания реакции. [c.363]

Для определения кинетики необходимо использовать безгра-диентные или проточно-циркуляционные установки [39, 41, 121], позволяющие проводить реакцию в течение длительного времени, достаточного для того, чтобы образец катализатора достиг стационарных условий. Циркуляционный реактор похож на дифференциальный, но за счет внешней или внутренней циркуляции газа температурные и концентрационные градиенты по слою катализатора, обусловленные протеканием реакции, сводятся к минимуму. Как дифференциальный, так и циркуляционный реакторы применяют для того, чтобы добиться изотермического режима. Но на практике к нему приближается только циркуляционный реактор. Заметим, что для измерений истинной кинетики необходимо вместо таблеток использовать очень мелкие частицы катализатора с тем, чтобы свести к минимуму влияние массопереноса. [c.260]

Ранее уже говорилось о необходимости быстро и эффективно транспортировать больщие количества горячих твердых материалов. Наиболее удовлетворяющей этому требованию оказалась технология процесса газификации в псевдоожиженном слое. Помимо этого данная технология обеспечивает быстрое перемещивание, весьма высокие скорости протекания реакций взаимодействия между газами и твердыми компонентами, а также однородность температурных полей в системе. Таким образом, стационарный псевдоожиженный слой с выводом твердых материалов либо сверху, либо снизу применяется в процессах ХАЙГАЗ , СОг-акцептор , Синтан , Гидран и, наконец, с агломерацией золы. Технология взвешенного слоя (реактор с подвижной зоной реакции) применяется в БИ-ГАЗ-процессе и двух ступенях Гидран-про-цесса . [c.170]

В работе обобщены результаты проводимых в Институте латализа СО АН СССР исследований в области реализации каталитических процессов в кипящем слое. Приведены результаты экспериментальных исследований переноса тепла и массы, оценено влияние различных факторов на протекание реакции, сформулирована математическая модель для описания каталитического процесса. Анализ модели позволил обнаружить область неединственности, наличие сильно неизотермических стационарных режимов. [c.167]

В гл. 1, разд. 2, было показано, что нормальная скорость пламени определяется максимальной скоростью реакции в пламени. Эта скорость соответствует зоне с температурой Ттал=Ть—в, т. е. зоне завершающей стадии реакции процесса, которая здесь всегда заключается в догорании окиси углерода. При соответствующем уменьшении концентрации горючего достигаются предельные условия протекания реакции в пламени, необходимые для того, чтобы было возможным стационарное горение. Они определяются едиными для любого исходного горючего кинетическими закономерностями окисления окиси углерода и величиной температуры горения. Когда температуры горения равны, составы таких вторичных смесей обычно не очень сильно зависят от состава исходных смесей, их различия слабо влияют на скорость догорания окиси углерода. Поэтому скорость завершающего процесса — взаимодействия СО+О2, а с нею и величина Ып в основном определяются температурой зоны реакции, которая близка к Ть- В результате температура горения оказывается практически единственным фактором, определяющим скорость пламени в смесях подкритического состава. [c.58]

В цепных разветвленных реакциях переход от стационарного режима к автоускоренному при изменении какого-либо параметра вблизи критического значения сопровождается резким изменением скорости реакции от полного отсутствия реакции к бурному превращению, переходящему в воспламенение смеси. Это связано с быстрым нарастанием концентрации активных центров при автоускоренном протекании реакции, поскольку разветвление [c.345]

Под стационарным режимом протекания реакции подразумевается такой, когда концентрация активных промежуточных продуктов и разогрев реагирующей смеси сохраняют малые квазиетационарные значения, изменяющиеся лишь в меру изменения концентраций исходных веществ. [c.49]

Проследим эту зависимость при некоторой = onst (изотерма // ). При достаточно низких Р ( j) режим реакции стационарный. Объясняется это тем, что в этих условиях, вследствие усиленной диффузии свободных радикалов к стенкам реактора, скорость их гибели выше скорости рождения. С повышением Pi ( j) вероятность диффузии свободных радикалов к стенкам реактора уменьшается. При давлении реагирующих компонентов Р (концентрации ) скорости гибели и рождения свободных радикалов выравниваются. Создается критическое условие, когда происходит смена режима протекания реакции. Давление Р (с ) реагирующих компонентов называют нижним пределом воспламенения взрываемости). [c.185]

С приближением Я ( j) к Р (Св) снова создается критическое условие, которое называют верхним пределом воспламенения (взрываемости) — опять скорости гибели и рождения свободных радикалов выравниваются. Дальнейшее повышения Р (с ) ведет к обратной смене режима протекания реакции с автоускоряюще-гося на стационарный. Объясняется это увеличением скорости гибели свободных радикалов в результате учащения тройных соударений частиц при высоких Р (с,). [c.185]

Анализ сильнонелинейных схем, подобных приведенной, объясняет многие критические явления, в том числе множественность стационарных состояний, наблюдаемых, например, при проведении реакции на никеле и платине, а также возникновение при определенных соотношениях давлений реагентов осциллирующих режимов протекания реакции. Существенно, что при этом в дополнение к приведенной схеме, дающей в предположении идеальной адсорбции на однородной поверхности только однозначное и устойчивое решение, для объяснения критических явлений и возникновения осциллирующего режима оказалось необходимым ввести дополнительные предположения, в частности, предположение о том, что в предложенной схеме энергии активации Е(и, таким образом, скорость реакций) обеих стадий с образованием воды зависят от покрытия поверхности катализатора адсорбированным кислородом Од [c.391]

При изучении кинетики гидролиза п-нитроанилида Ь-ала-нина, катализируемого аминоцептидазой М в стационарном режиме протекания реакции было найдено, что зависимость начальной скорости ферментативной реакции от концентрации субстрата имеет вид 5-образной кривой при малых концентрациях п-нитро-анилида [19]. Предполагая, что фермент в условиях реакции претерпевает обратимую изомеризацию с образованием неактивного конформера (Е, схема 6.27), и исходя из данных табл. 16, определить значения кинетических параметров ферментативной реакции и константу равновесной обратимой изомеризации фермента [c.124]

Гидролиз о-нитрофенил-а-мальтозида, катализируемый а-амилазой, изучали с помощью метода остановленной струи. В табл. 6 приведена зависимость концентрации образующегося в реакции о-нитрофенола от времени в начальный период реакции. Найти, двух- или трехстадийной схеме ферментативной реакции соответствуют данные табл. 6, если значения Кт(каж) и кат, определенные в стационарном режиме протекания реакция, равны [c.193]

При анализе продуктов электроокисления метанола в том же интервале потенциалов наряду с СО были обнаружены НаСО и НСООН или НСОО , что означает протекание реакции через промежуточное образование НаСО и НСООН или НСОСЗ". В то же время при окислении частиц НСО, образующихся при адсорбции метанола на поверхности платины (см. 27), получается только СОа. Можно предположить, что электроокисление метанола в стационарных условиях включает несколько параллельных стадий [c.385]

Переход от стационарного режима к нестационарному характеризуют критические условия — условия, при которых равны скорости разветвления и обрыва цепей. Нижний предел по давлению pj — критическое давление, выше которого реакция протекает в нестационарном режиме. В области pi разветвление в объеме конкурирует с обрывом цепей на стенке. Поэтому pi зависит от диаметра сосуда и его формы (от 5/К), а также от состояния стенки, которое можно менять, покрывая стенку тем или иным веществом. Верхний предел по давлению pj, выше которого реакция протекает стационарно, зависит от температуры. При р >р-2 обрыв цепей в объеме идет более эффективно (тройные столкновения), чем разветвленне (двойные столкновения). В координатах р — Т область нестационарного протекания реакции образует так называемый полуостров воспламенения. Существует критическая температура, ниже которой при любол давлении воспламенения не происходит. Введение ингибиторов реакции сокращает размеры полуострова воспламенения. [c.201]

И. Хемилюминесцентный мепюд (ХЛ). Окисление углеводородов сопровождается слабой хемилюминесценцией, которая возникает в результате реакции между двумя вторичными пероксидными радикалами. Интенсивность хемилюмипесценции / = 2й т] (КО, ] , где т] — квантовый выход свечения в этой реакции. Если в окисляющийся углеводород введен инициатор и радикалы образуются из него на протяжении всего опыта, то, следя за изменением интенсивности хемилю-минесценции, можно измерить константу скорости распада инициатора к. При стационарном протекании реакции [c.332]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология