Скорость во внешне-диффузионной област

В зависимости от режима процесса, качества сырья и степени дисперсности катализатора роль диффузионных и адсорбционных процессов может быть больше или меньше. Так, установлено, что при нормальном режиме реактора каталитического крекипга с кипящим слоем порошкообразного катализатора при температурах от 480 до 535° С решающее значение имеют адсорбция и химические реакции на поверхности катализатора . При крекинге на крупно-гранулированном катализаторе скорость реакции тормозится диффузией молекул сырья к внутренней поверхности катализатора. Г. М. Панченковым и Ю. М. Жоровым было показано, что каталитический крекинг легких газойлей при размере зерен катализатора 3—Ъ мм и температурном интервале 450—500° С протекает в области переходной между внутренней кинетической и внутренней диффузионной . Крекинг тяжелых газойлей при температурах выше 460° С происходит вблизи внешней диффузионной области, т. е. скорость распада здесь мало зависит от активности и величины внутренней поверхности катализатора и определяется скоростью подвода молекул сырья к внешней его поверхности. [c.153]

Внешняя диффузионная область. Скорость суммарного процесса определяется скоростью диффузии реагирующих веществ из объема к поверхности гранул. [c.273]

Если на твердом катализаторе проводится реакция между газообразным и жидким реагентами, то газ должен диффундировать к поверхности катализатора через пленку жидкости, которая представляет собой очень большое диффузионное сопротивление в результате процесс практически всегда проходит во внешней диффузионной области. Скорость диффузии газа на единицу внешней поверхности катализатора может быть для этого случая описана уравнением [c.155]

Зависимость gk от 1/7, где й — константа скорости гетерогеннокаталитического процесса, при переходе из одной кинетической области в другую характеризуется на графике изломами на прямых. При низких температурах процесс протекает в кинетической области и угловой коэффициент прямой наибольший, так как у химической реакции сравнительно с другими стадиями самая большая энергия активации. При повышении температуры получается излом при переходе во внутренне-диффузионную область и следующий излом — при переходе во внешне-диффузионную область. [c.436]

При к>р скорость диффузионного переноса определяет скорость всего процесса и реакция протекает во внешней диффузионной области [c.10]

Во внешней диффузионной области наблюдаемая скорость реакции зависит от гидродинамических условий (главным образом от линейной скорости потока, размеров зерна катализатора и условий теплоотвода) наблюдаемая энергия активации будет низкой (8,4—25,1 кДж/моль) из-за температурной ста(бильности величины р. Так как в этой области МидО [c.10]

Во внешней диффузионной области скорость регенерации определяется диффузией кислорода из объема гранул к их поверхности. Концентрация кислорода у поверхности гранул меньше, чем в газовом пространстве между гранулами. В промышленных условиях начальная стадия (горение кокса начинается через 12— 17 мин после подачи воздуха) выжига протекает в пневмоподъемнике катализатора и в верхней части регенератора. Количество выжигаемого кокса (при удельном расходе воздуха 200 об. ч. на 1 об. ч. катализатора в 1 ч) пропорционально продолжительности регенерации катализатора. Только при выжиге небольших количеств кокса из центра частиц скорость регенерации замедляется вследствие диффузионных явлений. [c.67]

Внешне-диффузионная область может осуществляться как и в условиях движущегося потока газа или жидкости, омывающих твердый катализатор, так и в условиях статической системы. В обоих случаях, как указывалось выше, изменение концентраций от С,- до с/ осуществляется в диффузионном слое, от эффективной толщины которого зависят величина перепада концентраций и скорость диффузии. [c.389]

Активность катализатора — чем больше активность, тем больше скорость реакционных стадий и тем более может проявляться диффузионное торможение. При протекании реакции во внешне-диффузионной области увеличение активности катализатора поэтому не должно сказываться на суммарной скорости процесса, определяемой скоростью диффузионных стадий. При увеличении активности катализатора усиливаются неравенства (Х.17) и (Х.18), т. е. как бы углубляется внешне-диффузионная область. Изменение количества катализатора может сказываться так же, как изменение активности, однако здесь зависимость может быть более сложной. [c.392]

Сначала рассмотрим качественно влияние условий протекания реакции (т. е. свойств реакционной системы в целом) на скорость ее во внешне-диффузионной области. [c.392]

Г. К- Боресков [475, 830] дает следующее выражение для скорости практически необратимой реакции во внешне-диффузионной области [c.393]

В переходной области скорость реакции I порядка выражается уравнениями (Х.35) — (Х.37). Таким образом, на примере реакции I порядка видно, что протекание процесса в кинетической или внешне-диффузионной областях зависит от соотношения величин к, О и б, причем чем меньше В и больше б, тем более вероятно осуществление внешне-диффузионного режима. [c.395]

Низкое значение наблюдаемой энергии активации, а также снижение ее нри повышении температуры дают основания предположить возможность диффузионного торможения реакции каталитического крекинга тяжелых газойлей. Исследования [30] влияния структуры внутренней поверхности катализатора и величины его внешней поверхности на скорость процесса подтвердили это предположение. Было найдено, что каталитический крекинг тяжелого газо11ля при температурах 460 — 490 °С протекает в области, переходной между внутренней и внешней диффузионными областями. [c.166]

Если реакция протекает во внешне-диффузионной области, то из уравнений (Х.27) и (Х.24) следует, что скорость процесса лишь слабо зависит от температуры, так как и Г, в отличие от экспоненциальной зависимости в кинетической области. [c.397]

При переходе из кинетической области во внешне-диффузионную область скорость процесса при прочих равных условиях значительно снижается и хотя величина активности катализатора во внешне-диффузионной области до известных пределов несущественна, такое снижение скорости эквивалентно фиктивному уменьшению активности катализатора. [c.398]

При переходе во внешне-диффузионную область концентрация А(адс> уменьшится, вследствие чего снизится скорость II стадии. Благодаря замедлен- [c.398]

На практике, в производственных условиях, внешне-диффузионная область в чистом виде реализуется лишь в немногих случаях, одним из которых и является окисление аммиака на платиновых сетках [840] и на неплатиновых катализаторах [841]. При окислении аммиака сама реакция протекает очень быстро, но скорость ее вследствие внешней диффузии снижается более чем на 90% [829, 841]. [c.404]

Следует отметить, что в случае реакции с торможением продуктом при снижении времени контакта скорость реакции резко возрастает из-за уменьшения концентрации продукта. Поэтому при достаточно малых временах контакта (т. е. достаточно больших объемных скоростях) реакция в данном случае должна перейти в диффузионную область (когда скорость реакции превысит скорость диффузии). Это наблюдалось И. П. Сидоровым с сотрудниками [1185] для реакции синтеза аммиака. Как видно, влияние увеличения скорости потока в данном случае противоположно его эффекту во внешне-диффузионной области. [c.413]

В случае других окислительных процессов (например при окислении метанола, окислении сернистого газа) скорость их в определенных условиях может значительно искажаться, до 50% [829], из-за внешней диффузии, однако, как -правило, чистая внешне-диффузионная область в них не осуществляется. [c.404]

Из изложенного ясно, что наложение внешне-диффузионных факторов приводит к уменьшению скорости процесса по сравнению со скоростью его в кинетической области, а потому оно в большинстве случаев невыгодно. Нежелательность влияния диффузии вынуждает работать с большими линейными скоростями и малыми размерами зерен катализатора, последнее же ведет к возрастанию гидравлического сопротивления. Однако в некотором отношении внешне-диффузионная область иногда оказывается выгодной [c.404]

Если процесс происходит в кинетической области, то это означает, что сами реакционные или адсорбционные стадии происходят настолько медленно, что убыль концентрации исходных веществ в порах, в том числе концентрация в центре зерен катализатора, успевает пополняться из-за быстрой внутренней диффузии. При зтом скорость внутренней диффузии образующихся продуктов должна быть также настолько быстрой, чтобы она не препятствовала их десорбции с поверхности. При протекании реакции во внешне-диффузионной области транспорт исходных веществ в порах катализатора должен быть более быстрым, чем перенос их к внешней поверхности, а продуктов реакции — от внешней поверхности в объем. [c.406]

Таким образом, если во внешне-диффузионной области скорость процесса всегда характеризуется уравнением реакции I порядка независимо от порядка в кинетической области, то во внутренне-диффузионной области она зависит от порядка ее в кинетической области. Уравнение (Х.78) относится к случаю, когда реакция в кинетической области протекает без торможения продуктом. [c.410]

Энергия активации составляет около 42 кДд, моль. Следует отметить, что на активность и другие свойства катализатора оказывает большое аггаяние состав реакционной смеси, позтоцу скорость реакции будет зависеть от состава очищаемого газа. Так же как и при гидрировании окиолов углерода в прошпшенных аппаратах, процесс гидрирования кислорода протекает во внешней диффузионной области. [c.202]

В диффузионной области энергия активации меньше кин. Действительно, в соответствии с (XIII. 103) во внешней диффузионной области константы скорости реакции и диффузии равны. Поэтому энергия активации определяется температурной зависимостью коэффициента диффузии поскольку D -i/t, то [c.773]

В диффузйопной области скорость реакции, так же как и коэффициент диффузии, сравнительно мало зависит от температуры и меняется с изменением скорости газового потока аналогично диффузионному критерию Нуссельта, т. е. пропорционально скорости газового потока в степени 0,4—0,5 во внешней диффузионной области, в степени 0,8 — при турбулентном движении во внутренней диффузионной области. [c.391]

С дальиейлним повышением температуры скорость химической реакции возрастает настолько, что становится несоизмеримой со скоростью внутренней диффузии, и внутреннее объемное горение практически прекращается. Прн этом внешняя диффузия кислорода к иоверхностн углерод-Н0] 0 тела мон ет значительно превышать скорость поверхностной химической реакции. Процесс горения перейдет во внешнюю кинетическую область. Прн очень высоких температурах скорость химической реакции становится настолько большой, что процесс в целом начинает опреде- тяться скоростью внешней диффузии, т. с. переходит ио внешнюю диффузионную область. [c.160]

Как видно из уравнения (Х.27), скорость диффузии возрастает с увеличением коэффициента диффузииГ линейной скорости, парциального давления данного компонента и с уменьшением давления инертного газа, а также с уменьшением размеров зерен катализатора. Следовательно, выгодно, чтобы размеры зерен катализатора были малы. Однако с уменьшением размеров зерен возрастает гидравлическое сопротивление, причем также пропорционально (1/с о) [829], поэтому, как отмечает Г. К. Боресков, при уменьшении размеров зерен катализатора во внешне-диффузионной области выгодно сохранять его активность на прежнем уровне, уменьшая соответственно высоту слоя для снижения гидравлического сопротивления [829]. Чем больше доля свободного объема слоя катализатора, тем меньше гидравлическое сопротивление. [c.394]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология