Хроматографическая колонка профиль скоростей потока

Обычно опыты в микрореакторе проводят так же, как и в интегральном проточном реакторе. Температуру, давление и размер импульса поддерживают постоянными и, изменяя скорость подачи газа-посителя, получают зависимость степени превращения от времени. Для определения скорости реакции можпо использовать уравнения (9) и (10), если в них вместо скорости подачи реагента подставить скорость подачи газа-носителя. Изменения величины импульса изменяют амплитуду и протяженность концентрационного профиля, но не влияют на время каталитической реакции. Хроматографическая колонка должна быть прокалибрована для каждой из используемых скоростей газа-посителя. Часто падение давления в колонке бывает таким большим, что при изменении скорости потока происходит изменение давления. Этого можпо избежать, используя аналитическую колонку с небольшим перепадом давления или поставив регулятор давления перед колонкой и поддерживая в реакторе давление постоянное и немного большее, чем в колонке. Часто поток газа-носителя поддерживают постоянным и изменяют температуру катализатора. Этот метод прост и вполне приемлем для предварительных измерений, по его нельзя рекомендовать для серьезных кинетических исследований. [c.20]

Хроматографический фронт в процессе движения вдоль колонки в каждый момент времени обладает совершенно определенным профилем концентраций. Если этот профиль не изменяется, то все концентрации движутся с одинаковой скоростью и мы говорим о стационарном фронте . Такой фронт может образоваться только в том случае, когда непрерывное размывание, вызванное диффузией или медленностью установления сорбционного равновесия, уравновешивается каким-либо обратным эффектом. Так, происходящее в результате сорбции уменьшение линейной скорости потока внутри фронта от до / / оказывает воздействие, увеличивающее крутизну фронта. [c.427]

Существенно, что особенно весом вклад профиля скорости в дисперсию хроматографического пика (1.61). Он растет с увеличением скорости потока диаметра колонки 2i n fee длины х. Для больших макромолекул он выше, чем для малых. Входящее в него выражение (1 -f 21п — г ) отрицательно для всех значений г . Если, в соответствии с Гиддингсом [8], радиальную диффузию представить в виде двух слагаемых [c.36]

Основная причина этого уменьшения — трудность равномерного заполнения колонки материалом насадки. Насадка состоит из неодинаковых частиц, размеры которых заключены в некотором диапазоне, и вследствие этого может происходить их сегрегация. Сегрегация частиц насадки приводит к искажению профиля скоростей газового потока в колонке. В областях с менее плотной насадкой больше проницаемость, а следовательно, больше и скорость газового потока. В областях с более плотной насадкой, т. е. в областях, заполненных частицами малого размера, образец удерживается дольше, что приводит к увеличению ширины хроматографических пиков. Расширение пиков приводит к уменьшению эффективности и степени разделения. [c.99]

При изготовлении длинных и узких колонок большое внимание следует обращать на соединение отдельных секций между собой. Изменения диаметра колонки вызывают расширение хроматографической полосы и уменьшение эффективности. Выше уже говорилось о том, что соединительные линии можно заполнять насадкой с тем, чтобы создать непрерывный переход от секции к секции. При соединении колонок большого диаметра могут быть выгодны трубки уменьшенного диаметра, способствующие разрушению профиля скоростей газового потока, обусловленных разделением частиц насадки. [c.131]

При заполнении насадкой колонок большого диаметра происходит явно выраженное разделение частиц насадки, которое заключается в том, что более крупные частицы концентрируются преимущественно у стенок колонки, а менее крупные — у ее оси. В результате плотность насадки у оси колонки оказывается выше, чем у ее стенок. Ранее при обсуждении способов заполнения колонки насадкой отмечалось, что попытки исправить это положение с помощью трамбовок специальной формы, как правило, не дают улучшения работы колонки. Даже и без учета разделения частиц насадки ее плотность в различных точках поперечного сечения колонки может быть неодинаковой, что также приводит к появлению неравномерных концентрационных профилей и профилей скоростей газового потока. В результате в области с более пористой насадкой (как правило, у стенок колонки) газовый поток имеет повышенную скорость, и это приводит к расширению хроматографических полос и уменьшению критерия разделения и эффективности. Борьбу с этими эффектами ведут путем использования специальных способов заполнения колонки насадкой, псевдоожижения насадки, конусов, устанавливаемых на входе в колонку и на выходе из нее, а также распределителей газового потока. Специальная форма колонки также оказывает положительное влияние. [c.140]

После сглаживания концентрационного профиля пробы на входе в колонку с помощью конусов для колонок большого диаметра остается еще одна проблема, связанная с неравномерностью профиля скоростей газового потока, обусловленной разделением частиц насадки. За исключением некоторых отдельных случаев, попытки уменьшения этого разделения путем использования специальных способов заполнения колонки насадкой были безуспешными. Кроме того, эти способы не обеспечивают достаточной воспроизводимости характеристик колонки. Разделение частиц вызывает неравномерность профиля скоростей газового потока в колонке, а тем самым и расширение хроматографической полосы, и если бы найти способ периодического перемешивания потока, то можно было бы поднять производительность колонки без больших потерь в ее эффективности. Именно такой подход и обеспечил возможность создания препаративной хроматографии промышленного масштаба. Этот же подход используют и в лабораторной препаративной хроматографии. Ниже приведено краткое его описание. [c.136]

Основным фактором, вызывающим увеличение ширины хроматографической зоны в незаполненной капиллярной колонке и положенным в основу изложенного выше теоретического анализа, является динамическая диффузия, обусловленная наличием параболического профиля скорости при ламинарном течении газа в трубке. Известно [1], что увеличение скорости потока до такого уровня, когда значение критерия Рейнольдса (2-1) превышает 2300, приводит к резкому изменению характера течения, связанному с переходом к турбулентному режиму. Такой режим х аракте-ризуется значительно более равномерным распределением локальных скоростей по сечению канала. При этом лишь у самой стенки в узкой зоне толщиной б = 0,1 0,01 г имеет место быстрое падение скорости до пулевого значения (при г = Гд), остальная же часть потока, находящаяся в средней части канала (от О до 0,9 Го),— турбулентное ядро — движется с очень близкими значениями скоростей. [c.40]

В приведенных выше примерах использовались шайбы из твердого материала, которые отклоняли газовый поток в колонке, вызывая этим его перемешивание и выравнивание профилей его скоростей. Ввиду того что более крупные частицы насадки располагаются преимущественно у стенок колонки, газовый поток в этой области испытывает меньшее сопротивление и имеет большую скорость. В связи с этим участок хроматографической полосы у стенки колонки опережает в своем движении участок этой же полосы, расположенный ближе к оси колонки. Для уменьшения этого эффекта ближе к стенкам колонки можно ввести дополнительное количество неподвижной фазы. Фризоун [56] осуществил это с помощью так называемых химических шайб. Эти шайбы изготавливали из фильтровальной бумаги, пропитывали жидкой фазой, причем диаметр отверстий шайб, помещенных в колонке, постепенно уменьшался в направлении движения газового потока. Такие шайбы увеличивали время удерживания веществ у стенок колонки. В колонке диаметром около 5 см с такими шайбами эффективность, измеренная на ее оси с помощью специального зонда, была равна эффективности у ее стенок. Аналогичные шайбы пытался использовать и Верзел [75], но он не получил достаточно хороших результатов. Он изучал плоские, конические и полукониче-ские шайбы с одинаковыми и постепенно суживающимися отверстиями, расположенные в колонке на различных расстояниях друг от друга. Однако ни в одном Из этих случаев не была получена [c.138]