Кинетическое уравнение для температуры

Наряду с изменением скорости реакции, необходимо исследовать характер изменений, которые вносит сама реакция в состояние системы. Такого рода исследование проводится в главе, посвященной интегрированию кинетических уравнений при постоянной температуре там же описываются способы определения кинетических констант. Характерная черта, вносящая принципиальное различие между прикладной и чистой химической кинетикой, — это исследование взаимодействия химических и физических процессов. Этому вопросу посвящена глава VI, в которой проводится анализ различных стадий гетерогенно-каталитического процесса. [c.8]

Кинетическое уравнение связывает скорость реакции с па — pii метрами, от которых она зависит. Наиболее важными из этих параметров являются концентрация, температура, давление и, в случае каталитических реакций, — активность катализатора [c.20]

Под математической моделью (математическим описанием) понимается совокупность математических зависимостей, отражающих в явной форме сущность химического процесса и связывающих его физико-химические, режимные и управляющие параметры с конструктивными особенностями реактора. В общем случае математическая модель химического реактора должна состоять из кинетических уравнений, описывающих зависимость скорости отдельных реакций от состава реагирующих веществ, температуры и давления, из уравнений массо-теплообмена и гидродинамики, материального и теплового балансов и движения потока реагирующей массы и т. д. [c.7]

В диапазоне температур 600—672 К исследована 102] кинетика конкурентных реакций гидрирования бензола и толуола и дегидрирования соответствующих нафтенов на платиновой проволоке. Реакции протекают строго селективно. Полученные результаты по всем диапазонам температур, давлений и активностей описываются одним кинетическим уравнением. Постоянство отношения скоростей конкурентных реакций в процессе дезактивации катализатора позволило сделать вывод, что на лимитирующих стадиях обе реакции протекают на одних и тех же активных центрах. [c.56]

Проходящие в несколько этапов реакции, которые можно представить одним стехиометрическим уравнением, а ход их описать одним кинетическим уравнением, называются сложными. Константа скорости реакции, входящая в уравнения (УП1-9) и (Vni-10), инвариантна по концентрации, но зависит от температуры. Если скорость реакции в гомогенной системе можно описать приведенными кинетическими уравнениями, то размерность константы скорости реакции п-го порядка будет следующая [время]- [концентрация]" . Для реакций первого порядка k имеет размерность [время]-. [c.208]

Зависимость скорости реакции от температуры. Энергия активации. Для многих реакций, а особенно для реакций простых, фактор, учитывающий влияние температуры в кинетическом уравнении (УП1-8), или так называемая константа скорости реакции, может быть представлена с помощью уравнения Аррениуса [c.214]

Пример У1П-15. В сосуде (объемом V, = 1 м ), снабженном мешалкой и охлаждающим змеевиком (с поверхностью теплообмена — З м ), проводится реакция А—В, описываемая кинетическим уравнением га = йСа. Начальная температура реакции Го = 300 К, константа скорости реакции при этой темпе- [c.332]

Масса катализатора 2,2 г, средняя температура в слое 41 °С, давление атмосферное. Проверить пригодность предположений о следующих стадиях механизма процесса, определяющих его скорость, а также правильность соответствующих им кинетических уравнений для начальной скорости реакции [c.235]

Ниже описан ряд каталитических процессов, имеющих важное промышленное значение. При этом приведены известные составы катализаторов, рабочие температуры и давления, кинетические уравнения или время контактирования и объемная скорость оправдавших себя катализаторов. Указанные данные позволяют оценить порядок величины размеров реактора для рассмотренных процессов. Однако объемная скорость может сильно меняться в зависимости от продолжительности работы и даже небольших изменений состава катализатора, а также от требующегося общего выхода и степени превращения за один проход. Объемная скорость измеряется или в Л1 газа [приведенного к нормальным условиям (О С и 760 мм рт. ст.)], проходящего через 1 ж катализатора за 1 ч, или в кг газа, проходящего через 1 кг катализатора за 1 ч. [c.323]

Японские исследователи изучали кинетику реакции в присутствии 36%-ной соляной кислоты и промотора — тиогликолевой кислоты при таких условиях, когда выход дифенилолпропана составляет 80—90%, что позволяет считать реакцию необратимой (температура 25—45°С). Были выведены кинетические уравнения для двух случаев. В одном случае фенол берут в большом избытке по сравнению со стехиометрическим (мольное соотношение фенол ацетон = 10 1). Тогда скорость реакции зависит только от концентрации ацетона, что и было подтверждено экспериментальными данными по изменению концентрации ацетона. При стехиометрическом соотношении фенол ацетон было экспериментально установлено, что скорость зависит от концентрации обоих компонентов и имеет первый порядок по ацетону и второй — по фенолу [c.86]

Метод подбора уравнений, основанный на подстановке экспериментальных данных по концентрации вещества для каждого момента времени в кинетические уравнения реакций различных порядков. Определяемый порядок реакции соответствует тому уравнению, для которого при различных начальных концентрациях исходных веществ и в различные моменты времени при заданной температуре величина константы скорости будет оставаться постоянной. [c.334]

Почему прн высоких температурах кинетическое уравнение [c.420]

Для описания процесса окисления в кубах — периодического по сырью и непрерывного по окислителю (воздуху) —на основе предположения о необратимой реакции первого порядка предложено формально-кинетическое уравнение [68]. С учетом обратно пропорциональной связи между концентрацией реагирующего материала и температурой размягчения битума уравнение имеет вид [c.52]

Для некоторых случаев возможны аналитические или численные решения диффузионно-кинетических уравнений. При этом температура и такие физико-химические свойства, как растворимость, коэффициенты ди узии и константа скорости, обычно принимаются постоянными. [c.45]

В адиабатических реакторах температура непрерывно изменяется по мере протекания реакции, вследствие чего меняются коэффициенты адсорбции и константы кинетического уравнения. Значения температуры смеси реагирующих газов по мере увеличения степени превращения можно -рассчитать по тепловому балансу. Расчет реактора в этом случае не слишком сложен. [c.142]

По графику на рис. П-1 можно определить величины констант кинетического уравнения. На рис. П-3 показана зависимость теплоты реакции от температуры. Зависимости мольных теплоемкостей всех участвующих в реакции веществ от температуры приведены на рис. П-4. [c.143]

Для проведения расчета нужно располагать многими данными иметь кинетическое уравнение и зависимость констант этого уравнения от температуры, теплоту реакции, физико-химические свойства компонентов (молекулярные веса, теплоемкости и т. д.), физические свойства катализатора (насыпная плотность слоя, удельный вес зерен). Дальнейший расчет проводится в следующем порядке [c.146]

По кинетическому уравнению рассчитать скорость реакции при принятой температуре и с ее помощью определить величину /Р. Отсюда можно найти количество катализатора и размеры реактора. Далее следует определить площадь поверхности теплообмена и проверить количество переносимого тепла. [c.148]

По известной константе равновесия, а также по экспериментальным или теоретическим значениям энергии активации и порядка реакции составить кинетическое уравнение, в которое будет входить степень превращения и температура. [c.209]

Если О — массовая скорость потока х — длина реактора, Са — концентрация компонента А в молях на единицу массы реакционной смеси, а — начальное значение концентрации са, Р — общее давление, М — масса одного моля компонента и Г— температура, то кинетическое уравнение записывается в виде йс, I МР 2.. [c.307]

Сноу и Шатт [341 предложили описывать процесс пиролиза этана семью реакциями, для которых ими даны кинетические уравнения. В табл. УП-11 приведены эти уравнения. Данные относятся к интервалу температур 590—1100 °С. [c.253]

Разрушение металла при эксплуатации оборудования интерпретируется как кинетический процесс со стадийным накоплением повреждений. В общем случае в число переменных кинетического уравнения процесса разрушения входят компоненты тензора напряжений Т деформаций Те, ее скорость T , время I, температура Т и др. [c.299]

Т — температура. К т, х показатели степени в кинетических уравнениях. [c.308]

Интегрирование кинетических уравнений. Совокупность К концентраций ключевых веществ может быть иначе названа вектором состава. Я-мерный вектор состава С — основная переменная, характеризующая состояние смеси, претерпевающей сложный химический процесс. Скорости образования ключевых веществ r могут быть представлены как функции только вектора С и температуры [c.68]

Кинетическое уравнение реакции определялось из опытов.при низких температурах и больших скоростях перемешивания и имело вид . [c.309]

Из формулы (IX.54) следует, что в отличие от исследованного ранее случая, когда процесс протекает в кинетической области, гамильтониан Н не возрастает неограниченно с увеличением температуры даже при е < 1. Действительно, при Т со величины а и Ь стремятся к единице и гамильтониан (IX.54) становится отрицательным. Поэтому в рассматриваемом случае всегда существуют ограниченные решения вариационной задачи. Используя кинетические уравнения (IX.50), (IX.51), приводим уравнение для оптимальной температуры (IX.26) к виду [c.379]

Ход кинетических исследований на интегральных реакторах сводится к следующему. Пусть в результате опыта измерены концентрации реагентов С ц температура реагирующей смеси Т в последовательные моменты времени т или в последовательных сечениях реактора идеального вытеснения с координатами I, измеряемыми временем, за которое поток проходит расстояние от входа до данного сечения. Таким образом получают интегральные кривые исследуемого процесса. Кривые изменения концентраций представляют собой решение кинетических уравнений процесса [c.408]

Для того чтобы решить этот вопрос, сравним два эксперимента — изотермический и адиабатический. Примем, что адиабатический эксперимент проводится при одной начальной температуре Го, а изотермический при двух и Т2, так что разность между ними АГ = = Т —Т равна адиабатическому перепаду температур. Будем считать, что конструкция реактора обеспечивает отбор проб в т точках, равномерно распределенных по длине слоя катализатора. Сравнение будем проводить на примере единственной мономолекулярной реакции типа А Б. Тогда для изотермических условий можно написать систему дифференциальных кинетических уравнений [c.436]

Кинетические уравнения позволяют определить скорость из-мен(-нпя физической величины — концентрации реагента, температуры среды и т. п. Они имеют общий вид [c.91]

Подстановка этих выражений в кинетическое уравнение (8.31) приводит к системе уравнений, допускающих аналитическое решение. Исследование решений для различных начальных распределений позволило получить общую картину релаксации. В частности, если начальное распределение задается больцмановской функцией с некоторой температурой Тц =- Т, [c.48]

Установлено, что некоторая реакция описывается кинетическим уравнением и = к[к] [Щ. На каких членах этого уравнения скажется а) удвоение концентрации реагента А б) внесение катализатора в) повышение концентрации реагента А в 2 раза и одновре-мепиое уменьшение концентрации реагента В в 4 раза и г) повышение температуры [c.104]

Мы сформулируем основные уравнения процесса, а затем обсудим некоторые его экономические характеристики. Результаты, касающиеся оптимального управления периодическим реактором, являются просто интерпретацией решения задачи оптимального проектирования трубчатых реакторов. Мы не будем давать полного вывода этих результатов, но ограничимся качественным их описанием. Изотермические процессы в периодическом реакторе полностью описаны в главе V, где проводилось интегрирование кинетических уравнений при постоянной температуре. Простейшим типом неизотермического процесса является адиабатическое проведение реакции в теплоизолировапном реакторе такой процесс описан в главе УП1. [c.306]

Пример У111-12. В трубчатом реакторе непрерывного действия проводится димеризация бутадиена при температуре 910 К и давлении 1 ат. Диаметр аппарата О = 0,1 м. Смесь, подводимая к реактору, состоит из бутадиена и водяных паров в мольном соотношении 2 1. В этих условиях реакция обратима и протекает согласно кинетическому уравнению [c.319]

Бриан и др. составили и численно решили дифференциальные уравнения в частных производных для абсорбции в неустановившихся условиях, сопровождающейся реакцией, которая подчиняется кинетически уравнению (Х,50). В результате они получили выражения для определения количества хлора, абсорбированного чистой водой, в зависимости от времени экспозиции (при расчетах отношение коэффициентов диффузии НС1, Н0С1 и lg взято равным 2,1 1,05 1 соответственно). Зная значения коэффициентов диффузии, растворимости хлора и константы равновесия К при данной температуре, можно найти значение k , которое обеспечивает наиболее точное согласие между вычисленными и экспериментальными результатами. [c.251]

Константы могут быть определены по графику на рис. П-1, где на полулогарифмической шкале дана их зависимость от абсолютной температуры. Для вычисления скорости реакции по кинетическому уравнению необходимо знать величины Ра, рв, Рн и рз как функции степени превращения х. Степень превращения определяется количеством прореагировавшего вещества (в кмоль), приходящегося на 1 кмоль исходного вещества. Количество оставшегося компонента А равно (1—х), кмоль количество оставшегося компонента В — — х), кмоль-, количество образовавшегсоя компонента Р — X, кмоль. Отсюда можно вычислить парциальное давление [c.140]

Оба эти механизма описываются одинаковым кинетическим уравнением только до тех пор, пока диссоциация Ij находится в состоянии термического равновесия и число имеющихся в наличии атомов иода определяется термической константой равновесия согласно уравнению (22-23). При более высоких температурах диссоциация усиливается, и это дает такой же результат, как и повыщение константы скорости бимолекулярной реакции. Дж. Салливэн рещил проверить обе теории, изменяя концентрацию атомов иода по сравнению с нормальной, соответствующей термической диссоциации Ij. Он осуществил это при помощи ртутной лампы, пары которой излучают свет с длиной волны 578 нм, вызывающий диссоциацию Ij. Этот свет не должен оказывать на реакцию заметного влияния, если она протекает по бимолекулярному механизму, лишь несколько понижая концентрацию Ij. Но если реакция действительно вклкэчает стадию тримолекулярных столкновений с атомами иода, скорость реакции должна возрастать с интенсивностью облучающего света, поскольку при этом образуется больше атомов иода. [c.381]

Теперь, следуя [23], проведем анализ возможных режимов воспламенения для некоторых, весьма упрощенных кинетических моделей процесса. Для смесей, близких к стехиометрическим, т. е. дл случаев, когда тепловыделением пренебречь нельзя, для области высоких температур и низких давлений модель Г (7 = 1—4 11, 12, 13) неплохо (б 0,5) описывает процесс в целом. В одпоцепт-ровом приближении для (В) = (Н О + ОН) из кинетических уравнений для Н, О, ОН легко получить известное уравнение [c.329]

Последняя реаюция преобладает при высоких температурах. Эта схема помогла объяснить, почему при 1100—1500° С отношение окислов равно единице, а при более высоких температурах отношение СО/СО2 стремится к двум. На основании этой схемы 3. Ф. Чуханов вывел кинетическое уравнение, которое объясняет опыты по влиянию концентраций на скорость реакции С + О2 [c.69]

Они пришлв к выводу, что рассмотрение пиролиза пропана на основе предположения о первом порядке суммарной реакции разложения в широком диапазоне температур приводит к ошибкам. К такому же мнению пришли и авторы [39]. Поэтому было предложено в некоторых случаях принимать, что каждая индивидуальная реакция протекает в соответствии со своим кинетическим уравнением, при кажущемся порядке реакции, который оценивается на основании данных по влиянию давления на ко-рость реакций. При рассмотрении указанной задачи за основу принимаются экспериментальные данные. Реакции (1) и (2) имеют наибольшую энергию активации и, следовательно, при увеличении температуры их роль в общем процессе пиролиза повышается. В отношении протекания обратных реакций было установлено, что для реакции (1)и (2) скорость обратной реакции очень [c.255]

Такой режим химического процесса, когда его результаты не зависят от О ф, называют кинетическим (внутренним -кинетическим). Во внутреннем кинетическом режиме скорость процесса определяется поверхностью катализатора (4лЛ ул/3) и кинетическим уравнением для единицы поверхности. Наблюдаемая энергия активации определяется энергией активации химического процесса Е[к = кдвх (—E/RT), т. е. температура существенно влияет на результаты процесса. [c.277]

Кинетическая функция (11.89) при средних заполнениях поверхности не может быть разбита, как (П.6), на два сомножителя, один из которых зависел бы только от температуры, а другой — только от концентрации. Если же все-таки представить скорость реакции в каком-либо интервале температур и концентраций уравнением типа р = хС", то кажущаяся энергия активации реакции будет находиться в пределах Е — < Е < Е, а порядок реакции — в пределах О Са С 1. Лангмюровская теория адсорбции объясняет, таким образом, распространенность дробных порядков в каталитических реакциях. Кажущаяся энергия активации, как и кажущийся порядок реакции, физичёского смысла не имеют и пригодны лишь для аппроксимации кинетического уравнения в некоторой ограниченной области обе эти величины меняются с изменением температуры и концентрации реагирующего вещества. [c.82]

Выражение (П.105) отличается от соответствующего лапгмюров-ского уравнения (11.89) (при = 0) лишь одним членом в знаменателе, содержащим отношение констант скоростей реакции и адсорбции. Если это отношение мало, адсорбция перестанет быть лимитирующим фактором и вместо уравнения (11.105) становится справедливой формула (П.89). Оба выражения почти эквивалентны, если не считать того, что неравновесная кинетическая функция (11.105) дает несколько более сложную зависимость скорости реакции от температуры. В области малых заполнений ЬС 1) формула (П.105) дает кинетическое уравнение реакции первого порядка с эффективной константой скорости [c.85]

Отметим, что исследование кинетики сложных каталитических реакций чаще всего может дать основания лишь для неоднозначных соображений о ее механизме, но, не будучи связано с более детальными физическими и физико-химическими исследованиями, не может выявить характера элементарных стадий процесса. С другой стороны, знание кинетики реакций, какой бы механизм ни лежал в их основе, является необходимой предпосылкой всех расчетов промышленных процессов. Для расчетных целей безразлично, ootBOT TByeT ли форма кинетических уравнений детальному механизму каталитического процесса. Зависимость скорости реакций от концентраций реагентов и температуры часто представляют (в некоторой ограниченной области) выражениями типа (П.6) — (П.8) с эмпирическими коэффициентами при этом в формулу (II.8) должны также входить концентрации веществ, тормозящих реакцию, с отрицательными порядками a . Для приближенного формального описания кинетики реакций в широком интервале изменения значений переменных более пригодны уравнения лангмюровского типа. [c.96]

Формула (VI 1.10) получена из уравнения материального баланса реактора идеального смешения (VII.2), а (VII.11) — интегрированием кинетического уравнения (11.14) при постоянной температуре. В обоих случаях предполагается, что за ключевое вещество принято то исходное в относительном недостатке, и концентрации всех остальных веществ, влияющих на скорость реакции г (С), выражены через концентрацию ключевого вещества. Стехиометрический коэффициент последнего принят равным —1, а индекс при его концентрации опущен. В нормальном случае, когда отсутствуют явления автокатализа и торможения исходными веществами, dr/d < 0. При этом кривая, выражающая зависимость 1/гот С, при постоянной температуре будет такой, как на рис. VIII.8. [c.278]