Кинетика реакций вытеснения

Переходя таким путем от времени к пространственной координате, мы как бы представляем реактор идеального вытеснения в виде непрерывной совокупности реакторов периодического действия кинетика реакций в каждом из этих реакторов описывается одним и тем же уравнением (1,11) при одинаковых начальных условиях значение же времени, которому отвечает состояние реакционных систем, непрерывно изменяется вдоль их цепочки. [c.18]

Использование закона дезактивации позволяет осуществить оптимизацию по средней степени превращения. Пусть текущая степень превращения Хс определена интегрированием уравнения кинетики реакции в потоке идеального вытеснения [19] [c.348]

Системы, в которых происходит обмен веществом с окружающей средой, в термодинамике называют открытыми системами. В промышленности химические процессы большей частью протекают в разнообразных проточных реакторах (реакции, протекающие в потоке). Чтобы получить представление о том, как используют методы химической кинетики при описании процессов в открытых системах, целесообразно изучить кинетику реакций в реакторах идеального смешения и в реакторах идеального вытеснения., [c.551]

Кинетика реакций в реакторах идеального вытеснения [c.552]

Реактор идеального вытеснения, так же как и проточный реактор идеального смещения, можно применять для изучения кинетики реакций. Графический анализ реактора идеального вытеснения аналогичен анализу периодически действующего реактора с той только разницей, что т заменяется величиной ( и соответствующее уравнение для скорости реакции должно учитывать изменение плотности жидкости по мере прохождения ее через реактор. [c.116]

Кинетику реакции для идеального вытеснения можно описать обычными кинетическими уравнениями, заменив в них время на величину Р/У (или на /уд). Так, для реакции первого порядка получим [c.266]

Константа скорости реакций. Молекуляр(юсть н порядок реакций. Цепные реакции. Реакции в закрытых системах. Односторонние и двусторонние реакции. Параллельные и последовательные реакции. Кинетика реакций в открытых системах. Реакторы идеального смешения и идеального вытеснении. [c.163]

Помимо реактора идеального смешения, в кинетике реакций открытых систем рассматривают также модель реактора идеального вытеснения, в которой реагирующая жидкость или газовый раствор движется по трубкам, между которыми протекает теплоноситель для охлаждения или нагревания реактора. Пусть объемная скорость раствора в трубке и-, концентрации реагентов С,- концентрации на входе и выходе трубки и соответственно температура постоянна [c.177]

Адсорбция ингибитора на поверхности металла (увеличение и 0 ) и вытеснение сероводорода с поверхности металла (уменьшение [Н 25]аде должны приводить к уменьшению. Блокировка молекулами ингибиторов сероводорода, адсорбированного поверхностью, также должна уменьшать, так как снижается эффективная концентрация ИзЗ" ", В присутствии в растворе ингибитора люгут также измениться реакции, лежащие в основе кинетических уравнений. Ингибитор будет влиять как на кинетику реакции протонизации сероводорода (22), так и на кинетику реакции образования поверхностного катализатора (33). Препятствуя протеканию реакций (22) и [c.77]

Катализатор может быть легко удален из комплекса с молекулой продукта реакции путем вытеснения реагентами. Первое из этих условий (согласно которому скорость катализируемой реакции больше скорости некатализируемой) соответствует определению катализатора как вещества, ускоряющего протекание химических реакций. Второе условие указывает на то, что катализатор влияет только на кинетику реакции, но не изменяет ее термодинамических характеристик. И наконец, третье условие означает, что катализатор регенерируется в ходе реакции и, следовательно, его концентрация может быть намного меньше концентрации реагентов. Отсюда вытекает также принципиальная возможность извлечения катализатора из реакционной смеси после завершения реакции. [c.10]

Приведенные выше данные по кинетике реакций относятся к случаю проведения процессов в реакционных аппаратах смешения периодического действия либо в реакторах вытеснения. В аппаратах смешения непрерывного действия (открытая система) при условии, что т Vг где — объем реактора Уs — объем сырья, поступающего в единицу времени (объемная скорость), устанавливается стационарный режим, являющийся особенностью таких процессов. В этом случае нахождение стационарных концентраций исходного, промежуточных и конечных веществ может быть выполнено без интегрирования уравнений кинетики, путем приравнивания к нулю производных от концентраций компонентов реакционной смеси. [c.745]

Исторически первой из задач оптимального проектирования реакторов была задача об оптимальной температурной последовательности (ОТП) в реакторе идеального вытеснения (РВ). Состав реагирующего потока в различных сечениях РВ различен, что сразу заставляет предположить, что для достижения наилучшего результата процесса температура реакции должна в общем случае изменяться по ходу потока по некоторой программе, определяемой кинетикой реакции и исходным составом реагирующей смеси. [c.241]

К энергетическим факторам относятся также свободная энергия, энтальпия и энтропия веществ на каталитически активных центрах. Автором был дан метод экспериментального определения их изменения из кинетики реакций. В 1957 г. оказалось возможным дать сводку их значений для адсорбционного вытеснения приблизительно ста пар веществ на разных катализаторах [4]. [c.326]

Каким же образом дискретность разряда скажется на формальной кинетике реакции в предельных случаях идеального вытеснения и смешения Можно принять [86], что в реакционной зоне около канала разряда концентрация продукта равна Хо и продукт диффундирует в [c.107]

Исследование реакций обмена в гетерогенных системах представляет значительный интерес для химии вообще и для аналитической химии в частности. Кинетика реакции соосаждения, реакции вытеснения одной из компонент твердого или расплавленного соединения газообразным гомологом (например вытеснение газообразным хлором — брома из бромида серебра), кинетика столь существенных в случае применения радиоактивных индикаторов реакций изотопного обмена — словом кинетика многих реакций, устанавливающих равновесие в гетерогенных системах, в том числе и изотопное равновесие, является в настоящее время предметом значительного числа исследований. Мы, однако, все еще далеки от получения исчерпывающего ответа на вопрос о действительном механизме подобных реакций. [c.79]

Отсюда можно сделать два вывода 1) аппарат вытеснения обеспечивает большую эффективность процесса 2) на кинетику реакции влияет не только химизм, но и характер потока. [c.135]

Математическая модель. Наиболее полно связь явлений движения потоков, материального и теплового обмена и кинетики реакций может быть описана уравнениями материального и теплового баланса, составленными на основе квазигомогенной модели. Применительно к адиабатическому реактору полного вытеснения и в условиях стационарного состояния процесса эти уравнения запишутся [c.120]

За последние годы получил некоторое распространение метод изучения кинетики реакции, проводимой во взвешенном слое твердых частиц. Этот метод является разновидностью проточного. Скорость потока газа через реактор, содержащий твердые частицы (катализатор, реагент, теплоноситель), превышает скорость псевдоожижения , так что слой твердых частиц как бы вскипает ( кипящий слой ). Применительно к топохимическим реакциям рассматриваемый метод обладает существенным преимуществом, так как обеспечивает перемешивание частиц твердого материала. Однако реализуемый в псевдоожиженном слое режим обычно является промежуточным между режимами идеального-вытеснения и идеального смешения, так что описание газодинамики слоя сталкивается со значительными трудностями. Соответственно весьма сложной оказывается и интерпретация результатов кинетического исследования, что становится практически неодолимым препятствием в случае нестационарных топохимических реакций. [c.35]

Далее следует рассмотреть возможное влияние стадии хемосорбции воды на поверхности раздела твердых фаз. При этом следует иметь в виду, что продукт реакции окисления железа — водород образуется на поверхности раздела твердых фаз, так что в предельном случае стадия хемосорбции может представлять собой адсорбционное вытеснение хемосорбированного водорода с поверхности раздела твердых фаз. Если процессы хемосорбции обычно протекают с высокой скоростью, то скорость процесса адсорбционного вытеснения может быть и относительно малой, во всяком случае, она всегда будет меньше скорости хемосорбции. В связи со сказанным требуется экспериментальная оценка влияния стадии хемосорбции на наблюдаемую кинетику реакции. Для такой оценки могут быть использованы данные о скорости выделения водорода в начале реакции при пуске воды на образец железа. Напомним, что исходные образцы железа насыщены водородом и при пуске воды находятся в атмосфере водорода. Скоростью реакции в начале опыта можно пренебречь. Тогда скорость выделения водорода после пуска воды на образец [c.124]

Но энергию активации реакции можно рассчитать и не зная кинетического уравнения. Экспериментальные данные по кинетике реакции в потоке обычно графически изображают в виде зависимости количества непрореагировавшего вещества Ai или количества образовавшегося продукта реакции от числа молей ПоА вещества Аг, подаваемого в начало реакционной зоны. Поэтому общее уравнение кинетики химической реакции в потоке в режиме идеального вытеснения удобно преобразовать так, чтобы вместо переменной I входила переменная Поа . [c.67]

При осуществлении процесса в системе последовательно соединенных реакторов, работающих в режиме идеального перемешивания, или в реакторе, разделенном на секции, в каждой из которых осуществляется автономное перемешивание, выходы конечных продуктов приближаются к выходам продуктов процесса, проводимого в одном реакторе. Опыт показывает, что уже при небольшом числе ( 10) секций или последовательно соединенных реакторов идеального перемешивания система в целом начинает вести себя как один реактор идеального вытеснения. Результаты сравнения кинетики реакций в реакторах одинаковой длины, но работающих в разных режимах (при одинаковой объемной скорости подачи смеси реагирующих веществ в реакторы и при одинаковых температурах), показаны на рис. 15. [c.63]

Кинетические закономерности протекания ферментативных реакций для двух идеализированных приближений (реактор идеального смешения и реактор идеального вытеснения) приведены в табл. 2.23, где для сравнения даны уравнения, описывающие кинетику реакций в периодическом непроточном реакторе с перемешиванием. Интересно отметить, что уравнения для проточного реактора с вытеснением аналогичны кинетическим уравнениям для периодического реактора, в которых переменная t заменена параметром F/t/ (эффективное время контакта). Как следует из данных, представленных в табл. 2.23, кинетика реакций в проточных реакторах определяется безразмерным модулем X (правые части всех кинетических уравнений равны 1/х). [c.308]

Если время пребывания в реакторе соответствует времени завершения реакции, то полученное уравнение модели реактора идеального вытеснения полностью соответствует интегралу уравнений кинетики. [c.48]

Уравнение кинетики необратимой реакции в потоке в режиме идеального вытеснения можно записать [251 в виде (см. также главу П) [c.247]

Таким образом, основным условием оптимального проведения сложных реакций является правильный выбор аппаратурного оформления процесса с учетом характера движения жидкости в реакторе. Это условие определяется стехиометрическими соотношениями и наблюдаемой кинетикой реакций. Для обеспечения высокого выхода целевого продукта можно осуществлять процесс при высоких и низких концентрациях (параллельные реакции) или при постоянно соотношении концентраций (последовательные реакции) различных компонентов. В соответствии с. указанным требованием выбирают подходящую гидродинамическую модель, которая может быть реализована в реакторах периодического и пол упер иодического действия идеального вытеснения или в проточном реакторе идеального, смешения при медленном или быстром введении исходных реагентов. [c.199]

Закономерности равновесия, вытекающие из исследования кинетики. Приведенные выще опыты показывают, что описанную реакцию вытеснения (см. стр. 79) с препаративной точки зрения целесообразнее проводить с триизобутилалюминием, но все же это лищь один случай из многих возможных. Трипропилалюминий может быть использован для получения даже разветвленного триизооктилалюминия, только замещение будет происходить не в течение 6 час., как с триизобутилалюминием, а потребует около 30 час. Какие практические выводы можно сделать из обобщения реакции вытеснения, будет показано ниже (см. стр. 91). [c.90]

Закон действующих масс был установлен скандинавским ученьа<и К. М. Гульдбергом и П. Вааге в 1867 г. Н. Н. Бекето сформулировал его в 1864 г. для частного случая реакци вытеснения металлов водородом. Закон действующих масс за нимает центральное место в химической кинетике, т. е. учени [c.38]

Приведенные данные по кинетике реакций относятся к случаю проведенш процессов в реакционных аппаратах смешения периодического действия либо в реакторах вытеснения. [c.779]

Описанные выше, методы. яв.лд. ЮХСЯ. нтегральными, 1и их применение основано на принятии упрощающих npe]fff6 0MeHffll 6 режиме идеального вытеснения и о квазистационаром состоянии системы. Отклонения от таких режимов обусловлены наличием определенных градиентов, возникающих в применяемых системах. Отсутствие таких градиентов позволило бы изучать кинетику реакций более простыми и более надежными путями. Это и достигается применением безградиентных методов . [c.527]

Закон действия масс был установлен скандинавскими учеными Гульбергом и Вааге в 1867 г. Бекетов сформулировал его в 1864 г. для частного случая реакций вытеснения металлов водородом. Закон действия масс занимает центральное место в химг ческой кинетике, т. е. учении о скоростях химических процессов. Он справедлив для реакций, протекающих в гомогенных средах. Для гетерогенных реакций можно принимать, что скорость их пропорциональна только концентра ии вещества, находящегося в газообразном или растворенном состоянии. [c.47]

В гл. П при рассмотрении экспериментальных установок для исследования кинетики реакций уже были определены условия идеальности периодических реакторов и непрерывных аппаратов вытеснения и смешения, выведены также их уравнения. Для расчета размеров реакторов и сравнения их удельной производительности использукэт уравнения, выраженные через концентрации или степени конверсии основного реагента А [c.316]

Хорошо известно, что режим идеального вытеснения недостаточное условие для пол> чения достоверных данных. Весьма важно, чтобы реактор был изотермичен, так как отклонения от изотермичности могут привести к большему искажению данных по кинетике основных реакций, чем эффекты неоднородностей потока. Для обеспечения изотермичности слоя катализатора используют различные приемы. В частности, одним из эффективных приемов является помещение реактора с катализатором в псевдоожижений слой нагретого песка [30]. В бане с псевдоожиженным слоем теплоносителя устанавливается равномерный тепловой режим, соответственно и в реакторе или системе последовательно соединенных реакторов по всей высоте слоя обеспечивается изотермичность. Температура реактора зау меряется термопарой, прикрепленной к наружной стенке. Указанный способ подвода тепла имеет определенные трудности ввиду необходимости поддержания теплоносителя в псевдоожиженном состоянии длительное время. Однако он является наиболее рациональным, так как отпадает необходимость загрузки в реакторы инертной насадки для фиксации слоя катализатора в зоне равномерного температурного поля, как это делается обычно в реакторах с подводом тепла через стенку от электронагревательной спирали (см. рис. 3.15). В показанном на этом рисунке типе реактора изотермичность обеспечивается в ограниченной зоне ввиду больших теплопотерь через верхний и нижний фланцы. Реактор такого типа обычно используется при проведении экспериментов с большой глубиной превращения в длительных опытах. Недостатком такого типа реактора является ухудшение показателей по селективности катализатора из-за протекающих реакций термодеструк-цни в зоне инертной насадки над входной зоной катализатора. Этот реактор также может быть приспособлен для проведения опытов с малой степенью преврашения, т. е. при высоких значениях объемной скорости подачи сырья [35]. Суть такого приспособления заключается в том, что внутрь пустого реактора помещается [c.91]

Настоящая глава посвящена рассмотрению вопросов, связанных с выбором оптимального типа реактора с точки зрения химической кинетики конкретной реакции. Будет показано, почему один тип реактора обеспечивающий больщой выход или лучшее качество продукта, оказывается предпочтительнее другого. Эти химические факгоры могут существенно влиять на издержки производства. Имеются и другие не менее важные факторы, к которым относятся капиталовложения и эксплуатационные расходы, связанные с оплатой рабочей силы, расходом электроэнергии, пара и т. п. Еще одним существенным фактором, не поддающимся денежному выражению, является охрана труда. Так, нри реализации некоторых реакций нитрования, используемых в производстве взрывчатых веществ, технологически выгоднее применять реактор вытеснения, однако реактор смешения лучше удовлетворяет требованию безопасности процесса . [c.106]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология