Гетерогенная реакция изотермическая

Общую глубину превращения, а также выходы кокса, газа, бензина и дизельного топлива в изотермическом прямоточном реакторе при различных значениях температуры и времени контакта можно определить, пользуясь математической моделью [851, состоящей из четырех нелинейных дифференциальных уравнений покомпонентного материального баланса. В основу модели положена трехстадийная схема, в которой учтены только реакции разложения сырья, дизельного топлива и бензина. При выводе уравнений использованы кинетические зависимости для гетерогенной реакции в потоке и уравнения Ленгмюра. Модель достаточно сложна (содержит 20 коэффициентов, подлежащих идентификации), для работы с ней необходимо использовать численные методы. [c.96]

Строго говоря, ни одна химическая реакция не протекает полностью. Даже для гетерогенных реакций допускается такое конечное состояние, когда все вещества (но не фазы ) имеются еще в конечных количествах. Термодинамическим выражением состояния равновесия изобарной реакции является потенциал Гиббса (свободная энтальпия, изобарно-изотермический потенциал) . Он представляет собой сумму химических потенциалов р. = дО дп1 веществ г, участвующих в реакции [c.42]

Для того чтобы изучить класс механизмов гетерогенно-каталитических изотермических реакций в ППР, Мортон и Гудман [132] провели анализ устойчивости и бифуркаций простых моделей. Было найдено, что уравнения баланса массы согласуются с решениями типа предельного цикла. Показано, что при определенных значениях параметров модель элементарной стадии со стехиометрией окисления СО обладает колебательным поведением. [c.120]

Используя уравнения (21) и (29) для простой и последовательной гетерогенных реакций первого порядка, проводимых в потоке в изотермических условиях, [c.51]

Для того, чтобы уяснить, в чем состоит взаимоотношение диффузии и кинетики химической реакции, разберем следующий простой случай. Допустим, что в неподвижной газовой среде при некоторой, везде одинаковой температуре (в изотермических условиях) находится частица сферической формы радиусом г , реагирующая с окружающим газом. Положим, протекает гетерогенная реакция первого порядка. Газ поступает из окружающей среды только за счет молекулярной диффузии одинаково ко всем элементам симметричной реакционной но- [c.102]

Теория теплового режима экзотермических гетерогенных реакций разработана Д. А. Франк-Каменецким [820, 826]. Он указывает, что при изменении температуры процесса возможно осуществление разных стационарных режимов — нижнего, почти изотермического, для реакции в кинетической области, и верхнего, почти адиабатического, отвечающего внешне-диффузионной области. Средний промежуточный режим оказывается неустойчивым. [c.399]

Своеобразие термодинамики критических явлений состоит в том, что в критической точке двойного раствора химические потенциалы компонентов не зависят от состава раствора [1]. Эта особенность термодинамики критических явлений оказывает решающее влияние на процессы, связанные с переносом вещества. Так как движущей силой изотермической диффузии является градиент химического потенциала [2 — 5], то превращение градиента химического потенциала в нуль в критической точке двойного раствора приводит к прекращению диффузии. Работы [6, 7, 8] установили на примере двойных жидких систем, что диффузия в критической точке двойного раствора практически прекращается, несмотря на наличие градиента концентрации. Прекращение диффузии, в свою очередь, оказывает существенное влияние на кинетику гетерогенных реакций, в которых участвует диффундирующее вещество. [c.54]

Пример 23.2. Изотермическая гетерогенная реакция в аппарате идеального вытеснения [c.138]

Вопрос об оптимальном соотношении объемов ступеней неоднократно обсуждался в литературе. При этом, однако, рассматривались лишь гомогенные химические реакции (см., например, обзор в работе [51]). Выло установлено, что значение Я(,пт при проведении гомогенных химических реакций в каскаде реакторов смешения заключено в диапазоне от 1 до а, т. е. в иных пределах, чем для гетерогенных процессов. Это отражает некоторые принципиальные различия между гомогенными и гетерогенными процессами, отмечавшиеся в главе 1. Результаты изотермического гомогенного процесса полностью определяются концентрациями реагентов в ступенях и средним временем пребывания в них распределение частиц (т. е. молекул) по времени пребывания не играет в этих процессах никакой роли, так как химическая активность молекулы не зависит от того, сколько времени она уже пробыла в каскаде реакторов. В противоположность этому, химическая активность частицы твердой фазы в гетерогенном процессе зависит от времени ее пребывания в каскаде чем больше время пребывания частицы, тем сильнее она растворилась и тем ниже ее реакционная способность. Это различие между гомогенным и гетерогенным химическими процессами хорошо видно на примере реакций нулевого порядка. Если скорость гомогенного процесса не зависит от концентрации, то степень превращения определяется только средним временем пребывания и не зависит ни от числа ступеней, ни от соотношения их объемов. В этих условиях можно выбрать в качестве опт произвольное неотрицательное число. Если обозначить оптимальное отношение объемов при нулевом порядке реакции через Яо, то естественнее всего положить Хо==0, что соответствует одноступенчатому реактору применение многоступенчатых систем для проведения таких процессов является излишним. Для гетерогенных реакций нулевого порядка это уже не так результат процесса определяется не столько средним временем пребывания, [c.187]

Основываясь на приведенном разделении превращений в гетерогенных системах, ограничимся изучением контактных процессов и абсорбции с одновременной химической реакцией. Для упрощения примем изотермические условия проведения этих превращений, помня, что при проектировании реакторов обязательно нужно учитывать взаимосвязь тепловыделения и теплопоглощения. [c.244]

Выше были перечислены пять групп факторов, которые оказывают влияние на работу гетерогенного реактора. (Очевидно, что скорость и направление процессов каждой из групп зависит от скорости п направления всех остальных процессов. Однако наиболее типичной для химического реактора является взаимосвязь химических и массообменных процессов. Для того чтобы наглядно показать тесную связь химического взаимодействия и процессов межфазного переноса в гетерогенных реакторах для систем жидкость — жидкость пли жидкость — газ, рассмотрим простейшую реакцию первого порядка по переходящему компоненту в изотермическом реакторе идеального (полного) вытеснения. [c.13]

Для газофазных реакций важно знать, протекает ли реакция только в газовой фазе (чисто гомогенная реакция), на поверхности (гетерогенная) или в объеме и на поверхности (гомогенно-гетеро-генная). Если смешение реагентов происходит по ходу реакции, необходимо выяснить, в каком режиме—кинетическом или диффузионном— протекает реакция. Для изотермических реакций необходим контроль за температурой реагирующей смеси, так как выделяющаяся теплота может нарушать изотермический режим процесса. Исходные реагенты должны быть тщательно очищены. Необходимо проверить, нет ли в них примесей, обладающих каталитическим, ингибирующим или инициирующим (в цепных реакциях) действием. [c.268]

По температурному режиму гетерогенно-каталитические реакторы подразделяют на адиабатические, изотермические и политермические. По степени перемешивания исходных веществ с продуктами реакции различают предельные режимы идеального вытеснения и полного смешения (см. гл. И, с. 50), а также режимы неполного перемешивания, фактически существующие в промышленных каталитических реакторах и характеризуемые диффузионной моделью (см. гл. П1, с. 117). [c.236]

До сих пор предметом рассмотрения являлись изотермические химические процессы, в которых температура во всем объеме их протекания одинакова. Химические реакции сопровождаются выделением или поглощением тепла, что может привести к изменению температуры в месте протекания реакции и, соответственно, изменению скорости превращения. Этот эффект проявляется в гетерогенном химическом процессе, в котором в результате переноса вещества к месту протекания реакции ее тепловой эффект приводит к возникновению градиента температуры и явлений переноса тепла в объеме процесса. [c.147]

Гетерогенными факторами указанного типа обусловлены также следующие закономерности цепного горения изотермическое многократное самовоспламенение в замкнутом объеме, новые критические явления внутри области воспламенения в изотермическом режиме, изотермическое гетерогенное распространение пламени, гистерезис кинетики цепного процесса, индукция одной цепной реакцией другой реакции из-за участия адсорбированных носителей цепей, гетерогенное разветвление цепей, приводящее к локализации изотермического пламени у поверхности даже в условиях, когда обрыв цепей происходит в основном на поверхности, выход атомов кристаллической решетки в газовую фазу под воздействием носителей цепей и т. д. Обнаруженные закономерности присущи всему классу разветвленных процессов, т. е. имеют общий характер. Очевидно, что указанные факторы действуют и в неизотермических условиях. [c.429]

Образовавшаяся гетерогенная система неустойчива по отношению к возможному изменению размера частиц. В полидисперсной системе мелкие частицы создают, в соответствии с формулой Томсона, перенасыщение раствора по отношению к крупным частицам. Поэтому размер последних будет постепенно увеличиваться, а мелкие частицы будут растворяться и исчезать за счет прогрессирующего роста их растворимости (явление изотермической перегонки вещества с поверхности мелких частиц на крупные). Монодисперсность лишь замедляет этот процесс, поскольку достаточно небольших флуктуаций размера частиц, чтобы этот процесс начался. Скорость изотермической перегонки может существенно измениться после отделения дисперсной фазы от маточного раствора. Это может быть просто промывка осадка от побочных растворимых продуктов реакции и избытка реагента, это может быть перенос дисперсного материала в другой растворитель [c.751]

Каждая из реакций имеет первый порядок, поэтому дифференциальные уравнения скоростей обеих гетерогенных реакцип для изотермических условий их протекания в кинетической области запишутся [c.48]

В зависимости от предполагаемого механизма протекания гетерогенно-каталитических реакций и лимитирующих стадий один и тот же процесс может быть описан различными кинетическими моделями, которые в равной мере соответствуют опытным данным, полученным в изотермических условиях. В промышленных реакто- [c.92]

В предыдущих рассуждениях теплопроводность не принималась во внимание, так как ею можно было пренебречь. Однако в некоторых случаях поток теплоты за счет теплопроводности div к grad Т) в изотермических реакторах может иметь очень важное значение. Например, при гетерогенных реакциях, когда теплота образуется на поверхности катализатора, отвод ее с конвективным потоком тормозится. [c.228]

Другой способ уменьшения перепада температур — снижение скорости нревращения. Для гетерогенных реакций в реакторе с неподвижным слоем этого можно достигнуть, например, разбавлением каталитической фазы инертным материалом, имеющим хорошую термическую проводимость. В этом случае радиальные температурные перепады могут быть более или менее сглажены. Математические поправки для радиального температурного распределения, если оно все же существует, были рассмотрены в работе Изотермические условия также можно создать снижением концентрации реагента, либо путем разбавления инертным веществом, либо, в случае газов, уменьшением давления (ле Гофф, Боннетен и Леторт [c.237]

В тиурамных вулканизатах поперечные связи, возникающие в результате гетерогенной реакции, скорее всего не образуют гетерогенных вулканизационных структур вследствие малой сульфидности (поперечные связи десорбируются и переходят в объем эластомера). В этом случае зародышами являются только частицы оксида цинка или частицы, содержащие продукты его превращений (ДТКЦ и т. д.). Их число невелико в сравнении, например, с числом частиц в сульфенамидных вулканизатах, а распределенные в объеме эластомерной фазы поперечные связи входят в состав растущих ламелей, поэтому рост кристаллов не ингибируется. Все это и обусловливает слабую зависимость Т1/2 —1/Л1с и небольшое изменение степени кристалличности в результате вулканизации. Сравнительно большим размером дисперсных частиц объясняется, очевидно, и высокая скорость изотермической кристаллизации серных вулканизатов с ДТКЦ. [c.259]

Установив роль кинетических и диффузионных факторов в процессе газификации в изотермических условиях, можно приближенно, но с достаточной для практических целей точностьв аынвить влияние неизотермичности гетерогенных реакций на скорость процесса. [c.124]

Обработка и представление экспериментальных данных. Экспериментальные данные, получаемые при изотермическом испарении, позволяют найти величины парциальных давлений как функцию состава конденсированной фазы и соответствующие значения активностей. Обычные измерения температурных зависимостей интенсивностей понных токов дают теплоты газовых и гетерогенных реакций. Зависимость парциальных давлений от состава удобно представить в виде диаграмм состав — парциальные давления (r = onst). В то же время полезно построить диаграмму состав — общее давление, которая характеризует процесс дистилляции при изотермическом испарении. [c.109]

Прямое экспериментальное сопоставление скоростей окислительной конденсации метана в присутствии и в отсутствие катализатора недавно было проведено в работе [417]. Авторы обратили особое внимание на конструирование изотермического реактора с интенсивным перемешиванием газа, благодаря чему во всем объеме реактора поддерживалась постоянная температура (от 650 до 900°С). Катализатор Ьа20з помещался в виде одной, двух или трех таблеток, находящихся на одной и той же полке, перпендикулярной оси реактора. Это позволило в одинаковых условиях сопоставить гомогенную и гетерогенную реакции. [c.303]

В нестационарных условиях каталитической гетерогенной реакции ее кинетическая модель в общем случае состоит из уравнений скорости изменения концентраций реагирующих веществ, скорости изменения состава катализатора, диффузии растворенных веществ в катализаторе, переноса реагирующих веществ от одних активных к другим (например, для бифункциональных и мембранных катализаторов) и уравнений, связывающих каталическ-ие свойства с параметрами системы, а также функций распределения активных мест [365]. В дальнейшем будут рассмотрены более простые модели. Так, нестационарная модель каталитического реактора идеального смещения (изотермического) имеет вид [c.28]

Второе из упомянутых допущений диктуется преимущественно желанием максимально упростить математическую формализацию миграционных процессов, учитывая влияние гетерогенных реакций обмена в эффективных емкостных параметрах среды. В принципе от него можно отказаться, однако конечное уточнение описания процесса часто оказывается сомнительным. Поэтому в большинстве случаев можно, очевидно, ( иентироваться на это допущение как на первое приближение. Так, принято считать, что равновесный характер межфазовых сорбционных и обменных процессов, имеющих линейные изотермические представления, позволяет аддитивно включать параметры этих процессов (прежде всего, коэффициент сорбционного распределения в расчетные, эффективные емкостные параметры пород — активную пористость (трещиноватость). Вместе с тем, такой эффективный прием не всегда допустим, о чем все больше свидетельств в литературе, посвященной исследованию пове-дения расчетных коэффициентов сорбционного распределения. Строго говоря, результаты статических экспериментов (даже с хорошо подобранными смесями растворов, отвечающих реальным загрязнителям), часто не дают значений параметра K , которые будут удовлетворительно работать в полевом масштабе, ибо миграционные потоки могут формировать гидрогеохимичесКие условия, существенно отличные от воспроизводимых в лаборатории. [c.502]

При применении безградиентных реакторов поддерживать изотермический режим несложно, удается итйежать погрешностей в измерениях, обусловленных осевой диффузией в случае гетерогенных каталитических реакций обеспечивается возможность сильно ослабить или исключить влияние процессов диффузии в зерне катализатора. Поэтому для точного исследования кинетики процесса безградиентные реакторы, как правило, предпочтительнее. [c.36]

Обращая , к кинетике горения водорода, рассмотрим сначала реакцию, протекающую при низких давлениях в изотермических условиях в начальный период (см, [СС, 38]). С целью достижения большей наглядности будем считать концентрации активных частищ настолько малыми, что можно пренебречь всеми процессами, скорость которых пропорциональна произведению концентраций активных частиц, т. е. процессами (20)—(25). Пренебрежем, далее, процессами с участием воды, копцентрацн [ которой в начальный период реакции невелика, а также процессами, в которых участвует перекись водорода, наконец — гетерогенным обрывом цепей, обусловленным адсорбцией О и ОН, т. е. процессами (6) и (7). [c.216]

Образование диссипативных структур в последние годы многократно наблюдалось и в химии (осциллирующие реакции), особенно в катализе при исследовании катализаторов методами in situ, т.е. позволяющими наблюдать за катализаторами непосредственно в ходе реакции. Типичными примерами этих структур, свойственными только неравновесным процессам, являются временные и пространственно-временные диссипативные структуры, такие как изотермические осцилляции скорости каталитической реакции и образование химических волн. Оба типа структур наблюдаются как для гетерогенных, так и для гомогенных каталитических систем. Чисто пространственные диссипативные структуры в катализе известны пока меньше в связи с трудностями их экспериментального обнаружения на фоне равновесной реконструкции поверхности катализатора под действием реакционной среды. [c.379]

В настоящее время возможность возникновения изотермических осцилляций в концентрации интермедиантов и, как следствие, в скорости реакций хорошо известна и для многих гетерогенных каталитических реакций. Наиболее изученными примерами являются окисление Н2 и СО кислородом на многих нанесенных благородных металлах, а также на индивидуальных кристаллофа-фических фанях монокристаллов этих же металлов (рис. 18.13). [c.390]

Этиленгликоль, получаемый по реакции гидратации оксида этилена, является одним из важнейших продуктов основного органического синтеза. Именно поэтому не стихает интерес как к поиску новых селективных катализаторов процесса, так и к получению адекватного кинетического уравнения, позволяющего управлять процессом. На (зснове представлений о механизме реакции гидратации и кинетических закономерностей была выведена математическая модель гетерогенно-каталитического (с использованием в качестве катализатора анионита) трубчатого реактора г-идратации оксида этилена для изотермических условий. [c.5]

Oбщиii анализ гетерогенного процесса горения и газификации пылевидного топлива в потоке газа в изотермических условиях с учетом взаимодействия основных факторов — движения н выгорания частиц, диффузии и химической реакции, внутреннего реагирования, изменения объема продуктов реакции и др. — был сделан автором в 1945— 1947 гг. в работах [129, 332, 348] и др. [c.474]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология