Поверхность быстрая реакция

Если химическое взаимодействие происходит медленно, как при наличии плохого катализатора, то диффузия сопровождается возникновением небольшого градиента концентрации, и концентрация по шарику почти не отличается от концентрации на его поверхности. Быстрые реакции могут, однако, протекать в порах почти вблизи самой поверхности шарика, и роль внутренней поверхности пор окажется несущественной. По этой причине эффективность плохого катализатора, как правило, будет высокой, а очень хорошего катализатора —- низкой. В данном случае при оценке эффективности исходят из скорости химической реакции, которая может быть достигнута, когда вся внутренняя поверхность пор находится в контакте с реагентами при концентрациях, наблюдаемых преимущественно на поверхности шарика. [c.414]

Уравнения (1.26) и (1.27) могут использоваться при любой аналитической форме члена г(с). Однако исследование свойств процесса абсорбции с быстрой химической реакцией может быть проведено без введения каких-либо определенных форм зависимости г с). Действительно, непосредственно из уравнения (1.27) можно увидеть, что в режиме быстрой реакции скорость абсорбции не зависит от времени диффузии to, а именно, от гидродинамических условий в жидкой фазе. Этот очень важный вывод составляет основу метода измерения поверхности раздела фаз. [c.28]

Уравнение (3.20) экспериментально подтверждено в ряде работ [6—8]. В большинстве случаев, действительно, было показано, что коэффициент абсорбции не зависит от гидродинамических условий в жидкости и скорость абсорбции пропорциональна поверхности раздела фаз. Оба эти факта сами по себе не утверждают правомерность уравнения (3.20), поскольку в любом процессе с быстрой реакцией, как было показано в разделе 3.1, проявляются указанные выше закономерности. [c.45]

При рассмотрении режимов медленной или быстрой реакции безоговорочно предполагается, что состав жидкой фазы, кроме концентрации абсорбирующегося компонента, однороден. Для этой концентрации характерен диапазон изменения от значения на поверхности раздела фаз Сц до значения в объеме жидкой фазы Со. При этих допущениях можно дать определение равновесного значения Со в том смысле, что с — величина, обеспечивающая равно- [c.58]

Особенность режима быстрой реакции химической абсорбции— независимость скорости абсорбции на единицу поверхности от гидродинамических условий жидкой фазы. Действительно, из уравнения (3.22) [c.90]

В отличие от этого, в процессе химической абсорбции, происходящем в режиме быстрой реакции, скорость абсорбции на единицу поверхности практически не зависит от возраста рассматриваемого поверхностного элемента, поэтому и предполагают что вклад старых элементов более значителен, чем в случае физической абсорбции. То же наблюдается и в диффузионном режиме. [c.90]

Если известно, что процесс химической абсорбции протекает в режиме быстрой реакции, то для определения коэффициента абсорбции/г°, а следовательно, получения через уравнение (8.1) информации о кинетике химической реакции, пригоден любой абсорбер с известной поверхностью раздела фаз. Абсорбер — очень ценный прибор для эксперимента, так как еко можно использовать для определения констант скоростей реакций в случае довольно быстрых жидкофазных реакций и для некоторых других типов иссл едований кинетики. Конечно, если кинетика рассматриваемой реакции исследована независимо, то данные, полученные на лабораторных абсорберах, можно использовать для подтверждения осуществимости режима быстрой реакции и корректности предположенного механизма химической реакции. [c.96]

В разделе 8.1 отмечалось, что для определения величины поверхности раздела фаз в абсорбере можно использовать данные о скорости химической абсорбции, проходящей в режиме быстрой реакции. [c.96]

Для измерения величины поверхности раздела фаз широко использовались две системы СО2 — водный раствор ЫаОН и кислород— раствор сульфита натрия в присутствии жидкого катализатора. В обеих системах абсорбция протекает только в режиме перехода от быстрой реакции к мгновенной кроме того, реакция второй системы, вероятно, не соответствует первому порядку. Несмотря на это, порядок величины поверхности раздела фаз, определенный с помощью этих систем, вероятно, корректен. Физический смысл поверхности раздела фаз можно трактовать аналогично описанному в разделе 8.1. [c.98]

Опубликовано очень много работ по абсорбции кислорода рас-твора. ш сульфита натрия [18—31]. Причина здесь состоит в том, что этот процесс в широком интервале условий проходит в режиме быстрой реакции, так что он может использоваться для определения величины поверхности раздела фаз в контакторах газ — жидкость по методике, рассмотренной в разделе 8.3. Достоверность метода критически обсуждалась в работе [31]. [c.164]

Большая часть из рассмотренного выше экспериментального материала указывает на то, что механизм каталитических реакций на твердых поверхностях включает реакцию атомов (или ионов) катализатора с адсорбатом, причем образуется мономолекулярный слой химически активных промежуточных веществ. Так как первичным актом хемосорбции является химическая реакция, то естественно ожидать, что она может иметь некоторую энергию активации. Вообще хемосорбция является очень быстрым процессом и осуществляется с большой вероятностью при соударении молекулы газа с поверхностью . Зачастую даже в тех случаях, когда поверхностный мономолекулярный слой близок к насыщению и можно было бы ожидать уменьшение скорости сорбции, скорость реакции уменьшается незначительно [46]. Этот факт объяснялся тем, что на поверхности мономолекулярного слоя образуется второй, слабо связанный слой сорбата, который способен быстро мигрировать к незанятым активным центрам поверхности. [c.550]

Ниже проводится исследование переходных гидродинамических процессов в аппарате после наложения небольших возмущений на расходы фаз лишь для двух предельных случаев. В первом из них рассматривается ситуация, когда постоянная времени системы автоматического регулирования уровня значительно превышает время r , за которое концентрационная волна проходит расстояние от точки ввода дисперсной фазы до поверхности раздела фаз. В пределе может стремиться к бесконечности, что означает полное отсутствие регулирования уровня, как,- например, в непроточном аппарате. Второй случай, наоборот, предполагает настолько быструю реакцию системы автоматического регулирования на изменения расходов фаз, что уровень поверхности раздела фаз в процессе распространения концентрационной волны может рассматриваться практически постоянным. [c.119]

Скорость реакции на поверхности настолько высока, что адсорбционное равновесие не достигается и устанавливается стационарное состояние, при котором количество адсорбированного вешества, несколько меньшее, чем равновесное, остается постоянным по абсолютной величине и не зависит от протекания быстрой реакции на поверхности. Часто скорость адсорбции одного из компонентов (реагента или продукта) заметно ниже, чем у других, следовательно, она и определяет скорость обратимой реакции в целом. [c.212]

Быстрая реакция на поверхности раздела фаз 217 [c.217]

БЫСТРАЯ РЕАКЦИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ РАЗДЕЛА ФАЗ, ЛИМИТИРУЕМАЯ СКОРОСТЬЮ АДСОРБЦИИ [c.217]

Изомеризация двойной связи проходит более быстро, чем изомеризация, включающая перенос метильных групп. На скорость последней сильно влияют температура реакции и концентрация протона на поверхности катализатора. Реакции изомеризации над твердыми катализаторами в различной степени усложняются побочными реакциями, включающими полимеризацию и крекинг. Последний становится сильно заметен при температурах 335—350° С и выше. [c.120]

Значит, при протекании достаточно быстрых реакций скорость абсорбции одинакова для всех точек поверхности. При этих условиях В результате измерений нельзя получить отдельно значения А У 0 а и к . [c.92]

Те же соображения применимы й к быстрой реакции псевдо-т-ого порядка по А, когда скорость абсорбции единицей поверхности составляет У 2к т + 1)] [А ) +Юа (см. раздел 1П-3-5). [c.92]

Как уже говорилось, в данной главе рассматриваются лишь случаи, когда толщина пленки o значительно меньше объема жидкости, приходящегося на единицу межфазной поверхности. На. Объем основной массы жидкости, соответствующий единице поверхности равен (1/а — б) =< 1/а. При таких условиях существенной особенностью быстрых реакций (в используемом здесь смысле) является то, что концентрация непрореагировавшего газа в массе жидкости пренебрежимо мала или почти не отличается от равновесной (соответственно для необратимых или обратимых реакций). Покажем это применительно к общему случаю. [c.162]

Рейт измерял межфазную поверхность в абсорберах с мешалками фотографическим методом а также используя быструю реакцию кислорода с сульфитом, катализируемую кобальтом (см. раздел Х-3). Устройство использованной им аппаратуры показано на рис. 1Х-6. [c.229]

Сполдинг используя ламинарную струю (см. раздел IV-1-4), абсорбировал хлор водными растворами, изменяя pH при 25 °С. При pH > 12,5 очень быстрая реакция между lj и ОН становится более важной, чем реакция гидратации (Х,4б), и скорость абсорбции лимитируется диффузией С1г и ОН к реакционной зоне под поверхностью жидкости. Когда pH составляет 12,6 (это соответствует [0Н ] = 0,04 моль л) и выше при времени экспозиции не ниже 0,03 сек, реакция ведет себя как бесконечно быстрая , и коэффициент ускорения равен 2,0. В соответствии с изложенным в разделе III-3-3 условие, при котором реакцию можно считать бесконечно быстрой, выражается [c.251]

Для каждого процесса может быть подобрана некоторая оптимальная пористая структура зерен катализатора, определяемая соотношением скоростей химических превращений и диффузий веществ, участвующих в данном процессе. Для реакций с участием веществ малого молекулярного веса, ведущих в условиях реакции к стабильным целевым продуктам, целесообразно применять катализаторы с большой удельной поверхностью и, следовательно, с сильно развитой системой пор малого диаметра. Повышение молекулярного веса реагентов или продуктов реакции приводит к понижению скорости их диффузии, вследствие чего для проведения быстрых реакций требуются более широкопористые катализаторы, поверхность которых обычно невелика. [c.175]

Так как для ф <С 0,2 ф ф, то для этой области первая часть уравнения (У,20) становится приблизительно равной [1 -I- ф- (е/Л,,б — 1)] . Отсюда следует, что степень использования приближается к единице для относительно малых величин ф и е/А 6 (рис. У-5). Для хорошего использования реакционной фазы величину е Л,,б следует снижать при увеличении ф другими словами, при быстрых реакциях целесообразно создавать большие поверхности границы раздела фаз. [c.165]

В противоположном случае — бесконечно быстрой реакции — А я В взаимодействуют в плоскости, параллельной поверхности раздела кривые 3 на рис. У-З соответствуют положению, которое приближается к этому случаю. [c.166]

Вследствие растворения А в реакционной фазе выделяется тепло, как и в ходе реакции. Его следует учитывать в тепловых балансах различных фаз при постепенном поглощении или выделении тепла в реакционной фазе (ф 1). В случае быстрых реакций (ф > 1) тепло накапливается около поверхности раздела, где при этом наблюдается значительный местный перепад температур. Более глубоко этот вопрос освещен в статье Данквертса [c.169]

Такое положение наблюдается также для умеренно быстрых реакций, когда достаточно интенсивна наружная массопередача (при высокой скорости движения жидкости через частицы), а сопротивление диффузии внутри частицы довольно мало (при высокой внутренней пористости и малом диаметре частицы). Если скорость химической реакции велика по сравнению с физическим транспортом вещества, то реакция будет происходить во внешнем слое частицы. В предельном случае, когда реакция мгновенна, она протекает только на наружной поверхности частицы при этом внутренняя поверхность никакой роли не играет и как бы отсутствует. [c.172]

Точное выражение для определения выхода целевого продукта в данном случае еще неизвестно. Однако по аналогии с очень быстрой реакцией между двумя жидкостями, описанной в главе X, можно ожидать, что чем больше влияние процессов массопередачи на скорость реакции, тем меньше С/5, В предельном случае для бесконечно быстрых реакций вероятность отвода Я от поверхности без дальнейшего его превращения ничтожна. Таким образом, когда лимитирующей является диффузия через пленку, находим [c.438]

Объемными свойствами катализатора иногда пренебрегают, так как их значение менее понятно, чем значение свойств поверхности. Действительно, имеется целый ряд примеров, когда объемные свойства катализатора не играют существенной роли. Однако для очень быстрых реакций с сильным экзотермическим эффектом может быть важной объемная теплопроводность катализатора. Если его поверхность находится в термически возбужденном состоянии в течение слишком длительного времени, то на ней могут протекать нежелательные реакции. [c.13]

В результате изменения значений параметров реакционной смеси нестационарными могут оказаться концентрации промежуточных образований каталитического цикла и состояния приповерхностного слоя катализатора, вызывающие изменения констант скорости элементарных стадий. Поверхностные концентрации изменяются по мере протекания каталитического процесса, т. е. со скоростью, близкой по порядку к скорости реакции. Для достаточно быстрых реакций, представляющих практический интерес, масштаб времени изменения поверхностных концентраций М/ лежит большей частью в интервале 10 —10 с. При изменении свойств катализатора, связанных с изменением строения поверхности и состава приповерхностного слоя, приближение к стационарному состоянию обычно включает стадии, отличные от стадий каталитической реакции. Поэтому в большинстве случаев приближение к стационарному состоянию осуществляется намного медленнее протекания каталитической реакции. В дальнейшем через М, будем обозначать характерное время установления свойств катализатора. Величину масштаба времени нестационарного процесса на поверхности катализатора М можно количественно оценить, например, таким выражением [c.16]

Вариант III соответствует резкому переходу от Illa к III6 и от 1Пв к 1Пг. Вариант I был впервые рассмотрен ван де Вуссе. Он отметил наличие резкого перехода, обусловленного тем, что поскольку bi > О, задача сводится к быстрой реакции, так как скорость реакции при этом не зависит от Ь. Через некоторое время концентрация o на границе раздела снижается до нуля и реакция на поверхности прекращается. Время исчерпывания — величина которая требуется для уменьшения до нуля значения Ь на границе раздела. Эта величина может быть рассчитана из уравнений пенетрационной теории. Ван де Вуссе получает график зависимости времени исчерпывания от отношения Ьд/с для двух экстремальных случаев, когда и когда q = Q (ван де Вуссе положил 7=1, но не сделал ограничения для значения Со). [c.77]

Поверхность раздела ламинарных струй находится в пределах 0,3—10 см , а время диффузии от 0,01 до 0,1 сек. Теоретические расчеты скорости абсорбции в ламинарных струях удовлетворительно подтверждаются экспериментально для хорошо отрегулированной струи. Были успешно проведены исследования химической абсорбции в услО ВИЯХ, приближенных к режиму быстрой реакции [6—10]. [c.93]

Таким же образом может быть обработана химическая абсорбция с реакцией первого порядка в режиме перехода от медленной к быстрой реакции. Решение этой задачи было проведено Астарита [22]. Пленочный односферный абсорбер хотя и более сложен, чем пленочная колонна, однако весьма удобен в работе теоретический расчет скоростей физической абсорбции хорошо подтверждается экспериментом [23], а вторичные эффекты малозначительны. Поверхность раздела фаз в нем составляет 10—40 м и время диффузии 0,1—1 сек. Одно экспериментальное исследование химической абсорбции в переходном режиме от медленной реакции к быстрой обращает на себя внимание ошибочной математической обработкой [24] исследования в режиме медленной реакции были успешными [25]. [c.95]

Ропер, Хэтч и Пигфорд [1] рассмотрели проблему химической абсорбции на примере одновременной абсорбции двух взаимодействующих между собой газов в жидкой фазе. Физическим процессом, который наводит на мысль о рассмотрении этой проблемы, является абсорбция двуокиси углерода и аммиака водой в жидкой фазе СОг н N1 3 реагируют с образованием либо карбоната, либо карбамата аммония. Ясно, что рассматриваемый процесс не может протекать в режиме мгновенной реакции, потому что концентрация обоих реагентов на поверхности газ — жидкость конечна. Следовательно, необходимо рассмотреть только реи<имы медленной и быстрой реакции. [c.112]

Главное возражение связано с неопределенностью в понимании химии процесса. Таким образом, порядок реакции, принимаемый при использовании уравнений режима быстрой реакции, уязвим для критики. При специфически допущенных условиях для-состава жидкой фазы известно, что протекающая реакция является реакцией пулевого порядка по абсорбируемому газу (кислороду). Астарита, Марруччи и Колети [31] экспериментально установили, что в этом случае скорость абсорбции пропорциональна квадратному корню из концентрации Сц на поверхности раздела, как предсказано теоретическим уравнением для реакции нулевого порядка в режиме быстрой реакции, т. е. уравнением (3.24). [c.164]

Полученное выражение (2.32) применимо для анализа результатов протекания относительно быстрых реакций на поверхности катализатора, например реакций удаления ванадия из металлсодержащих комплексов, для которых характерны значения модуля Тиле, соответствующие нижней линейной части кривой изменения Фэф от Значение определяется на основе допущения о том, что поры заполнены жидкостью, гюэтому для его расчета может бьггь использована формула Стокса-Эйнштейна (1.6). [c.82]

Математическая модель абсорбции хорошо растворимых газов. Рассмотрим абсорбцию хорошо растворимых газов, для которых сопротивление дисперсной фазы является лимитирующим. Концентрация абсорбтива на поверхности капли принимается равной нулю, что имеет место либо для достаточно больших значений коэффициентов Генри, либо при хемосорбции, когда быстрая реакция протекает на поверхности капли. [c.253]

Гор и Уолш [27] наблюдали, что покрытие поверхности чистого или обработанного кислотой кварцевого сосуда окисью свинца мало влияет на длительность индукционного периода, но сильно уменьшает скорость возрастания давления во время быстрой реакции и значительно увеличивает энергию активации последней. Так как существуют доказательства, что в некоторых других реакциях окись свинца разрушает радикалы НО , авторы объяснили свои результаты исходя из предположения о деструкции активного центра, радикала НОо, образующегося в соответствии с приведенной выше реакцией (г), поэтому данная реакция не ведет к разветвлению цепи, и любое разветвление должно происходить в результате следующей реакции метана с кислородом [c.322]

Преимущество рассматриваемого типа абсорбера перед колонной с орошаемой стенкой заключается в том, что путь поверхности жидкости здесь достаточно короток, чтобы волнообразование отсутствовало без всякого специального добавления поверхностно-активных веществ. В то же время концевые эффекты малы, поскольку они ограничены лишь опорным стержнем и не оказывают воздействия на течение жидкости по основной поверхности. Анализ экспериментальных результатов достаточно прост, если растворяемый газ не взаимодействует в растворе (как рассмотрено выше) или вступает в мгновенную реакцию псевдопервого или псевдо-т-огр порядка [см. уравнение (111,17) или раздел П1-3-5], вследствие чего скорость абсорбции одинакова во всех точках поверхности. В других случаях анализ скорости абсорбции затруднен из-за сравнительной сложности гидродинамики потока по шаровой поверхности. Приближенное решение для умеренно быстрой реакции первого порядка было получено Дж. Астарита [c.87]

VI-1-3. Быстрые реакции. Когда реакция, в которую вступает растворенный газ, медленна (в том смысле, который обсуждался в предыдущем разделе), скорость диффузии непро-реагировавшего газа из пленки в массу жидкости практически такая же, как и скорость его диффузии в пленку от поверхности жидкости. Профиль концентрации А в пленке выражается прямой линией (пунктирная прямая ВС на рис. VI- ). Если реакция достаточно быстра, чтобы количество абсорбируемого газа, реагирующего в пленке, было сопоставимо с тем, что переносится в непрореагировавщем виде в массу [c.161]

Портер и др. измерили межфазную поверхность на колпачковой тарелке диаметром 0,9 м с помощью быстрой реакции первого порядка (см. раздел IX-1-3). Они нашли, что поверхность а контакта фаз в единице объема пены почти не зависит от скорости газа и высоты пены и составляет около , Ъ см . В то же время значение а" заметно возрастало при установке над тарелкой проволочной сетки. Найденные значения оказались почти не зависящими от условий и равными примерно 0,03—0,04 см1сек. [c.226]

Джавери и Шарма исследовали абсорбцию кислорода растворами дитионита натрия (N328204). Было установлено, что реакция имеет первый порядок по дитиониту при содержании последнего менее 0,08 моль л и второй порядок — при более высоких его концентрациях. При всех концентрациях дитионита реакция имеет нулевой порядок по кислороду. Скорость реакции такова, что ее удобно изучать в лабораторных моделях с механически перемешиваемой жидкостью или с ламинарной струей, причем скорость абсорбции единицей поверхности в условиях режима быстрой реакции /п-го порядка можно определить по уравнению (V,59в). [c.259]

В то же время можно считать, что реакция протекает не только в одних кильватерных зонах (облаках циркуляции) пузырей, но и во вЬей непрерывной фазе слоя. В этом случае кажущийся коэффициент скорости реакции в гидродинамическом следе (облаке) будет меньше он может быть получен умножением константы к на отношение объемов гидродинамического следа и непрерывной фазы за его пределами. Таким образом, значения кажущихся констант скорости (зависящие от диаметров частиц и пузырей) порядка —Ю" " с согласуются с представлением о бесконечно быстрой реакции на поверхности частиц и превращении в облаке или следе пузыря всего реагента, переносимого диффузией и конвекцией. [c.314]

Кинетическая область. Если диффузия протекает значительно быстрее реакции, то кинетика процесса определяется механизмом собственно реакции. Если катализатор непористый, то реакция протекает на поверхности частиц катализатора. Если реакции на поверхности быстрее диффузии в поры, но медленнее внешней диффузии, то реакция также протекает на поверхности катализатора независимо от процесса диффузии. Это случаи протекания реакции во виешней кинетической области. Если скорость процесса определяется собственно механизмом реакции на всей внутренней и внешней поверхности катализатора, то процесс проходит во внут-рикинетической области. В первом случае скорость реакции пропорциональна внешней поверхности частиц катализатора (или / к), во втором — его удельной поверхности. [c.144]

Химическая кинетика и расчеты промышленных реакторов Издание 2 (1967) -- [ c.208 ]

Химическая кинетика и расчеты промышленных реакторов Издание 2 (1967) -- [ c.208 ]

Химическая кинетика и расчеты промышленных реакторов (1964) -- [ c.217 ]

Химическая кинетика м расчеты промышленных реакторов Издание 2 (1967) -- [ c.208 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология