Катализатор, указание в уравнения

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]

Таким образом, при неизвестном а, с одной стороны, единственно надежную оценку истинного отношения констант к можно получить из экспериментов в условиях, когда диффузия в порах несущественна. С другой стороны, находя отношение значений к при сильном и ничтожном влиянии диффузии в порах, определяют величины а. Это, в свою очередь, позволяет уточнить геометрию пористой структуры катализатора. Указанный сдвиг значения а от величины а = может также повлиять на анализ кинетики в области внутренней диффузии, что приводит к уравнениям (XIV,11) и (XIV,31) и к наклону, равному —1, на рис. Х1У-8. [c.440]

В общем случае, для строгого и обоснованного расчета каталитического реактора прежде всего необходимо располагать всеми данными, характеризующими скорость химического превращения, теплопередачи и массообмена, а также влияние гидродинамических условий проведения процесса затем составить и решить соответствующие уравнения материальных и тепловых балансов, кинетики, гидродинамики, диффузии и теплопередачи. При этом для решения системы указанных уравнений используют электронные вычислительные машины. При проектировании многих реакторов до последнего времени преимущественно используются методы приближенного расчета. Это наиболее характерно для реакторов с кипящими слоями катализатора, в которых кинетическая картина процесса очень сложна, изучена еще недостаточно и их расчет, в значительной степени, базируется на весьма немногочисленных экспериментальных данных, полученных из имеющегося опыта промышленной эксплуатации. [c.253]

Темкин и Пыжев установили вид уравнения кинетики синтеза аммиака на катализаторе указанного типа. Темкин обобщил это уравнение на случай высоких давлений [c.112]

При указанных выше предположениях и малых заполнениях поверхности катализатора система уравнений, описывающих кинетику процесса, имеет следующий вид [c.305]

По экспериментальным данным а = р = 0,5. При повышенных давлениях в условиях промышленного процесса сказываются отклонения от законов идеального газа, так что вместо парциальных давлений следует пользоваться активностями. Проинтегрировать указанное уравнение в случае проточного реактора, если скорость потока Р кмоль/ч, масса катализатора W кг, аммиак в исходной смеси отсутствует, а степень превращения составляет /. [c.227]

В работе [27] приведены данные о применимости указанных уравнений к некоторым гетерогенно-каталитическим реакциям. Там же представлен результат обработки по уравнению Тафта литературных данных по крекингу низших парафинов на различных алюмосиликатных катализаторах. Коэффициент корреляции составляет 0,85, что достаточно надежно, а уравнение регрессии имеет вид [c.145]

Авторы проводили свои опыты в присутствии окиси алюминия в качестве катализатора при температуре 378—380° С и под давлением 69,6 ат. Численные значения констант в указанных условиях колебались от 5,1 10 до 23,5 10 . Приняв среднее значение Кр= 10,7 10 , авторы предложили следующее уравнение [c.337]

М у<1 — при Л/ < 1. Поэтому в указанном интервале всегда существует единственное решение уравнения (VII.145). Очевидно, при М С 1 активность катализатора не может падать ниже определенной величины, соответствующей средней величине безразмерной константы скорости реакции у = 1— М, асимптотически приближаясь к ней при увеличении длины слоя. [c.317]

Вычислите значения а и в уравнении Фроста для данной реакции в указанных условиях, если объем катализатора 15 см , температура опыта 293,2 К, барометрическое давление 99641,7 Па (747,5 мм рт.ст.). [c.425]

Однако, поскольку для изучения указанных кинетических выражений требуется обширная исследовательская программа и в случае влияния процессов переноса вещества и тепла их иногда нужно заменять соответствующими линейными уравнениями скорости, мы рассмотрим только простые эмпирические формы кинетических выражений. Если общая скорость процесса не зависит от внешней диффузии, то скорость реакции в присутствии катализатора можно определить непосредственно, не принимая при этом во внимание процесс диффузия в порах. [c.435]

Вторым уровнем для реактора с неподвижным слоем является модель процесса на одном пористом зерне катализатора. Составные части указанной модели представляют собой стадии переноса вещества и тепла внутри зерен катализатора и химического превращения на активной поверхности. Связи между стадиями описываются уравнениями материального и теплового балансов. Третьим уровнем служит модель в элементе неподвижного слоя с учетом процессов [c.464]

В указанных работах наблюдали зависимость скорости удаления кокса от содержания кислорода первого порядка. В отношении порядка реакции по коксу приводят различные данные. На рис. 2.18 представлены результаты для алюмохромового катализатора марки К-5 [95]. Для их описания использовано уравнение формальной кинетики второго порядка по коксу [c.35]

Вся система уравнений 2а с указанными уточнениями структуры и уравнений (8.3а)—(8.6), совместно с табл. 8.1 служит достаточным основанием для решения кинетической модели процесса при условии экспериментального определения кинетических констант реперных углеводородов для каждого конкретного катализатора и констант в уравнениях (8.3а)—(8.6). [c.197]

Критические скорости взвешивания и уноса рассчитывают для выбранных размеров частиц катализатора. Для их расчета предложено много зависимостей, однако почти все они применимы лишь для сравнительно узких диапазонов режимов обтекания, которые необходимо предварительно определять. Из существующих уравнений исключение составляют интерполяционные формулы (1.3), (1.29), (1.32) Горошко, Розенбаума и Тодеса [2], применяемые для описания всего диапазона режимов обтекания. Формулы (1.3) и (1.32) позволяют оценить величины критических скоростей для частиц шарообразной формы с точностью до 30%. Нри расчете критических скоростей взвешивания частиц неправильной формы погрешность расчета естественно увеличивается. Тем не менее, учитывая, что в подавляющем большинстве практических случаев зерна катализатора имеют или приобретают в процессе эксплуатации сфероидальную форму, а рабочая скорость в несколько раз превышает скорость начала взвешивания и значительно ниже скорости уноса, указанные формулы вполне обеспечивают необходимую точность, в худшем случае выполняя роль хорошего ориентира. [c.257]

Во многих случаях ориентировочную оценку критических сопротивлений решеток можно проводить по указанным выше уравнениям, однако при использовании в реакторах микросферических катализаторов при больших высотах слоя, в основном, приходится использовать опыт работы пилотных установок или других объектов-аналогов, хотя не исключено, что принятые таким образом значения сопротивлений являются далеко не оптимальными. [c.262]

С использованием указанного уравнения ыли изучены [20] кинетические закономерности крекинга различных углеводородов и нефтяных фракций. Экспериментальные данные в координатах п1п(1—X) —( —1) описываются прямой линией, пересечение которой с осью ординат дает величину пропарциональную эффективной константе скорости реакции. [Исследования показали, что эффективная константа скорости реакции резко уменьшается при увеличении длительности цикла крекинга. Тангенс угла наклона прямой зависимости эффективной константы скорости реакции от времени контакта катализатора с сырьем в логарифмических координатах при постоянной температуре определяется типом сырья и массовой скоростью его подачи (рис. 4.14)] При 482 °С и массовой скорости подачи сырья 1300 ч тангенс" гла наклона прямой крекинга парафино-нафтеновых углеводородов (рис. 4.14, кривая 1) равен 0,2. В отличие от этого для ароматических углеводородов тангенс угла наклона прямой равен 0,4 при массовых скоростях подачи сырья 1300 ч- . рис. 4.14, крива 3) и 325 ч (рис. 4.14, кривая 4). Для крекинга исходного сырья, являющегося смесью описанных углеводородов, тангенс угла наклона прямой равен 0,3 при массовых скоростях подачи сырья 1300, 650 и 325 ч- (рис. 4.14, кривая 2). [c.107]

Подобная система не является гомогенной, так как металл-оргапические соединения и гидриды щелочных металлов нерастворимы в бензоле, который применяется в качестве растворителя, Однако скорость реакции не изменяется при добавлении платинового или палладиевого катализаторов. Указанные реакции формально аналогичны изученным Уилмартом реакциям активации водорода, катализируемым основаниями. Эта аналогия становится очевидной, если уравнение (45) написать в виде [c.214]

Что касается скорости образования карбидов, то Крэксфорд, изучая кинетику образования карбида и сиитина над катализатором Со-ТНОа-кизельгур (100 18 100) в стационарной системе при 200°, пришел к выводу, что образование карбида на катализаторе указанного состава протекает с большей скоростью, чем на осажденном и восстановленном кобальте с образованием углекислоты по уравнению [c.337]

После определения оптимальной температуры в реакторе или на отдельных его участках можно определить параметры оптимальной пористой структуры для последовательной реакции. Задача заключается в том, чтобы при заданной температуре, пористости и размере зерна определить такое значение среднего радиуса пор, при котором катализатор имел бы максимально развитую внутреннюю поверхность при условии, что реакция протекает во внутрикинетическом режиме. Оптимальный радиус пор можно определить, решив уравнение Гзк (с, Гопт) = 2д опт)- Согласно этому уравнению оптимальный радиус пор определяется точкой пересечения двух функций — скорости изменения целевого компонента во внутрикинетическом Гзк (с, Грпт) и во внутридиффузионном Г2Д (с, Гопт) режиме. В действительности не существует резкой границы между внутрикинетическим и внутридиффузионпым режимами, и вычисленное из указанного уравнения значение радиуса пор следует рассматривать как приближенное. При заданном размере зерна расходы па транспортирование газа через реактор можно минимизировать, определив оптимальную линейную скорость газа из условия дР ди = 0. Процедура решения не изменяется, если оптимальной, с точки зрения селективности, окажется внутридиффузиопная область. [c.200]

Л. ван-Рейен и Г. Скейт [1223] предполагают, что в некоторых случаях реакций изотопного обмена наличие компенсационного эффекта может быть объяснено тем, что в -выражения энергии активации и предэкспонента входят показатели степеней тип [см. уравнения (У.24), У.24а) и ( .246)], изменения которых и вызывают симбатность изменений ко и Е. Это фактически означало бы, что компенсационный эффект обусловлен изменением степени покрытия поверхности катализатора исходными веществами, как вытекает из смысла указанных уравнений, определяющих значения показателей степеней. [c.317]

Экспериментальная зависимость Гг от л для процесса поликонденсации поликарбоната в расплаве приведена на рис. 2.8. Из рисунка видно, что степень ноликонденсации полимера возрастает с глубиной процесса, и особенно резко ири глубине, близкой к 1,0 (100%)- Сравнение экспериментальных данных с данными, рассчитанными по уравнению (2.1) и (2.5), приведено на рис. 2.9. В наиболее важной области (х = 0,9—1,0) указанное уравнение достаточно хорошо описывает экспериментальные данные. Отсюда вытекают важнейшие требования к проведению технологического процесса поликонденсацни. В большинстве случаев бывает необходимо применять такие технологические приемы и такую аппаратуру, которые обеснечилп бы протекание ноликонденсации на большую глубину. Из обычных приемов следует отметить следующие увеличение продолжительности процесса, повышение температуры процесса, обеспечение полного удаления ннзкомолекуляр-ного продукта реакции, исиользование катализаторов, мономеров с повышенной активностью функциональных групп. [c.51]

Для приготовления атализатора отвешивают -у-оксид алюминия я вычисляют, какое 1К0Личеств0 оксида хрома СггОз необходимо для получения катализатора указанного состава, Учитывая, что оксид хрома получается при разложении хромового ангидрида СгОз по уравнению [c.16]

Как II большинству природных явлений, катализу невозмокио дать строгого определения, отграничивающего его от других близких процессов. Однако для практического использования приемлемым является ставшее классическим определение Катализом является ускорение химической реакции за счет участия в ней компонента, не входящего в брутто-уравнение реакции и практически остающегося в неизменном количестве после завершения реакции. Под ускорением реакции следует понимать также возможность протекания реакции, не идущей без катализатора. Указанный компонент, ускоряющий химическую реакцию, именуется катализатором. Таким образом каталитические реакции отличаются от обычных по меиьшей мере тем, что в них всегда участвует, как минимум, один дополнительный компонент — катализатор. Механизм влияния этого компонента на реакцию и обусловливает специфику каталитических процессов. [c.6]

Кажущаяся активность катализаторов гидрооблагораживання остатков, кроме отмеченньк выше факторов (температура, объемная скорость подачи сырья), зависит от парциального давления водорода и сероводорода в зоне реакции и от размера гранул катализатора. Для учета влияния каждого из указанных факторов в уравнения формальной кинетики включаются соответствующие эмпирические поправки. Например, предложена зависимость [38], учитывающая влияние парциального давления водорода, согласно которой скорость реакции удаления серы определяется по превращению трудноудаляемой серы [c.76]

Однако только в работе Ньютона и Доджа [23] была сделана попытка исследовать равновесие указанной реакции. Авторы проводили свои опыты по гидрированию формальдегида в интервале 180—200° С при атмосферпом давлении, применяя медноцинковые катализаторы или окись цинка. Авторам пе удалось получить воспроизводимых результатов поэтому мы не станем приводить здесь этих экспериментальных данпых. Отметим только, что для температуры 197° С авторы принимают среднее значение константы равиовесия АГр = 2090. С помощью этого числа, а также теплот горения метилового спирта, водорода и формальдегида они рассчитали уравнение [c.372]

На рис. И1-39 представлена зависимость производной (Ич1йт, рассчитанной по уравнению (П1,219), от температуры катализатора /ч- Получены три точки пересечения кривой с осью абсцисс — йо, Ьо, Со. Эти точки отвечают температурам стационарных состояний частиц и согласуются с температурами, указанными на рис. П1-34. Крайние точки ао и Ьо представляют устойчивые состояния, а точка Со —неустойчивое. Из рис. И1-39 видно, что если начальные температуры частиц катализатора лежат в области 1 (Гчн<670°К), то произ- [c.277]

Теорию Темкина и Пыжева анализировал Хьюбер утверждавший, что уравнение Темкина и Пыжева относится к некоторому участку на поверхности катализатора и является функцией концентраций аммиака, водорода и азота на этом участке. Указанные концентрации изменяются не только вследствие образования и разложения аммиака, но также вследствие диффузии, выравнивающей концентрацию в окрестности данного участка, на что, в частности, обращал внимание сам Темкин. При использовании уравнения Темкина и Пыжева считается, что концентрация в порах зерен и в потоке газа примерно одинакова. Диффузионные эффекты, наблюдающиеся при более крупных зернах катализатора, учитываются при помощи поправочных коэффициентов. В уравнении Темкина фигурируют эмпирические величины, а именно показатель степени а и константы скорости реакции ki и кг- Величину а = 0,5, часто используемую при расчетах, Темкин считает достаточно надежной, хотя по опытным данным величина а меняется от 0,4 до 0,6. [c.315]

Для успешного решения указанных задач необходимо располагать информацией о макрокинетике гетерогенно-каталитическо-го процесса и возможных типах моделей текстуры катализаторов. Текстура катализатора определяется как его индивидуальная микроструктура с соответствующим пространственным расположением связанных друг с другом частиц, включая открытые полости между частицами. На основе представлений о возможных видах моделей макрокинетики гетерогенно-каталитических процессов и моделей текстуры катализаторов можно, задаваясь кинетическими уравнениями процесса и начальными оценками кинетических констант, осуществить предварительный поиск требуемой текстуры катализатора. [c.120]

Анализируя войрос о расширении слоя, уместно кратко рассмотреть некоторые специфические особенности работы с тонкими порошками. Многие порошки со средним размером частиц менее 100 мкм однородно расширяются без образования пузырей при скоростях газа, лишь незначительно превышающих U f- Существует критическая скорость 7 , при которой начинается образование газовых пузырей. Отношение U IU f может изменяться от значений, чуть превышающих 1 до 2 (в особых случаях). Для материалов, подобных мелкому катализатору крекинга нефти, это отношение обычно равно 1,1 или 1,2. При таком режиме движения изменяется расстояние между твердыми частицами, а с ним и проницаемость непрерывной фазы. В этих условиях уравнение (IV,5), разумеется, неприменимо. Имеются указания, что нри превышении скорости более чем на р 100% порозность непрерывной фазы опять становится равной и применение уравнения (IV,5) снова будет правомерным. Этот вопрос подробно рассдютрен в главе II. [c.145]

В связи с указанными особенностями кипящего слоя расчеты емкостных реакторов целесообразно проводить следующим образо.м-Определяются кинетические зависимости для катализатора выбранной дисперсности в неподвижном слое и строится кинетическая модель реакции. Интегрированием уравнений кинетической модели для изотермических условий и аппарата идеального вытеснения приближенно определяют объем катализатора. Рассчитывается критическая скорость псевдоожижения для данного катализатора, выбирается число псевдоожижения и по нему определяется значение и. Из заданной производительности установки, режимных параметров процесса и скорости и определяют диаметр ахшарата. После этого [c.313]

Для всех- контрольных точек значения /-крнтерня для уровня значимости Я = 0 05 меньше табличное. На рис. 53 показаны линии равного значения актив-иогт I катализатора, (/[ и прочности уз, построенные но уравнениям (VI. 17) и (VI. 18). Наибольшая активность ката-лиза/ора соответствует области, где значения компонента Х >0,4. Прочность, равн и 65%. является вполне удовлетворительной. Наибольший интерес представ, .яют точки, лежащие па пересечении лини 1 равного выхода /2 = 65% с линией равного выхода (/1=100%, Опыт 10 (см. таблицу, рнс, 53). поставленный в указанной области, дал хорошее (в пределах ошибки опыта) совпадение расчет-Н1.1Х и экспериментальных результатов. [c.273]

Существует много проблем, касающихся твердых катализаторов, однако здесь рассматриваются только такие аспекты их действия, которые oкaзывaюt влияние на форму и способ вывода кинетических уравнений, необходимых для расчетов. При этом просто полагают, что имеется катализатор, который ускоряет конкретную реакцию, оценивают скорость изменения реагентов в его присутствии и затем используют указанные данные при расчетах. [c.411]

Зависимость скорости регенерации от температуры приближенно соответствует уравнению Аррениуса. Энергия активации для интервала температур 4 0—480° С составляет 35 ккал, для более высоких температур энергия активации уменьшается до 26,6 каеод. Есть указания на то, что при наличии углерода примерно до 2% скорость выжигания про- 6 -порциональна квадрату содержания углерода. При большем содержании углерода порядок реакции по углероду становится первым. А при очень /зд,4 высокой закоксованности катализатора порядок реакции по углероду может быть меньше единицы. [c.241]