Макрокинетический анализ

Заканчивая краткое рассмотрение общих сведений по прикладной макрокинетике сложных гидрогенизационных процессов в нефтепереработке, нужно еще раз подчеркнуть особые трудности макрокинетического анализа сложных модификаций жидкофазного гидрокрекинга с плавающими порошкообразными катализаторами. Вследствие исключительной трудности четкого математического описания и расчета жидкофазных гидрогенизационных процессов на основе результатов лабораторных (или пилотных) исследований ранее использовали эмпирические переходные коэффициенты от лабораторных (пилотных) масштабов работ к заводским [4, 90]. В последнее время [22, 24, 91—93] кинетику химических процессов, осложненных в заводских реакторах наличием диффузии и теплопередачи, начали изучать с применением математических методов [33, 91—93], Такое математическое моделирование пока, к сожалению, практически применимо лишь для простейших процессов типа сернокислотного катализа. Исследования кинетики необходимо проводить в строго определенных условиях, полностью исключающих влияние гидродинамических факторов и гарантирующих изотермичность процесса. Такие условия обеспечиваются, наприме >, при применении проточно-циркуляционного метода [94]. Довольно точные данные о кинетике в некоторых случаях можно получить и по более простой методике при частичном разбавлении исходного сырья продуктами реакции [61, 71] однако полная изотермичность зоны катализа при этом не гарантируется. [c.163]

В известном смысле можно считать, что эти три метода анализа представляют собой разновидности некоторого единого метода макрокинетического анализа процессов взаимодействия дисперсной и сплошной фаз на основе экспериментально определяемой кинетики интегральной отработки материала. Такого рода методы находят применение также и при расчетах иных массообменных процессов (например, сушки, адсорбции, каталитических процессов с твердым зернистым катализатором и т. д.). [c.142]

Большое внимание в последнее десятилетие уделялось взаимосвязи между скоростями химической реакции и диффузии. Дамкел-лер и особенно Франк-Каменецкий широко развили эту область. Последний различает микрокинетику (т. е. химическую кинетику) и макрокинетику (т. е. физический транспорт — перенос реаги-руюш их веществ). Следуя ван Кревелену мы должны учитывать при макрокинетическом анализе величины среднего моле1 улярного пробега, распределения вещества в гетерогенных системах (диффузия) и в реакторе в целом (перенос конвекцией). Укажем, что для получения сведений о химической кинетике мы все еще должны полностью полагаться на экспериментальные данные по каждой отдельной исследуемой реакции. [c.20]

Значительное число химических процессов протекает в многофазных системах. Это—процессы взаимодействия газа с твердым телом, находящимся в растворителе или расплаве, жидкофазные гетерогенные каталитические процессы с газообразным реагентом, жидкофазное окисление кислородом в присутствии твердого ингибитора и т. д. Столь доступными анализу, как в предыдущих параграфах этой главы, являются только простейшие задачи диффузионной кинетики в двухфазных системах. Увеличение числа фаз в системе приводит к непропорциональному возрастанию трудностей ее макрокинетического анализа. Хотя решение подобных задач выходит за рамки настоящего курса, покажем некоторые подходы к их рассмотрению. [c.304]

Первым этапом макрокинетического анализа сложной системы должна быть классификация диффузионных и других стадий, ранжировка их по характерным временам (например по характерным длинам диффузии), выделение внешней и внутренней задач. Пусть требуется провести анализ системы хлорирования оксидов металлов газообразным хлором в присутствии углеродсодержащего восстановителя в расплаве солей. Процессы такого типа исполь зуются, в частности, для извлечения металлов из руд. [c.304]

Долгое время среди технологов существовало убеждение, что процесс протекает в режиме идеального смешения. Однако с помощью кинетических расчетов, проделанных недавно, было установлено, что характерные времена химической реакции равны 10 —10 с. Это означает, что реакция полимеризации заканчивается на расстоянии 1—10 см от места ввода катализатора в реактор. Макрокинетический анализ работы реактора, в котором учитывалась химическая реакция, процессы тепло- и массопереноса, показал [76], что сверхбыстрые процессы бессмысленно проводить в емкостных реакторах, так как большая часть их объема является балластной. Хотя точные расчеты гидродинамики процесса смешения оказались невозможными из-за усложнений, вызванных изменением плотности среды вследствие контракции мономера и его кипения в зоне реакции, все же приблизительно были оценены значения коэффициентов турбулентной диффузии. Авторы предложили реактор трубчатого типа со ступенчатым вводом катализатора. Вполне очевидно, что такой реактор может эксплуатироваться только в непрерывном режиме. Даже при самых маленьких его размерах производительность оказалась слишком велика для лабораторной установки. Поэтому экспериментальный реактор смонтировали сразу в промышленном цехе параллельно существовавшему емкостному реактору. Длина экспериментального реактора составила около 2 м при диаметре около 0,5 м. Удельная производительность такого реактора оказалась примерно в 200 раз выше, чем реактора с мешалкой. [c.167]

Метод макрокинетического анализа процессов сушки дисперсных материалов в неподвижном фильтруемом слое можно обобщить на случай, когда экспериментальные кривые сушки и нагрева частиц материала имеют вид, который не может быть удовлетворительно описан простыми аппроксимационными соотношениями для периодов постоянной и убывающей скорости сушки. [c.49]

Задача макрокинетического анализа состоит в том, чтобы установить влияние соотношения между скоростями химических и физических процессов на законо- [c.116]

Отклонение от оптимума при практической работе реактора может происходить по нескольким причинам. О первой уже говорилось — это плохой массо-и теплообмен в больших объемах реакционной смеси. Эта причина учитывается при макрокинетическом анализе процесса, и действие ее компенсируется подбором соответствующей конструкции реактора. [c.119]

В работе [3] макрокинетический анализ ХГО бора существенно углублен. Однако, авторы не рассмотрели ряд существенных для выяснения механизма процесса вопросов, К ним относятся оценка соотношения скоростей реакции и диффузии, определение компонента, диффузионный перенос которого лимитирует скорость процесса, механизм воздействия хлористого водорода и причины слабого влияния давления на скорость осаждения в переходной области вблизи, как они полагают, кинетической области, [c.240]

Макрокинетический анализ результатов, полученных в работе [ 6], авторы провели, основываясь почти целиком на характере температурной зависимости скорости осаждения. [c.241]

Результаты работ [9—14] были подвергнуты более полному макрокинетическому анализу в работе [22]. Авторы предложили общую математическую модель процесса осаждения бора, которая включает в себя совместное описание тепло- и массообмена в ламинарном потоке многокомпонентной смеси и одновременно протекающей гомогенной или гетерогенной химической реакции. [c.247]

В более общем случае, когда кинетические данные по скоростям сушки и нагрева дисперсного материала могут быть представлены лишь соотношениями общего вида С/(г, Г, м>, х) и Г, м>, х), аналогичный макрокинетический анализ с использоваш1ем кратного интегрирования дает возможность получить лишь средние значения влагосодержаний дисперсного материала на выходе из каждой секции аппарата ПС. [c.231]

В работе [5] макрокинетический анализ практически отсутствует. Определив величину кажущейся энергии активации, авторы отметили, что предложить кинетическое уравнение, учитывающее влияние концентраций компонентов и отделяющее кинетические факторы от диффузионных, не удается. Особые затруднения вызывает сложность профиля температуры по длине подложки, характер которого меняется в широких пределах при Изменении скорости движения подложки, интенсив-, яости нагрева, характеристик процесса борирования вольфрама, [c.240]

Для количественного макрокинетического анализа полученных данных авторы работ [9—14] использовали методы работы [3] (см. разд. 3 и 4). Они исходили из представления, что процесс ХГО бора состоит из трех основных стадий 1) диффузия ВС1з и Нг из газового потока к поверхности осаждения [c.244]

В работах [ 15— 20] автор использовал для макрокинетического анализа кривую зависимости скорости осаждения от обратной %температуры, отражающую в скрытой форме влияние не только чистой кинетики, но и диффузионных факторов и степени превращения компонентов (см. разд. 3). По этой кривой сделана оценка макрокинетических областей протекания процесса на отдельных участках по локальному значению энергии активации, С учетом данных работ [3, 7, 8] он па-стулирует разграничение областей чисто диффузионная — при значениях менее 20, смешанная — до 121, чисто кинетическая— до 218 и область, где лимитирующими являются скорость реакции и скорость зародышеобразования на поверхности—больше 218 кДж/м04ь. Затем кривая i/p=f(l/Г) рассматривается как ломаная линия, на которой последовательным по температуре (а следовательно, в этой работе и по времени) участкам приписываются области зародышеобразования, химической реакции, диффузии, вновь химической реакции и зародышеобразования. [c.249]

Макрокинетический анализ ийказывает, что в процессе химического газофазного осаждения бора существенную роль играет реакция образования ДХБ в диффузионном пограничном слое. Установлено, что процесс идет в основном через стадию образования ДХБ в газовой фазе и последующее гидрирование его на поверхности с выделением бора, а не через непосредственное гидрирование хлорида бора на поверхности (которое также может проходить через промежуточную стадию образования ДХБ) в адсорбированном состоянии. Скорости образования и расходования ДХБ сравнимы по величине и поэтому концентрация его у поверхности подложки и в объеме далека от равновесной. Предельная степень превращения компонентов и максимальная концентрация хлористого водорода в газовой фазе соответствуют равновесному состоянию реакции на поверхности подложки, а не термодинамическому равновесию в газовой фазе, как это принималось ранее. [c.276]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология