Область гетерогенного каталитического процесса

Кинетическая и диффузионная области гетерогенно-каталитического процесса [c.311]

Стадии гетерогенных каталитических процессов. Роль адсорбции. В гетерогенно-каталитических реакциях, как и в других гетерогенных процессах, можно выделить ряд стадий. Наиболее обычными стадиями являются диффузия, обеспечивающая подвод исходных веществ к поверхности катализатора, адсорбция их на этой поверхности, взаимодействие адсорбированных веществ с образованием продуктов реакции, десорбция продуктов и, наконец, отвод продуктов реакции от поверхности катализатора в глубину соответствующей фазы с помощью диффузии. В зависимости от определяющей стадии реакция может протекать в диффузионной, кинетической или переходной областях. С изменением внешних условий роль определяющей стадии может перейти к другому процессу. [c.272]

Различают три области протекания гетерогенно-каталитических процессов [c.174]

Для успешного решения задач в области теории и практики гетерогенного катализа особое значение приобретает автоматизация получения достоверной информации о процессе, глубина и оперативность ее обработки и осмысливания, организация интеллектуального диалога ЛПР—ЭВМ при выработке оптимального варианта технологической схемы контактно-каталитического агрегата. Таким образом, задачи исследования и разработки гетерогенно-каталитических процессов требуют для своего успешного решения активного использования последних достижений информатики, в частности интеллектуальных систем, основанных на знаниях. В связи с этим кратко коснемся проблем искусственного интеллекта. [c.39]

Протекание гетерогенно-каталитического процесса в интервале температур, когда лимитирующая стадия — собственно химическая реакция, называют кинетической областью гетерогенно-каталитического процесса. [c.436]

Внешнедиффузионная область гетерогенного каталитического процесса [c.450]

НОЙ природы. Для наглядности здесь уместно привести лишь несколько простых примеров диаграммного представления отдельных составных элементов из области гетерогенно-каталитических процессов. , [c.227]

Основные научные исследования относятся к химической термодинамике и кинетике. Открыл (1881— 1884) законы, устанавливающие зависимость относительного состава компонентов в газовой и жидкой фазах растворов от давления пара и температуры кипения двойных жидких систем (законы Коновалова). Создал (1886) основы теории перегонки жидких смесей. Развил (1900) представления о критическом состоянии в системах жидкость — жидкость, указав области гомогенности и расслоения. Экспериментально обосновал (1886— 1900) идеи о химической природе растворов. Детально исследовал гетерогенные каталитические процессы, впервые ввел (1885) понятие активной поверхности, имеющее важное значение в теории гетерогенного катализа, и указал на роль химического взаимодействия реагентов с катализатором при активации молекул. Сформулировал (1886—1888) представления об автокатализе и на год ранее В. Ф. Оствальда вывел (1887) формулу для определения скорости автокаталитических реакций (уравнение Оствальда — Коновалова). [c.251]

К настоящему времени накоплен обширный теоретический и экспериментальный материал в области гетерогенного катализа. Приходится констатировать наличие большого числа теорий и подходов, по-разному объясняющих механизм протекания гетерогенно-каталитических процессов. Различные точки зрения на механизм поверхностных явлений, сопровождающих процессы гетерогенного катализа, порождают различные концепции и подходы при проектных расчетах и промышленной реализации процессов. В связи с этим возникает проблема структурной упорядоченности и освоения накопленных запасов информации в данной области знаний, разработки эффективных критериев сравнитель- [c.3]

Уровень требований к расчету и проектированию промышленного оборудования для осуществления контактно-каталитических процессов, интенсивное развитие вычислительной техники и расширение областей ее применения оказывают существенное влияние на задачи математического моделирования гетерогенно-каталитических процессов они становятся намного сложнее, а их решение требует введения новых понятий, методов и средств реализации. Изменяется и сам подход к решению задач математического моделирования. Если до недавнего времени исследователь ставил задачу, исходя из физической сущности каталитического процесса, а затем представлял ее решение математику-вычислителю, то теперь традиционное разделение труда исследователя-химика и математика-вычислителя меняет свой характер, приобретая качественно новые формы. Последнее связано с тем, что построение расчетной модели гетерогенно-каталитического процесса настолько тесно переплетается с разработкой вычислительного алгоритма, что отделить эти стадии друг от друга зачастую невозможно. Для математического моделирования в настоящее время характерна машинно-ориентированная формализация и автоматизация как самой постановки задачи, так и всех процедур, связанных с ее реализацией на ЭВМ. [c.219]

Энергия активации, полученная по опытным значениям констант, будет лежать в пределах 10-ь20 кДж/моль (гетерогенно-каталитический процесс протекает во внешнедиффузионной области). kR [c.652]

Скорость гетерогенно-каталитического процесса в определенном температурном интервале может лимитироваться доставкой вещества к внутренним порам в зернах катализатора-(внутренне-диффузионная область). При этом степень использования поверхности катализатора понижается. [c.436]

При более высокой температуре гетерогенно-каталитический процесс может перейти во внешне-диффузионную область, когда лимитирующей стадией становится доставка вещества диффузией и конвекцией к зернам катализатора. [c.436]

Одним из наиболее интересных и важных в промышленном отношении гетерогенных каталитических процессов, разработанных 5а последние пятнадцать лет, является каталитический риформинг прямогонных лигроинов и лигроинов крекинга с целью получения высокооктановых бензинов и индивидуальных ароматических углеводородов, В первоначальных работах в этой области использовались гидрогенизационно-дегидрогенизационные катализаторы (окиси молибдена и хрома). Исследования, проведенные при атмосферном давлении, показали, что указанные катализаторы обладают достаточной активностью и избирательностью в реакциях риформинга углеводородов с температурами кипения, лежащими в пределах температур выкипания лигроиновых фракций. Хотя эти катализаторы в результате отложения кокса и теряют свою активность, однако регенерацией воздухом ее можно почти полностью восстановить. [c.464]

Пример 1-3. Моделирование кинетики гетерогенного каталитического процесса. Рассмотрим пример, взятый из области гетерогенного катализа. Опишем кинетику реакции гидрогенизации, проводимой в аппарате идеального смешения. В ней принимают участие вещества, находящиеся в трех различных фазах в газовой фазе содержится водород (под большим давлением), в жидкой фазе — четыре вещества Л, 5, С и Н , а в твердой фазе — катализатор, представляющий собой слой зернистого материала. В этой системе происходят следующие реакции [c.129]

Если гетерогенный каталитический процесс крекинга осуществляется в реакторе интегрального типа, например в лифт-реакторе, и проводится в кинетической или близкой к ней области реагирования (как это имеет место при крекинге на микросферическом ЦСК), а также его скорость лимитируется реакцией 1-го порядка (как, например, мономолекулярной реакцией первичного крекинга с образованием карбений ионов), то для кинетического описания этого исключительно сложного процесса будет применимо уравнение типа (8.12) (см. 8.4). А процесс каталитического крекинга, осуществляемый в безградиентном реакторе (то есть в реакторе с псевдоожиженным слоем), можно будет описывать кинетическим уравнением типа (8.12, б). [c.474]

Необходимо разграничивать процессы, протекающие в кинетической и диффузионной области. Этот вид классификации процессов сильно усложняется в гетерогенных системах, в особенности при взаимодействии компонента газовой или жидкой смеси с поверхностью твердого пористого материала. В таких процессах в зависимости от лимитирующего этапа можно наблюдать области внешнедиффузионную, переходную от внешне- к внутридиффузион-ной, внутридиффузионную (в порах твердого материала), внутреннюю— переходную и кинетическую. Такие области имеют наибольшее значение для гетерогенно-каталитических процессов. [c.35]

С практической точки зрения внешнедиффузионная область является невыгодной для проведения гетерогенно-каталитического процесса. В этом случае работает только внешняя поверхность и не достигаются такие скорость реакции и производительность катализатора, которые следуют из химической кинетики. [c.678]

Однако Б отношении промышленного катализа такое рассмотрение процесса оказывается недостаточным. Наука о реальном техническом процессе всегда будет относиться к области пограничных наук, так как на реальные промышленные процессы влияют самые различные факторы, изучение которых затрагивает различные области знаний. В отношении химических и, в частности, гетерогенно-каталитических процессов это особенно существенно, поскольку они определяются взаимодействием разнообразных химических и физических явлений, а их описание требует специальных математических методов. Кроме того, при разработке промышленных процессов и управлении ими следует руководствоваться экономическими критериями. Поэтому нам кажется целесообразным для определения науки по исследованию, разработке и управлению промышленным химическим процессом ввести специальный термин — инженерная химия. Кроме перечисленных факторов, инженерная химия должна учитывать реальный опыт исторически сложившихся промышленных производств. [c.6]

Скорость гетерогенного каталитического процесса во внешнедиффузионной области определяется уравнением [c.451]

Скорость реакции гетерогенного каталитического процесса во внешней диффузионной области равна [c.877]

Подобный гетерогенно-каталитический процесс протекает, главным образом, во внешней диффузионной области. Для увеличения общей скорости процесса необходимо в этом случае увеличивать поверхность раздела фаз. [c.117]

Ниже будут описаны реакторы для исследования технических гетерогенно-каталитических процессов. Авторы привели устройства и методы, хорошо зарекомендовавшие себя в лабораторной практике. Однако, естественно, приведенный материал не исчерпывает богатый опыт экспериментальных исследований в рассматриваемой области. Поскольку большинство каталитических реакций проводится при непрерывной подаче реагентов, задача точной дозировки является одной из наиболее актуальных в практике лабораторных работ по гетерогенному катализу. Этот вопрос освещен в соответствующих монографиях [6]. [c.346]

Гетерогенно-каталитическими процессами управляют методами, описанными при изучении кинетики гетерогенных реакций. Для этого предварительно определяют область протекания процесса. Затем, исходя из результатов исследования, выбирают соответствующий метод управления процессом (изменением температуры или изменением интенсивности перемешивания системы и степени измельченностн катализатора). [c.177]

Одним из важнейших приемов стратегии системного анализа гетерогенно-каталитических процессов, облегчающим задачу структурирования знаний в данной области, является структурное (ди-граммное) представление комплексов явлений на различных уров- [c.220]

Общая скорость гетерогенного каталитического процесса ог]ределя-ется относительными скоростями отдельных стадий и может лимитироваться наиболее медленной из них. Ра шичают три области протекания каталитических реакций кинетическая, внутридиффузионная и внешнедиффузионная. [c.88]

Общая скорость гетерогенного каталитического процесса может определяться наиболее медленной стадией или их совокупностью. Если наиболее медленными стадиями являются первая или последняя, то процесс идет во внешнедиффузионной области и наиболее эффективным средством его ускорения служит перемешивание реагирующих фаз. К впутридиффузионным относят процессы, в которых лимитируют вторая или шестая стадия главными интенсифицирующими приемами при этом служат уменьшение размера зерен и увеличение размеров пор. Процесс относят к кинетической области, когда лимитируют химические стадии 3 — 5- [c.69]

Общая скорость гетерогенно-каталитического процесса определяется наиболее медленной стадией или их совокупностью. В зависимости от определяющей стадии различают процессы, идущие в кинетической, внешнедиффузионной и внутридиффу-зионной областях. В общем случае константа скорости каталитического процесса [c.107]

Для гетерогенно-каталитических процессов при уменьшении размера частиц (глобул), из которых складывается зерно катализатора, каталитическая активность растет только в области относительно крзшных частиц. При дальнейшем уменьшении их раз- [c.651]

В случае неравновесного потока необходимо учитывать ряд новых процессов передачи химической энергии, которые не учитываются в равновесных потоках или при течении идеального газа. В частности, при взаимодействии неразрушаемой поверхности с потоком существенными оказываются ее каталитические свойства. Несмотря на то, что о значительном влиянии гетерогенной рекомбинации на теплообмен при гиперзвуковых скоростях полета стало известно еще в 50-е годы [17], проблема описания гетерогенных каталитических процессов в гиперзвуковых потоках остается актуальной и в настоящее время. По сравнению с кинетикой гомогенных реакций механизм и скорости процессов, определяющие взаимодействие газа с поверхностью гораздо менее изучены и выражены количественно. Тем не менее, понимание и контроль за этими процессами имеют решающее значение для разработки и создания теплозащитных систем, применяемых при входе космических аппаратов в атмосферу планет. Так, если отличие в тепловых потоках для различных моделей гомогенных химических реакций достигает 25 %, то тепловые потоки, полученные при различных предположениях о каталитических свойствах поверхности, отличаются значительно больше. Тепловой поток к лобовой поверхности аппарата может быть снижен за счет использования некаталитического покрытия в несколько раз на значительной части траектории спуска, включая область максимальных тепловых нагрузок. [c.7]

Здесь светлыми точками помечены рассчитанные тепловые потоки для идеально каталитической поверхности, треугольниками вершинами вниз — для некаталитической поверхности, квадратиками — для поверхности с конечной каталитичностью при а = 100. Измеренные результаты обозначены вертикальными черточками. Видно, что для поверхности с конечной каталитичностью образование N0 в гетерогенных каталитических процессах сугцественно влияет на тепловые потоки, так как тепловые потоки значительно меньше, если образование N0 при рекомбинации Ленгмюра-Хиншельвуда полностью не учитывается а = О, треугольники вершинами вверх). Наблюдается хорошее согласие с летными данными при а = 100. Рассчитанные результаты в этом случае почти полностью моделируют тепловые потоки в области торможения при времени полета от 400 до 700 секунд. [c.85]

Реагенты могут быть в жидком и газообразном виде. Скорость жидкофазиых реакций значительно (в 10 — 100 раз) больше скорости соответствующих процессов в газовой фазе. Однако в настоящее время огромное большинство гетерогенно-каталитических процессов протекает в газовой фазе. В области нефтехимии — это крекинг, дегидрирование, полимеризация, алкилирование и т. п. [c.172]

Гетерогенно-каталитические процессы всегда играли важную роль в химической промышленности. Именно поэтому химики и технологи постоянно встречаются с проблемами гетерогенного катализа. Настояш,ая книга может служить руководством для студентов и молодых научных сотрудников, работающих в области гетерогенного катализа, и позволит получить общие сведения о нем. Собранный материал излагается на основе опыта, накопленного авторами при чтении курса лекций по гетерогенному катализу в Высшей технической школе им. Карла Шорлеммера в Лейна-Мерзебурге. Курс гетерогенного катализа на протяжении ряда лет является важной составной частью учебного плана по химической технологии. [c.8]

Диффузии в гетерогенном катализе посвящено много работ, в частности монографии [123, 129]. В условиях катализа реагенты сначала переносятся к поверхности катализатора (внещ-няя диффузия вследствие градиента концентраций между газом и поверхностью катализатора). Затем эти вещества проникают в глубь зерен катализатора, т.е. в его поры, что происходит также вследствии разности концентраций между внешней по-верхн9стью и центрами зерен (внутренняя диффузия). В зависимости от соотношения скоростей диффузии и реакции различают три области протекания каталитического процесса. [c.118]

Специфика и сложность гетерогенных каталитических процессов, в известной мере обосабливающие их ют других типов химических реакций, делают целесообразным разграничение отдельной области кинетики, рассматривающей эти процессы. [c.5]

Научное и промышленное значенпе этих работ было настолько очевидно, что исследовательские работы в этой области начали проводить во многих лабораториях. Был получен ряд интересных результатов в объяснении механизма реакции и в углубленном понимании гетерогенных каталитических процессов этого типа. Однако разработка синтеза в смысле промышленного внедрения в начальный период шла сравнительно медленно. Значительных успехов в этом направлении удалось достигнуть лишь носле устранения многочисленных трудностей, например в разделении продуктов реакции и главным образом в ирнготовленин катализаторов, отличающихся высокой избирательностью и долговечностью. [c.142]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология