Кинетика реакций интегральный

Конструктивно лабораторные аппараты для жидкофазных реакций, работающие под давлением, можно разделить на автоклавы и аппараты колонного или трубчатого типа. Первые можно применять и как статические реакторы, и (при наличии специальных штуцеров) как динамические безградиентные аппараты для исследования кинетики реакций. Все варианты автоклавов должны предусматривать хорошее перемешивание реакционной массы. Аппараты второго типа представляют собой интегральные реакторы, подобные описанным выше для газофазных процессов. [c.415]

Ингибирование продуктом реакции. При, интегральном анализе кинетики ферментативных реакций особый интерес приобретает случай конкурентного ингибирования продуктом реакции [c.251]

Результаты исследования киыетикл йодирования ацетона при пяти температурах от 20 до 45° С приведены на рис. 3. Из графика видно, что скорость реакции с ростом температуры возрастает. Возрастание скорости реакции с ростом теьшературы определяется величиной энергии активации. Для расчета энергии активации кроме опытных данных по влиянию температуры на кинетику реакции обычно нужно знать механизм (порядок) реакции. Знание механизма реакции позволяет рассчитать константу скорости реакции, которая находится из интегральной зависимости количества прореагировавшего ве-ш,ества от времени. На практике очень часто встречаются реакции, порядок которых не соответствует суммарному стехиометрическому уравнению. В этом случае истин- [c.133]

Проточные интегральные реакторы типа колонок ввиду трудности достижения нужного гидродинамического режима и учета изменения объема фаз при исследовании химической кинетики реакций в двухфазных потоках почти не применяются, [c.71]

Задача исследования кинетики процесса состоит в определении зависимости скоростей образования ключевых веществ Г (или скоростей реакции) от концентраций реагентов и температуры. Кинетика становится известной, когда найдены такие функции г,-, что интегральные кривые уравнения (Х.1) достаточно мало отличаются от кривых изменения концентраций реагентов во времени (или по длине реактора), найденных экспериментально. Подробнее вопросы расшифровки экспериментальных кинетических данных изложены в главе XI. [c.408]

Решение а) известно, что процессы радиоактивного распада подчиняются кинетике реакций первого порядка. Используем интегральное кинетическое уравнение и выражение, связывающее константу скорости с периодом полураспада (полупревращения) [c.12]

Для получения кинетических. данных наиболее простой путь — осуществление изотермической р аботы интегральных конверторов, так как это ограничивает число переменных и облегчает интегрирование. Однако на практике изотермическая работа редко осуществляется, особенно для реакций с высокими тепловыми эффектами,вследствие ограничений в отводе тепла. Эти ограничения имеют большое значение, потому что плохой контроль за потоком тепла, приводящий к небольшим температурным градиентам в слое, может вызвать очень сильный эффект, поскольку скорость реакции экспоненциально зависит от температуры. При исследовании экзотермических реакций обычно применяют адиабатические трубные реакторы. Система температурного режима осуществляется таким образом, чтобы предотвратить утечку тепла через стенки реактора. Следовательно, профиль температур развивается вдоль длины реактора, размеры последнего зависят от теплоты реакции, теплоемкости реакционной среды и кинетики реакции. Полномасштабные заводские конверторы вследствие низкого соотношения поверхности и объема обычно работают адиабатически, и поэтому адиабатические- конверторы небольшого размера могут быть полезны для испытания на длительность пробега или для моделирования промышленной производительности. Эти конверторы могут работать либо на уровне полупромышленного масштаба, либо как пилотные установки. Адиабатические реакторы в настоящее время применяются для моделирования полномасштабных промышленных условий таких реакций, как высокотемпературная и низкотемпературная конверсия окиси углерода, реакция метанирования и синтез аммиака. [c.56]

Кинетика реакции Н2-Иа = 2Н1. 1 — изменение парциального давления йода в необратимой реакции 2 — то же, но с учетом обратимости 3 — интегральная зависимость (для необратимой реакции) 1/ 1 =кх+ Iиз которой й = 1дф=0,162 атм- -с- [c.204]

Интегральный метод применяется преимущественно для получения данных о кинетике реакций в гомогенных жидких системах, а также в гетерогенных системах газ — твердое. В проведении исследований реакций, протекающих в гомогенных жидких системах, методика сводится к постановке экспериментов на лабораторных реакторах периодического действия. В результате анализа отобранных проб находят ряд значений концентраций в зависимости от времени, по которым строят кривые состав — время. Схема интегральной лабораторной установки (статической) и графическая интерпретация опытных данных показаны на рис. 16. [c.82]

Для того чтобы иметь представление, в какой мере удается отличить кинетику реакций нулевого и второго порядков от кинетики реакций первого порядка, воспользуемся следующим приемом. Рассчитаем по уравнениям табл. З значения для различных степеней превращения при реакциях нулевого и второго порядков. Затем отложим полученные значения в зависимости от 1п(1—х). Эти графики представлены на рис. 1. На графиках при степенях превращения менее 50% точки лежат приблизительно на прямой линии и могут рассматриваться как точки, отвечающие реакции первого порядка отклонения связаны с небольшими ошибками в экспериментальных данных. Сопоставление кинетики реакции половинного порядка (см. рис. 1) с кинетикой реакции первого порядка, протекающей с увеличением объема в отношении 2 1, приводит, по существу, к такому же выводу. Поэтому данные о степени превращения как функции времени контакта, полученные с помощью обычной экспериментальной методики для реакций нулевого и второго порядков, не позволяют ответить на вопрос, отличается ли порядок исследуемой реакции от первого в области степеней превращения менее 50% . Кинетика реакции первого порядка позволяет представить превращение как функцию времени контакта для широкого интервала условий. Некоторые исследователи отмечали это свойство интегрального реактора обнаруживать кинетику, легко апро-ксимируемую к первому порядку, как явствует из утверждения, что даже сложные каталитические системы дают псевдопервый порядок реакции, когда варьируется только объемная скорость... [10]. [c.321]

Книга рассчитана на читателя, знакомого с основами физической химии, особенно с кинетикой реакций, а также с основами макромолекулярной химии. Математический аппарат, используемый в книге, сводится к элементарной алгебре и интегральному исчислению, другими словами, к тем разделам математики, которыми обычно пользуются в физической химии. [c.8]

Аналогичный метод был применен Ю. П. Лапиным и А. В. Фростом [785], и А. Я- Розовским, и А. В. Фростом [784] для интегрирования уравнений кинетики реакций, в которых на поверхности катализатора взаимодействуют два компонента, т. е. реакции А1- - -2А2 = 2 7 А/. На основании тех же предпосылок, что и при постулировании уравнения (IX.101), было получено [785] уравнение в интегральной форме [c.376]

Резюмируя изложенное, можно отметить, что обычно уравнения в интегральной форме менее чувствительны к опытной проверке, чем уравнения в дифференциальной форме. Изучение кинетики реакции в безградиентном реакторе должно быть предпочтительнее, чем работа в интегральном реакторе. [c.378]

Результаты анализа. Изучение кинетики показывает, что реакция неэлементарная. Она не может быть удовлетворительно выражена ни одним нз простых уравнений скорости, рассмотренных интегральным методом. [c.90]

С учетом уравнения (1.55) или (1.56) можно описать кинетику реакции в интегральном проточном реакторе. Например, для гомогенной реакции первого порядка, протекающей в цилиндрическом реакторе, имеем [c.33]

Реактор, в котором концентрация компонентов реакции непрерывно изменяется вдоль слоя катализатора или (в данном месте катализатора) в ходе процесса, называется интегральным реактором. В дифференциальном реакторе концентрация по всему слою катализатора (а в отдельном месте катализатора— во времени) практически не изменяется, например при работе в проточной системе при малых степенях превращения. Подробнее об этом см. в книге Киперман С. Л., Введение в кинетику гетерогенных каталитических реакций, изд-во Наука , 1964,стр. 383. — Прим. перев. [c.175]

При исследовании кинетики реакций термического разложения получил распространение так называемый весовой метод, при котором навеска твердого реагента изотермически разлагается (при непрерывном или систематическом взвешивании) в замкнутом объеме или при откачке. Недостатки этого метода обусловлены переменным составом газа (реакция в замкнутом объеме) и большим градиентом концентрации газообразных продуктов реакции (особенно реакция в вакууме). В связи с этим, если скорость реакции зависит от концентрации газообразных компонентов реакционной смеси, весовой метод обычно не дает надежных результатов. Если можно обеспечить постоянство (во времени) концентраций газообразных участников реакции в реакционной зоне, то весовой метод можно применять как один из интегральных методов в соответствующей системе (открытой, замкнутой). Во всех случаях должна быть тщательно изучена макрокинетика реакции. [c.36]

Интегральное уравнение (У, 83) может быть решено численно для любого вида функции Р (С ), описывающей кинетику реакции на поверхности. Уравнение удобно преобразовать к переменной 2 (V, 97) или (V, 91), связанной с х через локальное значение коэффициента массоотдачи Р х). По мере продвижения вдоль поверхности локальное значение Р уменьшается и происходит переход из кинетической в диффузионную область. Решение для каждого шага по 2 проще всего вести методом попыток. Задаемся в качестве исходного приближения некоторым значением находим по нему производную и подставляем в правую часть. Приравняв результат левой части, находим новое значение и в зависимости от того, меньше оно или больше исходного, увеличиваем последнее или уменьшаем. Прибавляемая или вычитаемая при этом величина уменьшается в геометрической прогрессии до тех пор, пока не получится решение с заданной точностью. После того как несколько шагов уже сделано, исходное значение для следующего шага находится экстраполяцией по формуле Лагранжа. [c.255]

При использовании высоких концентраций фермента, когда степень конверсии равна единице, справедливо соотношение кВ . При этом уравнение (2.217) трансформируется в интегральную форму уравнения Михаэлиса [см. (2.245)], из которого можно найти значения и ферментативной реакции. В этих условиях инактивация фермента не проявляется в кинетике реакции. [c.252]

Многочисленные методы исследования кинетики гетерогеннокаталитических реакций могут быть разделены на несколько групп, некоторые из них взаимно перекрываются. Прежде всего, различают динамические и статические методы, в зависимости от того, является ли реактор проточным или нет. В свою очередь, динамические методы могут быть проточными и проточно-циркуляционными. Другим важным принципом классификации кинетических методов исследования является математическая характеристика величин, получаемых в результате эксперимента. Если при проведении опыта непосредственно определяется скорость реакции, метод называют дифференциальным, если же определяется количество вещества, прореагировавшего за какой-то период времени или на каком-то участке реактора, то метод называют интегральным (поскольку полученные величины являются интегралом от скорости реакции по времени или длине слоя катализатора). Наконец, в зависимости от постоянства температуры опыта или вдоль слоя катализатора различают изотермические и неизотермические эксперименты. [c.401]

Нахождение простого дразнения скорости интегральным методом. Выясним, можно ли описать кинетику указанной реакции каким-либо простым уравнением скорости. Для этого применим интегральный метод. В столбце 3 табл. 6 и на рис. 111-24 показана проверка кинетических уравнений второго порядка в соответствии с рис. 111-5. Экспериментальные точки не укладываются на прямую. Следовательно, реакция не является элементарной, бимолекулярной. На рис. 111-25 показана проверка кинетического уравнения первого порядка согласно рис. П1-3. Данные табл. 6 снова не ложатся на прямую и порядок реакции отличается от первого. Аналогичная проверка на линейность других простых кинетических уравнений дает отрицательные результаты. [c.90]

Положение здесь полностью совпадает с Ьписанным в главе И, поэтому в кинетике реакций на неоднородных поверхностях можно использовать любой из приведенных выше методов решения интегрального уравнения ддя адсорбции на неоднородной поверхности или воспользоваться подбором Р К). Из данных, приведенных в 4 гл. П, наиболее важным является тот вывод, что дробный порядок реакции, когда скорость реакции описывается уравнением [c.56]

При рассмотрении результатов исследований с интегральным реактором в каждом случае обнаруживается один или несколько источников неточностей, которые заставляют сомневаться в правильности сделанных выводов о кинетике реакции. Тремя осноз-ными источниками неточности являются 1) применеиие метода, не обладающего достаточной чувствительностью для установления истипного кинетического уравнения процесса, 2) наличие диффузионных эффектов, изменяющих кинетику, и 3) присутствие в пр[1менявшемся кумоле сильных ингибиторов реакции крекинга. [c.317]

Кинетику реакции фотохимического хлорирования изучали по уменьшению концентрации молекулярного хлора в реакционной среде при 303 К, освещенности 210 лк. Концентрацию аПП в I4 изменяли в интервале 0,013—1,4 осн. молъ/л, хлора — 0,285—0,562 моль/л. Концентрацию хлора определяли иодомет-рическим методом [16]. Порядок по хлору находили интегральным методом, а по ПП — дифференциальным [17]. Уравнение начальной скорости хлорирования аПП заппсывается следующим образом [c.165]

Вопрос о безградиентных реакторах подробно рассмотрен отдельно (в главе XIII), здесь же мы обсудим проблемы, связанные с интегрированием кинетических уравнений, т. е. будем предполагать, что процесс проводится в интегральном реакторе. Тогда интегрирование кинетических уравнений необходимо для сопоставления предполагаемого уравнения с опытными данными (если заранее сделано предположение о кинетике реакции) или же для сопоставления опытных данных с разными уравнениями и выбора того из них, которое даст наилучшее совпадение с опытом (если заранее не делается предположения о кинетике реакции). [c.360]

Для определения кинетики реакции на контактных поверхностях между зернами порощка Тамман исследовал увеличение толщины слоев вновь образующихся соединений . Наиболее удобно прессовать из таких порошков таблетки с целью создать более тесные контакты, необходимые для реакций (см. В. I, 55 и ниже). Согласно теории Таммана, скорость увеличения толщины слоя продуктов реакции должна быть обратно пропорциональна времени реакции йу1М=Ы или в интегральной форме у=Ь 1п 1+С. Однако исследования Яндера показали, что взаимодействие кристаллических порошков не подчиняется этому упрошенному уравнению. По его данным, квадрат толщины слоя вновь образовавшегося соединения пропорционален времени при постоянной температуре у =2Ш. Справедливость этого уравнения подтвердил также Тамман при изучении химического взаимодействия поверхности металлов с атмосферой, содержащей галоген но этот закон нельзя применять непосредственно к реакциям в твердом состоянии, так как в таких случаях скорость увеличения слоя слишком мала. Поэтому Яндер пытался определить процентное количество прореагировавших ингредиентов в смеси, состоящей из двух кристаллических порошков. Он получил соотношение между толщиной слоя продукта реакции у с одной строны, и средним радиусом зерен кристаллической фазы г, присутствующей в меньшем количестве в реагирующей смеси, и количеством продуктов реакции х — с другой [c.703]

Преимуществом этого метода по сравнению с другими методами, применяемыми для изучения кинетики реакций, является то, что этот метод позволяет измерять скорость реакции в каждый момент времени и получить, таким образом, дифференциальную кинетическую кривую, вместо интегральной, как это имеет место во многих других методах. Полученные с помощью двойного калориметра подробные данные о кинетических закономерностях процесса полимеризации лактамов используются ниже для выяснения механизма реакции полимеризации лактамов. [c.198]

Прежде чем рассматривать конкретные экспериментальные методики проведения кинетических исследований, следует вернуться к особенностям жидкофазных процессов, учет которых необходим при исследованиях кинетики этих реакций. Сюда относятся очень низкие коэффициенты внутренней диффузии в порах катализатора для жидких сред и высокая теплоемкость жидкостей и соответственно высокий коэффициент теплопередачи от зерна катализатора в реакционную среду. Первая особенность заставляет работать с катализатором достаточно мелкого зернения и строго контролировать влияние размера зерна на кинетику реакции, чтобы избавиться от внутридиффузнонного торможения. Вторая особенность облегчает использование проточных трубчатых интегральных реакторов, поскольку исключается опасность возникновения тепловых градиентов по сечению реактора. Однако при этом должна быть проверена интенсивность обратного смешения из-за тепловой конвекции. Наконец, в практическом плане при разработке аппаратуры приходится учитывать тот факт, что многие каталитические реакции проводятся при температурах выше точки кипения жидкости и, следовательно, при повышенном давлении. [c.197]

Одна из частных, но весьма важных задач — определение теплот полимеризации — во многих случаях может быть решена при использовании двойного калориметра, построенного в лаборатории термохимии МГУ [35—37]. Этот калориметр дает возможность не только измерять интегральный тепловой эффект реакции, но и изучать кинетику реакции по скорости выделения теплоты. В лаборатории термохимии МГУ с применением двойного калориметра были измерены тепловые эффекты и исследована кинетика реакций полимеризации лактамов и их С-замещенных [37, 38], поликонденсации некоторых аминокислот в твердой фазе [39], гидролиза лактамов и некоторых их К-замещенных [40]. Проведенные работы позволили сделать ряд важных заключений о механизме реакций полимеризации и поликонденсации [41, 42]. В Ленинградском научно-исследовательском институте искусственного каучука (ВНИИСК) изготовлен изотермический калориметр для определения теплот полимеризации и измерен тепловой эффект полимеризации изопрена [43]. [c.317]

A.A., Измайлов Р.Б., Жирнов B. ., Свинухов А.Г., Кондратьев В.А., Хазиев Ф.М., Муртазин Ф.Р. и др.) проведены фундаментальные исследования по кинетике реакций углерода с кислородом, водяным паром и диоксидом углерода, моделированию и оптимизации процессов облагораживания нефтяных коксов, по каталитическому пиролизу углеводородов и нефтяных фракций с получением а-олефинов, по каталитической парокислородной конверсии легких углеводородов с получением водорода и синтез-газов для производств аммиака и карбамида. Разработаны новые методики кинетических исследований (дифференциальные и интегральные реакторы, экспресс-импульсные методы и др.). В 1976 г. Ахметову С.А. присвоено почетное звание Заслуженный деятель науки БАССР . В 1979 г. Сафа Ахметович избран по конкурсу заведующим кафедрой общей химической технологии и аналитической химии Башкирского государственного университета (БГУ). В 1980 и 81 гг. одновременно с научно-педагогической деятельностью работал на общественных началах секретарем партийного комитета БГУ. [c.4]

Для реакций, кинетика которых описывается системой обыкновенных дифференциальных уравнений с правыми частями в виде полиномов по коицеитрациям реагирующих веществ, иредлагается для получения оценок констант пользоваться дифференциальными уравнениями, а не их интегральными формами [35]. Например, для последовательно-параллельной реакции вида [c.245]

Трубчатый реактор обычно используют для изучения кинетики быстрых реакций, особенно гомогенных и гетерогенных газовых реакций. Его основной недостаток — невозможность непосредственного измерения скорости превращенпя, так как в результате экспе-риме1иа получают среднюю по всей длине реактора величину ( интегральный реактор). Для устранения указанного недостатка часто применяют трубы небольшой длины или повышают нагрузку реактора, чтобы получить низкие степени превращения и почти постоянные условия по всей длине трубы ( дифференциальный реактор). При этом требуется высокая точность измерений состава (см., нанример, Риетема Кроме того, при использовании короткой трубы результат может зависеть от значительной растянутости распределения времени пребывания. [c.236]

Опубликованные результаты исследований по кинетике крекинга кумола суммированы в табл. 2. Все перечисленные в таблице исследования, за исключением одного, были выполнены с помощью интегрального реактора проточного типа. Основная особенность интегрального реактора состоит в том, что полученные с его применением данные уже включают интегрирование кинетического уравР1ения по концентрации реагирующего вещества, изменяющейся вдоль слоя катализатора поэтому степень превращения реагирующего вещества в интегральном реакторе отиосительно высока. Исследования, проведенные с интегральным реактором, можно разбить на три группы в них степень превращения измерялась 1) как функция времени пребывания кумола в реакторе (или объемной скорости), 2) как функция давления и 3) как функция концентрации ингибитора реакции, добавленного к кумолу, подаваемому в реактор. [c.316]

В любом исследовании крекинга кумола, проведенном при температуре выше 400° над промышленным катализатором крекинга ередпеи каталитической активности е величиной зерен около 1 мм И.ЛП больше (т. е. проведенном в условиях, обычно применяющихся в практике исследований с интегральным реактором) и ири наличии чистого исходного кумола, почти всегда диффузия будет лимитировать скорость реакции. В отсутствие диффузионного торможения другим фактором, мешающим установлению истинного кинетического уравнения, является почти обязательное присутствие в кумоле ингибиторов, которые снижают скорость реакции и, конечно, изменяют кинетику. Это следует из данных о влиянии диффузии (ем. табл. 4) и о действии ингибиторов 1иа кинетику крекинга кумола. [c.328]

Настоящее пособие — первое в мировой литературе учебное руководство по анализу и обработке кинетических данных ферментативных реакций. В первой части курса наложены методы анализа кинетических закономерностей простых химических реакций, изуче-иие их необходимо для дальнейшего понимания кинетики и механизма действия ферментов. Во второй части книги рассмотрены методы обработки кинетических данных ферментативных реакций-Особое внимание здесь уделено новым- подходам, не нашедшим до последнего времени отражения в учебной литературе (новые методы нахождения элементарных констант, влияние диффузии на кинетику действия иммобилизованных ферментов, использование интегральных форм кинетических уравнений и др.). Каждая глава сопровождается О ригинальными задачами с подробными решениями. [c.2]