ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Исследование кинетики в реакторах периодического действия из "Инженерное оформление химических процессов" Кинетическое уравнение характеризует зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ и температуры. Выбор формы этого уравнения может быть продиктован или теоретическими соображениями, исходя из некоторой модели, или же кинетическое уравнение является эмпирическим описанием экспериментальных данных. Во всех случаях значение констант уравнения можно определить только опытным путем. Предсказать их теоретически в настоящее время невозможно. [c.58] Кинетическое уравнение обычно получают в две стадии. Сначала определяют зависимость скорости от изменения концентраций при постоянной температуре, а затем — зависимость константы скорости от температуры, в результате чего находят окончательное кинетическое уравнение. [c.58] Реакторы, на которых получают экспериментальные данные, могут быть большими или малых размеров и значительно отличаться один от другого, однако их можно разделить на две группы периодически действующие и проточные. [c.58] Реактор периодического действия представляет собой сосуд, во всех точках которого концентрации и температуры одинаковы реактор идеального смешения). Поэтому следует определять только степень превращения в различные моменты времени (см. ниже). За протеканием реакции в периодически действующем аппарате можно проследить по изменению 1) концентрации данного компонента 2) некоторых физических свойств системы, например электропроводности или показателя преломления 3) общего давления в системе с постоянным объемом 4) объема в системе с постоянным давлением. [c.58] Реактор периодического действия является сравнительно простым аппаратом, удобным для проведения лабораторных работ. Он нуждается лишь в небольшом количестве дополнительного оборудования и приборов и поэтому предпочтительнее других аппаратов для получения данных о кинетике процессов в гомогенных системах. [c.58] Анализ опытных данных. Известны два метода анализа экспериментальных кинетических данных интегральный и дифференциальный. При интегральном методе анализа выбирают кинетическую модель с соответствующим уравнением скорости. После интегрирования и других математических преобразований устанавливают, что график зависимости С от I, построенный в некоторых специальных координатах х—у, должен быть прямой линией. Далее строят указанный график, и если получают достаточно четкую прямую линию, то принимают, что механизм удовлетворительно отвечает опытным данным. [c.59] При дифференциальном методе анализа выбирают кинетическую модель и непосредственно проверяют соответствие между выражением скорости, полученным из этой модели, и экспериментальными данными. Однако для такого сопоставления необходимо найти значения производной (1/1/) (с1М1сИ) по опытным данным. [c.59] Каждый из описанных методов имеет достоинства и недостатки. Интегральный метод легче для применения, поэтому его рекомендуют при проверке конкретных механизмов, когда для описания кинетики используются относительно простые механизмы и, если экспериментальные данные характеризуются таким разбросом, что нельзя надежно определить производные, как это необходимо при дифференциальном методе. В сложных ситуациях целесообразен дифференциальный метод, однако он требует применения большого количества и более точных данных. При интегральном методе надо предварительно предположить вид кинетического уравнения. Это необязательно при дифференциальном методе, который можно использовать для нахождения эмпирического уравнения, наилучшим образом отвечающего полученным данным. [c.59] Вообще для анализа рекомендуется сначала применять интегральный метод и если он окажется безуспешным, испытать дифференциальный метод. В сложных случаях можно использовать специальные экспериментальные методы, предусматривающие частичное решение проблемы или применение проточных реакторов в сочетании с дифференциальным методом анализа. [c.59] Вернуться к основной статье