ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Неподвижный и псевдоожиженный слои твердых частиц из "Химическая кинетика и расчеты промышленных реакторов Издание 2" Очевидно, что кинетическое уравнение (VII, 67) может быть выведено непосредственно из закона действия масс, а константы, входящие в это уравнение, определить гораздо легче, чем константы уравнений, приведенных в настоящей главе. Во всех изученных случаях показатели степени в уравнении (VII, 67) являются целыми или кратными половине числами. [c.216] Здесь а, Ь и с — константы, связанные с константами исходного уравнения. [c.216] Правильный отбор экспериментальных данных может значительно упростить процесс нахождения подходящего уравнения. -Могут оказаться полезными вспомогательные опыты по определению адсорбционных свойств. [c.217] например, на палладиевом катализаторе водород вовсе не адсорбируется, пропан адсорбируется слабо, а пропилен — сильно знание этих данных позволяет значительно сузить выбор возможного механизма каталитического дегидрирования пропана. [c.217] Проточные реакторы — наиболее распространенный тин реакторов, применяемых для экспериментального исследования гетерогенных каталитических процессов, потому что при стационарном состоянии легче контролировать режим и проводить анализы. Как отмечалось в начале книги, проточные реакторы могут быть интегрального и дифференциального типов. При анализе опытных данных, полученных при проведении процесса в дифференциальном проточном реакторе, можно пользоваться средними значениями парциальных давлений компонентов по всему объему аппарата или даже начальными значениями, что позволяет избежать осложнений, обусловленных изменением этих величин по мере протекания реакции. В том случае, если ни один из продуктов реакции не присутствует в исходной смеси, данные, получаемые при работе на дифференциальном реакторе, характеризуют начальную скорость процесса. [c.217] Выбор механизма реакции облегчается в том случае, если начальная скорость определяется как функция концентраций или общего давления в системе. Эту начальную скорость можно найти экстраполяцией опытных данных, полученных в широком интервале, йли непосредственно из опытов в дифференциальном реакторе. Уравнения для начальной скорости реакции не содержат членов, учитывающих влияние продуктов реакции. В таком виде указанные уравнения являются более простыми, но менее ценными, так как не отражают в достаточной мере действительного механизма процесса. [c.217] Очевидно, что исследование влияния общего давления на начальную скорость этой реакции позволит установить два разных механизма.. Необходимо провести несколько опытов при различном начальном общем давлении. [c.218] Давление в системе — один из наиболее легко управляемых экспериментальных параметров, поэтому оно является удобным критерием для выяснения механизма реакции. Влияние давления на начальную скорость часто особенно показательно. Типичные кривые для некоторых реакций первого и второго порядка показаны на рис. VII-3. Сравнение опытных данных с этими кривыми может значительно уменьпшть число вариантов при установлении действительного механизма реакции. Поскольку число предполагаемых механизмов может быть очень велико, например 15, 20 или даже больше, то каждая возможность исключить хотя бы часть из них может оказаться весьма полезной. [c.218] Решая эти уравнения, получим А = 10477, В = —893 и С = —4,15. [c.219] На рис. VII-4 приведены расчетные точки и прямая, определенная методом наименьших квадратов. Вероятно, первая точка обусловлена ошибкой эксперимента остальные точки удовлетворительно укладываются на прямую. [c.220] Пример УП 4. Зуссман и Поттер изучали каталитическое гидрирование пропилена в проточном реакторе. Было обнаружено, что стадией, определяй ющей скорость процесса, является реакция на поверхности катализатора между адсорбированным олефином и водородом, который адсорбируется с одновременной диссоциацией. Установлено, что водород, по сравнению с олефинами, адсорбируется очень слабо, поэтому можно пренебречь его влиянием в адсорбционном множителе кинетического уравнения. [c.221] Ут — объем газа, адсорбируемый единицей массы адсорбента в мономоле-кулярном слое (оба объема замерены при О °С и 760. им рт. ст.) а — констант р — парциальное давление. [c.223] Данные по гидрированию этилена, на которые ссылаются Зуссман и Поттер , представлены в табл. 61. [c.225] Тодос и Шутцман проводили в дифференциальном реакторе синтез хлористого этила из этилена и хлористого водорода в присутствии метана. [c.225] Данные для га — скорости реакции (при 28 ат и средней температуре 177 °С), выраженной в кмоль этилена, превращенного за 1 ч на 1 кг катализатора, приведены в табл. 62 как функция парциальных давлений. [c.226] Здесь индекс I обозначает инертный компонент реакционной смеси. [c.226] ЗначеШ констант а п Ь приведены в табл. 63. [c.227] Исходная смесь подается пОд давлением 28 ат и содержит 0,8485 0,101 и 0,0505 мольных долей метана, этилена и хлористого водорода соответственно. Определить количество катализатора на кмоль/ч исходной смеси, необходимое для достижения степени превращения этилена, равной 40%, при трех постоянных температурах (148,8 176,6 и 204,5 °С). [c.227] 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] Вернуться к основной статье