ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Скорость и кинетическая модель реакции из "Моделирование каталитических процессов и реакторов" Скорость превращения /-го вещества в процессе катализа определяют как количество этого вещества, претерпевшего изменение в единицу времени на единице поверхности катализатора, где эта реакция имеет место. Для исходного вещества О, для продукта , 0. [c.9] Отношение постоянное для рассматриваемой реакции, называют скоростью реакции г. [c.9] Стехиометрическое уравнение (1.1) показывает соотношение между количествами вступающих во взаимодействие веществ и может быть записано с различными значениями V,-, но одинаковым соотношением между ними. Если для каждой реакционной системы при определенных ее составе, температуре и давлении ы,- однозначно определяет интенсивность химического взаимодействия веществ, то скорость реакции не однозначна и зависит от значений V,- в стехиометрическом уравнении. Поэтому в теории химической кинетики имеются более строгие определения скорости реакции [17-19], но при моделировании каталитических процессов удобнее использовать приведенные выше определения скоростей превращения веществ и реакции. Кроме того, в инженерных расчетах скорости часто относят на единицу объема катализатора или его слоя. [c.9] Чтобы однозначно определить соотношение между количествами вступивших в реакцию веществ, используют стехиометрически независимые уравнения, которые могут быть разнообразны по набору входящих в них веществ и стехиометрических коэффициентов. Ни одно из них нельзя получить линейной комбинацией других. Число уравнений определяют из условия линейной независимости системы алгебраических уразнений (1.3). [c.10] Эти две схемы окисления аммиака отличаются принципиально разными изменениями во времени концентраций реагентов, оптимальными режимами и другими характеристиками процесса. [c.10] Уравнения, описывающие зависимость скорости превращения веществ или реакции от концентраций реагентов, температуры, давления, состояния катализатора и других воздействий на них, называют кинетической моделью реакции, или кинетическими уравнениями. [c.10] Под однозначностью кинетической модели понимают определенность структуры уравнений и ее параметров. Неоднородность возможна, если разные уравнения или несколько наборов параметров одной кинетической модели одинаково хорошо описывают скорость реакции. Это обусловлено некорректностью метода расчета параметров уравнений по экспериментальным данным, их недостаточностью или корреляцией параметров кинетической модели. [c.11] Расчеты количества катализатора с использованием кинетических уравнений, различающихся по виду или значениям констант, но с одинаковой точностью описывающих скорость реакции, показывают близкие результаты. Для оптимизации процесса используют производную от скорости по температуре, которая сильнее, чем скорость, зависит от вида кинетической модели. Поэтому вид кинетической модели влияет на оптимальный режим. [c.11] Например, скорость окисления диоксида серы с одинаковой точностью ( 10%) описана кинетическими уравнениями, приведенными в табл. 1,2 [22]. Экспериментальные данные и расчетные зависимости скорости окисления диоксида серы и от степени превращения х представлены на рис. 1.1. [c.11] Полная кинетическая модель описывает скорость реакции во всей области изменения параметров процесса в промышленном реакторе. Например, скорость окисления нафталина во фталевый ангидрид была измерена в безградиентном реакторе при варьировании в нем концентрации нафталина в двух сериях экспериментов в одной изменяли начальную концентрацию исходного вещества, в другой - продолжительность контакта (рис. 1.2), Соотношения концентраций продуктов реакции, влияющих на ее скорость при одинаковой концентрации нафталина, различаются в двух сериях экспериментов, и поэтому для них получены существенно разные результаты. [c.12] Такая форма нестационарной кинетической модели обусловлена тем, что состояние (активность) катализатора зависит от предыстории процесса к данному моменту времени. [c.13] Вернуться к основной статье