ВУЗ:
Составители:
109
диффузии, коэффициент которой пропорционален радиусу пор, ско-
рость не зависит от их среднего радиуса.
В отличие от внутрикинетической области скорость реакции во
внутридиффузионной области обратно пропорциональна гидравличе-
скому радиусу зерна катализатора, на чем основана экспериментальная
проверка наличия или отсутствия диффузионного торможения. При по-
стоянстве гидравлического радиуса зерен скорость реакции пропорцио-
нальна квадратному корню из удельного объема пор.
При уменьшении размера зерен катализатора, увеличении радиуса
пор или снижении константы скорости по сравнению с коэффициентом
диффузии концентрация вещества в глубине зерна становится не равной
нулю и реакция переходит в область, промежуточную между внутри-
диффузионной и внутрикинетической. В такой области работают мно-
гие промышленные катализаторы. Таким образом, переходу реакции из
внутридиффузионной области во внутрикинетическую способствуют
уменьшение размера зерна катализатора и повышение радиуса пор.
При снижении радиуса пор и увеличении размера зерна катализа-
тора все более вероятен переход процесса во внешнекинетическую об-
ласть, которая (при k
S
) переходит в промежуточную между внешне-
кинетической и внешнедиффузионной и затем во внешнедиффузионную
область.
Пример3.2
Установлено, что истинный порядок реакции в кинетической области
равен двум. Чем объясняется уменьшение наблюдаемого порядка реакции с
1,5 до 1 и при каких изменениях внешних условий это может произойти?
Решение
Если наблюдаемый порядок реакции равен 1,5 (при истинном 2), то в
соответствии с уравнениями (3.33) и (3.34) реакция протекает во внутридиф-
фузионной области.
Уменьшение наблюдаемого порядка с 1,5 до 1 может произойти при
повышении температуры проведения процесса. При повышении температуры
скорость химической реакции на поверхности внутренней поры катализатора
возрастает в большей степени, чем скорость внутренней диффузии. При этом
сама химическая реакция как бы вытесняется на внешнюю поверхность. По-
рядок реакции 1 соответствует протеканию процесса во внешнедиффузион-
ной области, причем скорость процесса будет лимитироваться диффузией
реагента из потока к внешней поверхности зерна катализатора.
3.5. Селективность при гетерогенно-каталитических реакциях
Селективность сложных реакций при гетерогенном катализе оп-
ределяется очень многими факторами, и в первую очередь природой ка-
Nitro PDF Trial
www.nitropdf.com
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 107
- 108
- 109
- 110
- 111
- …
- следующая ›
- последняя »
