Теория химико-технологических процессов органического синтеза. Гетерофазные и гетерогенно-каталитические реакции. Бочкарев В.В. - 111 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

111
лективности выбрать катализатор, обладающий малой сорбционной
способностью по отношению к целевому продукту по сравнению с ис-
ходным реагентом. Такое положение обычно для реакций гидрирова-
ния, когда более насыщенный продукт легко десорбируется с поверхно-
сти. При дегидрировании и окислении ситуация обратная: для лучшей
десорбции целевого продукта и повышения селективности в реакцион-
ную смесь часто добавляют вещества, способствующие десорбции, на-
пример водяной пар.
Внешнедиффузионная область. В этой области гетерогенного
катализа скорость зависит от коэффициента массопереноса β, причем
приповерхностная концентрация веществ близка к нулю и реакция на
поверхности идет при низких концентрациях реагентов. Тогда для па-
раллельных реакций получим
A,1 Y,1
A,2 Y,2
B 1 A Y
C 2 A Y
d
d
n n
n n
n k
n k
(3. 38)
При малых значениях
i
селективность изменится по сравнению с
кинетической областью, где
i
достаточно велики, в пользу продукта,
образующегося по реакции более низкого порядка (например, при k
1
=k
2
,
n
Y
=0, n
A,1
=1, n
A,2
=2 снижение
A
с 0,1 до 0,01 приводит к изменению
dn
B
/dn
C
с 10 до 100).
Для последовательных реакций удаление с поверхности целевого
промежуточного продукта лимитируется его медленной диффузией в
объем. Вследствие этого он может подвергнуться последующему пре-
вращению на поверхности со значительным снижением селективности.
Следовательно, внешнедиффузионная область не выгодна для проведе-
ния последовательных реакций.
Переходная от внешнедиффузионной к внешнекинетической об-
ласти дает результаты, промежуточные между кинетической и внешне-
диффузионной.
Пример3.3
Чем можно объяснить снижение селективности гетерогенно-
каталитического процесса с 95% до 10% для сложной параллельной реакции
1 2
 ,
3
A S + T
 ,
где P – целевой продукт, при повышении температуры?
Реакции имеют следующие кинетические уравнения:
1 1 A
r k P
;
2 2 P
r k P
;
3 3 A
r k P
.
Энергии активации 1-й, 2-й, 3-й реакций примерно равны. Реакция проводит-
ся с использованием катализатора в виде металлической сетки.
Nitro PDF Trial
www.nitropdf.com

Страницы