ВУЗ:
Составители:
112
Решение
Если процесс протекает в кинетической области, то его селективность
по продукту P равна
1 2 1 A 2 P 1 2 P 1 2 P
P
1 3 1 3 A 1 3 1 3 A 1 3 1 A
1
r r k P - k P k k P k k P
r r k k P k k k k P k k k P
.
Согласно полученному уравнению селективность процесса будет зави-
сеть от отношения констант скоростей и от отношения
P A
P P
, т. е. от степени
конверсии исходного реагента А. Так как энергии активации 1-й, 2-й, 3-й ре-
акции примерно равны, то отношение констант скоростей
1
1 3
k
k k
и
2
1
k
k
практически не изменятся при изменении температуры.
Сильное уменьшение селективности при повышении температуры
можно объяснить переходом реакции из кинетической области во внешне-
диффузионную. При повышении температуры скорости химических превра-
щений на поверхности катализатора увеличиваются в большей степени, чем
скорость диффузии вещества А к поверхности. Соответственно упадет и от-
носительная скорость удаления продукта Р с повехности. Он может подверг-
нуться дальнейшему превращению по реакции 2. Схема процесса для диффу-
зионной области будет выглядеть следующим образом:
1 2
пов пов
диффузия
пов об
3
A P R ,
P P ,
A S + T,
где
об
P
– продуктР в объеме газовой фазы. Для данного случая следует его
рассматривать как целевой продукт.
пов
P
– продуктР на поверхности катали-
затора– промежуточный продукт, способный учавствовать в дальнейших
превращениях по реакции 2. В диффузионной области скорость диффузии
продукта Р с поверхности в поток значительно меньше скорости химического
превращения Р в R по реакции 2, что приводит к падению селективности про-
цесса.
Внутридиффузионная область. В собственно внутридиффузион-
ной области, когда концентрация веществ снижается к середине сквоз-
ной поры до нуля, соотношение продуктов параллельных реакций будет
равно
1
1 2
2
0,5 ( 1)
0,5 ( )
B 1 0 1
0
0,5 ( 1)
C 2 0 2
d
d
n
n n
n
n k D C k
C
n k D C k
. (3. 39)
При разных порядках по веществу, лимитирующему внутреннюю
диффузию, соотношение продуктов параллельных реакций изменится
по сравнению с кинетической областью, поскольку в последней показа-
тель степени при C
0
в аналогичном уравнении равен (n
1
–n
2
). Кроме того,
Nitro PDF Trial
www.nitropdf.com
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 110
- 111
- 112
- 113
- 114
- …
- следующая ›
- последняя »
