Теория химико-технологических процессов органического синтеза. Гетерофазные и гетерогенно-каталитические реакции. Бочкарев В.В. - 90 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

90
3. ОСНОВЫ КИНЕТИКИ ГЕТЕРОГЕННО-КАТАЛИТИЧЕСКИХ
РЕАКЦИЙ
Как правило, гетерогенно-каталитический процесс протекает че-
рез ряд последовательных стадий, существенно различающихся по ме-
ханизму. Это:
1) диффузия реагентов из потока к внешней поверхности зерна
катализатора;
2) диффузия реагентов к внутренней поверхности зерна катализа-
тора (в поры);
3) адсорбция реагентов на поверхности;
4) собственно химическая реакция;
5) десорбция продуктов реакции с поверхности катализатора;
6) диффузия продуктов с внутренней поверхности зерна катализа-
тора;
7) диффузия продуктов с внешней поверхности зерна в поток.
Любая из этих стадий может оказаться самой медленной (лимити-
рующей) и, следовательно, определяющей скорость процесса в целом.
Кинетические закономерности, таким образом, могут контролироваться
как законами диффузии или адсорбции, так и законами химической ки-
нетики, а в промежуточных случаях – их совокупностью. Это определя-
ет некоторую специфику кинетики гетерогенного катализа по сравне-
нию с кинетикой гомогенного катализа.
Принято различать кинетически и диффузионно контролируемые
(или просто кинетические и диффузионные) области протекания гетеро-
генно-каталитических процессов. В случае кинетически контролируе-
мых, общую скорость процесса определяет собственно химическая ре-
акция на поверхности, а для диффузионно контролируемых– диффузия
реагентов. Кроме того, существуют области, контролируемые сорбцией
реагентов или десорбцией продуктов. Более детально различают сле-
дующие пять основных областей.
1. Внешнедиффузионная – скорость процесса в целом определя-
ется скоростью диффузии реагентов из потока к внешней поверхности
зерна катализатора (или скоростью диффузии продуктов от нее в поток).
2. Внутридиффузионная – скорость процесса лимитируется
диффузией реагентов от внешней поверхности зерна катализатора к
внутренней его поверхности (или, наоборот, – для продуктов реакции).
3. Внешнекинетическая, лимитируемая самой химической реак-
цией на внешней поверхности зерна катализатора. Это возможно, если
ее скорость значительно превосходит скорость внутренней диффузии
Nitro PDF Trial
www.nitropdf.com

Страницы