Теория химико-технологических процессов органического синтеза. Гетерофазные и гетерогенно-каталитические реакции. Бочкарев В.В. - 98 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

98
са. При малом заполнении поверхности (= 0) они принимают вид, ха-
рактерный для области Генри, а при больших заполнениях (= l) – вид,
характерный для уравнений Лэнгмюра-Хиншельвуда.
В заключение отметим некоторые характерные особенности внут-
рикинетической области гетерогенного катализа, отличные от других.
Реакция имеет наиболее высокую наблюдаемую энергию активации, так
как наложение диффузионных влияний из-за их малой зависимости от
температуры всегда ведет к снижению энергетического барьера. В этой
области работают все поры катализатора, и так как их поверхность пре-
обладает по сравнению с внешней, скорость процесса не зависит от раз-
мера зерен катализатора, но сильно увеличивается при росте его удель-
ной поверхности. Следовательно, для протекания реакции во внутрики-
нетической области наиболее подходят катализаторы со сравнительно
крупными зернами (что снижает сопротивление слоя катализатора) и
развитой поверхностью микропор. Внутрикинетическая область харак-
теризуется самой высокой производительностью катализатора. Послед-
ний при этом работает в умеренном температурном режиме, без пере-
грева поверхности зерен, так как при нелимитирующей скорости диф-
фузии теплопередача, имеющая тот же диффузионный механизм, про-
исходит быстрее химической реакции. Таким образом, внутрикинетиче-
ская область со всех точек зрения предпочтительна при гетерогенном
катализе.
Пример 3.1
Гетерогенно-каталитическая реакция A+YВ протекает в кинетиче-
ской области и имеет уравнение скорости
A Y
A A Y Y
P P
r k
b P b P
.
Найдите аналитическое решение для максимума начальной скорости
процесса в зависимости от мольного соотношения исходных реагентов, если
процесс проводится при постоянном общем давлении
0
P
в отсутствии посто-
ронних разбавителей. Проанализируйте полученное уравнение. Какой вывод
следует из этого для реакции гидрирования ненасыщенных веществ, адсорб-
ционный коэффициент которых больше, чем у водорода?
Решение
Обозначим мольное отношение реагента Y к реагенту A в газовой сме-
си– . Учитывая, что
A Y 0
 
, парциальные давления реагентов равны:
A 0
1
1
P P ;
Y 0
1
P P .
Подставив парциальные давления в выражение скорости процесса, по-
лучим
Nitro PDF Trial
www.nitropdf.com

Страницы