Составители:
Рубрика:
Х и м и ч е с к а я к и н е т и к а
193
Наличие сильного диффузионного торможения оказывает влияние не толь-
ко на скорость реакции, но и на величину энергии активации каталитического
процесса. Наблюдаемая на опыте энергия активации каталитического процесса
в условиях сильного диффузионного торможения равна половине энергии ак-
тивации той же реакции, протекающей на равнодоступной поверхности.
Следует отметить, что если реакция на равнодоступной
поверхности под-
чиняется уравнению n-го порядка
n
SSV
kc=v , то согласно теоретическим поло-
жениям макрокинетики скорость процесса при наличии сильного диффузион-
ного торможения может быть выражена уравнением
1
2
н
г
3
n
SS
kD c
r
+
∗
=v .
(
)
2.436
Из
(
)
2.436 следует, что при увеличении диффузионного торможения порядок
реакции изменяется от единицы до
(
)
1/2n
+
. Так, для реакции второго порядка
при наличии сильного диффузионного торможения порядок, наблюдаемый на
опыте, будет равен 1,5.
С учетом всего вышесказанного сформулируем признаки протекания гете-
рогенно-каталитической реакции в той или иной области.
Признаками протекания реакции во
внешнедиффузионной области явля-
ются: 1. зависимость скорости процесса от интенсивности перемешивания жид-
кой фазы или от скорости протекания газа (жидкости) через слой катализатора
(поскольку
вн
k зависит от
δ
); 2. увеличение скорости процесса с уменьшением
размера гранул катализатора; 3. близость энергии активации реакции к энергии
активации диффузии (4–8 кДж/моль).
Признаками протекания реакции во
внутридиффузионной области явля-
ются: 1.увеличение скорости реакции с уменьшением размера гранул катализа-
тора при одновременном отсутствии ее зависимости от скорости потока реаген-
та или интенсивности перемешивания жидкой фазы; 2. изменение порядка ре-
акции при увеличении размера гранул катализатора, если 1n > ; 3. зависимость
скорости реакции от пористости, радиуса гранул и степени извилистости пор
катализатора.
При
протекания реакции в кинетической области (равнодоступная по-
верхность) ее скорость не зависит от интенсивности перемешивания реакцион-
ной смеси, скорости потока газа или жидкости через слой катализатора, размера
гранул катализатора и его пористости.
При изменении условий проведения каталитического процесса может про-
исходить переход реакции из одной области в другую. Так, по мере понижения
температуры протекание реакции
переходит из внешнедиффузионной области
через внутридиффузионную в кинетическую область. К переходу из диффузи-
онной области в кинетическую приводит и измельчение гранул катализатора.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 191
- 192
- 193
- 194
- 195
- …
- следующая ›
- последняя »
