Cтраница 3
Уменьшение / с увеличением парциального давления СОг также соответствует режиму мгновенной реакции, хотя экспоненциальная форма взаимосвязи / и рСОг неожиданна. Тем не менее, первоначальные данные можно также коррелировать, полагая / ос р - при m 1, что может отвечать существованию промежуточного режима между режимами быстрой и мгновенной реакции. [31]
Следуя аргументации, изложенной в разделе III-3-3, можно было бы ожидать, что при малом времени экспозиции жидкости газу концентрация свободного амина в растворе не должна существенно изменяться в ходе абсорбционного процесса и порядок реакции будет псевдопервым. При более же продолжительном времени контакта жидкости с газом наблюдалось бы истощение свободного амина у поверхности, и по прошествии достаточно длительного времени экспозиции скорость абсорбции полностью определялась бы диффузией СО2 и амина к реакционной зоне, что соответствует режиму мгновенной реакции. Соображения, изложенные в разделе II1 - 3 - 3, позволяют предсказать поведение системы по прошествии различных промежутков времени. Однако в действительности, как было установлено Брианом и др. 7а, скорость абсорбции продолжает соответствовать режиму реакции псевдопервого порядка даже через столь длительное время, когда должно быть существенное обеднение амином у поверхности и расчет скорости абсорбции следует проводить при предположении о мгновенности реакции. Причина этого, вероятно, состоит в том, что изменения поверхностного натяжения в процессе реакции приводят к нестабильности поверхности жидкости, порождающей конвекционные токи; последние доставляют свежий раствор амина из основной массы к поверхности, предотвращая его истощение там. [32]
Ропер, Хэтч и Пигфорд [1] рассмотрели проблему химической абсорбции на примере одновременной абсорбции двух взаимодействующих между собой газов в жидкой фазе. Физическим процессом, который наводит на мысль о рассмотрении этой проблемы, является абсорбция двуокиси углерода и аммиака водой; в жидкой фазе СО2 и NH3 реагируют с образованием либо карбоната, либо карбамата аммония. Ясно, что рассматриваемый процесс не может протекать в режиме мгновенной реакции, потому что концентрация обоих реагентов на поверхности газ - жидкость конечна. Следовательно, необходимо рассмотреть только режимы медленной и бы -, строй реакции. [33]
Кеннеди и Тончелли показывают, что если учтены вее вторичные эффекты, теория мгновенной реакции химической абсорбции удовлетворительно описывает поведение системы в насадочных колоннах при условии достаточно высокого парциального давления СО2 и достаточно низкой концентрации щелочи. Кроме того, эти данные показывают, что при протекании процесса в режиме мгновенной реакции площадь межфазной поверхности раздела фаз та же, что и для физической абсорбции. Это и следовало ожидать, поскольку скорость химической абсорбции в режиме мгновенной реакции зависит от функции распределения возраста поверхностных элементов жидкости точно таким же образом, как и скорость физической абсорбции. [34]
Астарита и Джойя [3] как теоретически, так и экспериментально показали, что эта теория не применима для такого типа процессов. Однако сама по себе эта теория интересна, хотя к тому времени автор не знал ни одного реального процесса, условия которого соответствовали бы принятым в теории допущениям. Одновременная аб - Двух газов в режиме мгновенной реакции сорбция двух газов в ре - необходима интенсивная диффузия жид-жиме мгновенной реакции, кого реагента к границе раздела фаз, Модель пленочной теории. [35]
Эммерт получил данные, используя короткую пленочную колонну и перекрыв диапазон величин времени диффузии от 0 05 до 0 2 сек. Концентрация амина изменялась в пределах от 0 1 до 2 0 г-мол / л и величина 6 равнялась нулю во всех опытах. Таким образом, в соответствии с уравнением (13.24) и, принимая, величину & хш, равной 5400 л / ( г-мол сек) ( которая соответствует нулевому значению 0), время реакции изменяется в пределах0 0001 - 0 002 сек. Это положение было упущено Эммертом, который рассмотрел только реакцию ( XIII), не учитывая наличие карбаминовой кислоты в диссоциированной форме, а следовательно, наличие иона RNH, необходимого для нейтрализации. Эти результаты указывают на существование режима мгновенной реакции, по крайней мере, при наивысшем времени диффузии и сравнительно низких концентрациях амина. Эти данные получены при использовании смеси СС2 с воздухом, так что для возможного объяснения может быть рассмотрено сопротивление массопередаче в газовой фазе. Аналогичные результаты были получены Астарита [18], который показал, что результаты Эммерта и собственные данные в общем согласуются с теоретическими положениями режима мгновенной реакции. [36]
Эммерт получил данные, используя короткую пленочную колонну и перекрыв диапазон величин времени диффузии от 0 05 до 0 2 сек. Концентрация амина изменялась в пределах от 0 1 до 2 0 г-мол / л и величина 6 равнялась нулю во всех опытах. Таким образом, в соответствии с уравнением (13.24) и, принимая, величину & хш, равной 5400 л / ( г-мол сек) ( которая соответствует нулевому значению 0), время реакции изменяется в пределах0 0001 - 0 002 сек. Это положение было упущено Эммертом, который рассмотрел только реакцию ( XIII), не учитывая наличие карбаминовой кислоты в диссоциированной форме, а следовательно, наличие иона RNH, необходимого для нейтрализации. Эти результаты указывают на существование режима мгновенной реакции, по крайней мере, при наивысшем времени диффузии и сравнительно низких концентрациях амина. Эти данные получены при использовании смеси СС2 с воздухом, так что для возможного объяснения может быть рассмотрено сопротивление массопередаче в газовой фазе. Аналогичные результаты были получены Астарита [18], который показал, что результаты Эммерта и собственные данные в общем согласуются с теоретическими положениями режима мгновенной реакции. [37]