Значительное изменение - скорость - реакция
Cтраница 2
Однако дальнейшее увеличение содержания кислорода в сырье приводит к снижению концентрации пропилена. Поскольку в процессе окислительного аммонолиза пропилена используется кислород воздуха при изменении содержания 02 в исходной смеси, концентрация пропилена изменяется довольно значительно, что приводит, при прочих равных условиях, к значительному изменению скорости реакции. [16]
 |
Схема установки для испытания активности катализаторов для окисления SO2. [17] |
Если объемная скорость невелика, то в случае активных катализаторов достигаемые выходы оказываются близкими к равновесным. В этих условиях значительные изменения скорости реакции мало отражаются на достигаемой степени превращения и могут оставаться незамеченными. [18]
Изученные окисные катализаторы можно подразделить на такие, у которых при этих условиях происходит восстановление в объеме, и на невосстанавливающиеся. По-видимому, в первом случае ( NiO, РезО3) добавление ионов другой валентности влияет на катализ не путем изменения состояний поверхности, а путем торможения восстановления в объеме катализатора. В случае ZnO добавленные окислы оказывают сильное влияние на величину удельной поверхности ( определенной методом БЭТ); помимо этого, они, по-видимому, вызывают значительное изменение скорости реакции и меньшее изменение селективности по отношению к бутадиену. Так, добавка Li2O к ZnO ннгнбирует реакцию путем уменьшения избыточной концентрации электронов, тогда как трехвалентные ионы вызывают отчетливое улучшение избирательности катализатора. [19]
Отклонения от модели поршневого режима могут вызываться поперечными температурными градиентами. Если в трубчатом реакторе происходит экзотермическая реакция и тепло от него отводится с помощью некоторого внешнего охлаждающего устройства, тогда в реакторе будет наблюдаться поперечный температурный градиент. И поскольку газ в центре трубки имеет более высокую температуру, чем у стенок, температурный профиль будет иметь параболическую форму, а профиль скорости трубчатого реактора будет неплоским. Если реактор работает в адиабатических условиях, то в этом случае не будет происходить отвода тепла в радиальном направлении. Однако из-за того, что газ вблизи стенки имеет меньшую скорость, чем в центре трубки ( вследствие более продолжительного пребывания газа в этой зоне наблюдается большая степень превращения), для экзотермической реакции температура в центре слоя катализатора ниже, чем у стенки реактора; и в этом случае наблюдается обратный параболический температурный профиль. Для экзотермической реакции, происходящей в неадиабатических условиях, в которых наблюдается отвод тепла у стенки трубы, влияние поперечного температурного градиента и влияние профиля скорости накладываются друг на друга, в результате чего в профиле температуры наблюдается впадина, соответствующая примерно центру трубы, и небольшой максимум, соответствующий примерно стенке трубы. Когда же имеет место радиальный температурный градиент, то, по-видимому, имеется значительное изменение скорости реакции по диаметру трубы ( для большинства простых реакций фактор такого изменения составляет величину 4000 и более), поскольку скорость реакции изменяется в зависимости от обратной абсолютной температуры экспоненциально. Однако существуют приближенные методы обработки расчетных данных при проектировании и для тех случаев, когда в реакторе имеются поперечные температурные градиенты. Их мы рассмотрим в разд. Частицы катализатора с высокой теплопроводностью и низкой пористостью, как правило, снижают эти нежелательные влияния. Только в тех случаях, когда определенно известно, что условия в реакторе приближаются к изотермическим условиям, можно игнорировать присутствие температурных градиентов в радиальном и продольном направлениях и с достаточным основанием применять модель поршневого режима течения газового потока. [20]
Страницы: 1 2