Cтраница 3
Как правило, параметр Р при повышении температуры возрастает, а при уменьшении размера зерен катализатора его значение уменьшается, приближаясь к единице. Этот факт пока что не находит себе удовлетворительного объяснения и нуждается в дальнейшем исследовании. Возможно, что основная причина аномальных значений параметра р заключается в наложении на кинетику реакции макрокинетических факторов. Енаж в зависимости от степени дробления катализатора может быть объяснено осложнением реакции каталитического гидрогенолиза диффузионным торможением. [31]
![]() |
Температурная зависимость параметра а для реакции. гидрогенолиза тиофена.| Расчетные кинетические кривые по уравнению Фроста для реакции гидрогенолиза тиофена. [32] |
Как правило, параметр р при повышении температуры возрастает, а при уменьшении размера зерен катализатора его значение уменьшается, приближаясь к единице. Этот факт пока что не находит себе удовлетворительного объяснения и нуждается в дальнейшем исследовании. Возможно, что основная причина аномальных значений параметра ( 5 заключается в наложении на кинетику реакции макрокинетических факторов. Наблюдавшееся нами изменение параметров а, р и кажущейся энергии активации - Екаш в зависимости от степени дробления катализатора может быть объяснено осложнением реакции каталитического гидрогенолиза диффузионным торможением. [33]
Кривые, подобные показанным на рис. 4, были получены ранее и другими исследователями, но тогда для соответствующих катализаторов не было предварительно изучено ни число активных центров, ни их активность в элементарном акте реакции. Различие в производительности катализаторов при изменении объемных скоростей принято было объяснять лишь макрокинетическими факторами - диффузионными осложнениями, малой доступностью внутренней поверхности вследствие ультрамикропористости и пр. Значение макрокинетических факторов бывает очень велико, однако опытные данные показывают, что в исследованных нами случаях не они оказывают решающее влияние на производительность. [34]
Условие Си - Ск практически неосуществимо при заметной скорости катализа. Однако и при различии С0 и Ск процесс может в известных пределах этого различия достаточно хорошо описываться обычным кинетическим уравнением, не учитывающим влияния макрофакторов. Весьма чувствительны к влиянию макрокинетических факторов процессы, тормозящиеся продуктами реакции. Поэтому под внутренней кинетической областью понимают такую область кинетики на пористых контактах, в которой течение процесса может быть с достаточной точностью описано кинетическим уравнением, не учитывающим влияния макрофакторов. [35]
Было отмечено, что в температурном интервале 1073 - 1173 К в реакции образования сероуглерода участвует практически вся внутренняя поверхность угольных шариков диаметром 10 - 15 мм, в то время как при 1273 - 1323 К реакция образования сероуглерода протекает в основном на внешней поверхности угля и в прилегающем к ней тонком слое. Наступает такой момент, когда вследствие быстрого реагирования поступление серы внутрь образца становится недостаточным, а поскольку скорость диффузии паров серы с температурой растет значительно медленнее, количество серы в парах древесного угля по мере удаления от поверхности шарика уменьшается. Чем выше температура и чем меньше диаметр пор, тем быстрее происходит это уменьшение. При температурах выше 1173 К кроме чисто химических факторов существенную роль начинают играть физические макрокинетические факторы, внешняя и внутренняя диффузия. [36]
В теории химических реакторов механизм реакции обычно считают уже известным. Поэтому применяют формальную кинетику, которая исходит из заданных схем, порядков всех стадий реакции, энергий активации и предэкспонент уравнения Аррениуса. Но зато приходится учитывать ряд факторов, обычно в кинетике не учитываемых и принципиально связанных с протеканием реакции не в точке, а в объеме реактора. Отрасль химической кинетики, изучающую протекание химических реакций в более или менее больших объемах, называют макрокинетикой. Перечислим основные макрокинетические факторы. [37]
Снижение избирательности, обусловленное макрокинетиче-скими факторами, может иметь место и при окислении других олефинов и диолефинов. Молекулы метилакролеина, метилви-нилкетона, винилакролеина и др. обладают большими размерами, чем молекула акролеина, а следовательно, немного меньшим коэффициентом диффузии. В результате этого вывод их из глубины пор происходит несколько медленнее, чем вывод акролеина. В таком же направлении уменьшается и устойчивость этих веществ к окислению. Поэтому следует ожидать, что влияние макрокинетических факторов в этих случаях больше, чем при окислении пропилена, и увеличивается с увеличением размера и уменьшением устойчивости к окислению молекулы образующегося непредельного карбонильного соединения. [38]
В монографии изложены на современном уровне основные положения химической кинетики применительно к гетерогенному катализу. Кратко рассмотрены роль химической кинетики и исторические этапы ее развития в катализе, проанализированы кинетические стороны некоторых теорий и изложены фундаментальные понятия кинетики. Подробно обсуждены теория абсолютных скоростей реакций, стадийность каталитических процессов и приложение к ним теории сложных стационарных реакций. Рассмотрены кинетические аспекты селективности и представления о процессах в реальных поверхностных слоях. Уделено внимание влиянию реакционной системы на свойства катализаторов и проблемам нестационарной кинетики, макрокинетическим факторам, особенно закономерностям реакций в разных областях и критериям влияния переноса массы и тепла. [39]