Зависимости степеней превращения от температуры для различных углеводородов

 

ния. На рис. 2 представлены зависимости степеней превращения
от температуры для различных углеводородов. Из рис. 2 видно,
что по мере перехода от непредельных углеводородов к лредельным и с уменьшением числа углеродных атомов в молекулах угле­
водородов температура, при которой достигается заданная степень
превращения, повышается. Максимальное значение температуры
соответствует окислению наиболее стабильного из углеводоро­
дов— метана СН₄. На рис. 2 приведены также зависимости между
степенью превращения и температурой для водорода и окиси уг­
лерода. Их окисление происходит при более низких температурах,
чем окисление углеводородов.                                                 ,

При относительно низких температурах скорость процесса на катализаторе зависит также от концентрации реагирующих компо­нентов. В первом приближении кинетика окисления окиси углеро­да в условиях, типичных для отработавших газов автомобильного двигателя, может быть описана следующими уравнениями.

На окисных катализаторах

^d(^c-°)    , i_t (СО)⁰'⁷.

На платиновых катализаторах при малых степенях превраще­ния СО

rf(CO)  __      ,   / О₂ \ .
dtV со /

при высоких степенях превращения (80%)

-АО-=-£₃(СО)⁰'⁵.
dtз v      /

Константы k\, k₂, kzопределяются в первую очередь природой катализатора, влагосодержанием и в меньшей степени концентра­цией углеводородов в реакционной смеси, 'которые влияют на ад­сорбцию реагентов на поверхности катализатора. Платино-палла-диевые катализаторы более чувствительны к влаге и углеводоро­дам в потоке отработавших газов, чем катализаторы на основе пе­реходных металлов. Установлено, что при наличии окиси азота в реакционной смеси заметно понижается активность .платиновых катализаторов в реакции окисления окиси углерода (рис. 3) [40]. Скорость окисления углеводородов в общем случае описывает­ся уравнением

^d(Cdf^m)--МС_ПЮ(О/'²,

Константы k\, k₂, ks, k^ могут быть рассчитаны из выражения

/г = ^₀[-ехр (£/#)].

Определенные для некоторых катализаторов энергия активации

Е и \gkv,   приведены в табл. 1 [52, 54].

I

Рис. 3.  Влияние окиси  азота  на  активность    платиновых    катализаторов    при

окислении окиси углерода   (объемная скорость v= 100 000 ч~';  состав  газового

потока: СО 2%, О₂ 2%, С₃Н₆ 0,05%- Н₂О Ю^ю/о, СО₂ 10%, N₂ — остальное)

Рис.  4.  Зависимость степени    превращения  на  катализаторе    окиси    углерода, углеводородов  и окиси азота в отработавших газах ДВС от состава топливо-воздушной смеси

Таблица    1

Константы реакции окисления углеродов и окиси углерода для некоторых катализаторов