Основные теории катализа: мультиплетная, ансамблей, электронная, радикальная. Уравнение динамики нестационарных процессов, страница 5

I. Реагирующий газ адсорбируется слабо, продукт реакции — умеренно. Из этих исходных условий вытекает, что К_А р_А ‹‹1, этой величиной можно пренебречь, т. е.  →

где k* = кК_А— кажущаяся константа скорости реакции.

Примером реакции, кинетика которой подчиняется этому уравнению является реакция распада закиси азота N₂O на платине. Процесс распада тормозится кислородом.

2. Реагирующее вещество адсорбируется слабо, продукт реакции — сильно. В этом случае, согласно сказанному выше, К_А р_А ‹‹1 , а К_ВР_В ›› 1→  и, следовательно, ,где k* = k(k_A/k_B).

Примером такого процесса может служить разложение аммиака на платине. 3. Реагирующее вещество и продукт реакции адсорбируется сильно. Тогда К_А р_А ››1 , а К_ВР_В ›› 1 и, следовательно: →, где k* = kК_A

Примером такой реакции является реакция дегидратаций этилового спирта на окиси алюминия.

Если два реагирующих вещества адсорбируются па одинаковых адсорбционных центрах и истинный порядок реакции — второй, то общее уравнение кинетики можно записать следующим образом:

74.Кинетика гетерогенных каталитических реакций, проводимых в реакторе идеального вытеснения.

Реакторы проточного типа могут применяться двух типов: пустотелые или имеющие распределительные решетки. Процессы в таких реакторах проходят в потоке, в реакторе идеального вытеснения реакционной смеси с неподвижным слоем катализатора или в потоке. В этом случае через слой неподвижного шарикового или движущегося с малой скоростью катализатора сырье проходит в поршневом режима, то есть, когда предыдущий слой  сырья вытесняет передний его фронт.

Скорость гетерогенной каталитической для режима идеального вытеснения

Гидродинамический РИВ реакционной смеси может соблюдаться для реактора, в котором отношение длины его к диаметру больше пятидесяти (l / d >  50). Уравнения скорости реакций, протекающей в потоке, можно получит на основе анализа уравнения потока массы веществ.

Гомогенный поток массы веществ в нестационарных условиях, находящийся под воздействием конвективной силы к в котором проходит химическая реакция:

(1),где  - объемно-молекулярная концентрация, N_A, V_A-мольная и объемная скорости подача веществ,V -  линейная скорость перемещения потока веществ,

w -  скорость химической реакции в гомогенной системе, τ-время.

Для перехода к уравнению потока массы веществ через слой зернистого катализатора необходимо учитывать тот факт, что вещество перемещается только между зернами катализатора.

Вводим коэффициент , определяющий долю площади реактора, свободной от катализатора.

S_0V-площадь единицы объема катализатора. Умножим уравнение (1) на /S_0V

Введем обозначение

Запашем концентрацию и лилейную скорость через соотношения: ; V=Va/Ps*χ. Ps-площадь раствора в сечении Получим: 

Для стащюиарных условий (для равномерной подачи сырья в  реактор) концентрация вещества А не меняется со временем по длине  реактора И тогда первая производная по времени будет равна нулю

Уравнение потока массы веществ для стационарных условий:

Уравнение скорости химической реакции, протекающей в потоке, в гетерогенной, системе, для РИВ. Если количество непрореагировавшего вещества А обозначить как , тогда  n⁰_а –мольн.скорость подачи А.

х-превращение, моль/моль. Это ураанв&ао скорости было выведено впервые АД,Баландиным и повторено с теоретическим выводом Г.М.Дакчевкоаым,

Скорость гетерогенной каталитической реакции зависит от количества сорбированного катализатором вещества, от давления, темперы, природы катализатора, наличия в реакционной смеси астехиометрических компонентов и других факторов. Скорость гетерогенной каталитической реакции будет прямо пропорциональна поверхностной концентрации реагирующих веществ, возведенных в степень соответствующих порядку реакции. Для  Уравнение кинетики.:

П-знак произведения., θ-относительные поверхностные концентрации веществ.