А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Внутрікінетіческая область

Внутрікінетіческая область: гр С 1 - лімітуючої стадії - хімічна реакція на поверхні пор каталізатора. Концентрація реагенту практично постійна по всій товщі зерна каталізатора.

Внутрікінетіческаяобласть: концентрація реагуючих речовин в глибині пір каталізатора дорівнює концентрації IB обсязі, я реакція протікає у всіх порах твердого тіла.

Під внутрікінетіческой області (крива /) тепло виділяється у всьому обсязі зерна. Оскільки для відводу тепла звнутрішніх частин необхідний градієнт температури, температура монотонно зростає від зовнішньої поверхні зерна до центру.

Pаспределеніе температури по зерну каталізатора. Під внутрікінетіческой області (крива /) тепло виділяється у всьому обсязі зерна; оскількивідводити тепло тим важче, чим глибше розташована дана точка, температура безперервно зростає від поверхні зерна до центру.

На відміну від внутрікінетіческой області швидкість реакції під внутрідіффузіонной області обернено пропорційна гідравлічному радіусузерна каталізатора, на чому заснована експериментальна перевірка наявності або відсутності дифузійного гальмування. При сталості гідравлічного радіусу зерен швидкість реакції пропорційна квадратному кореню з питомої обсягу пір.

Ступінь використаннявнутрішньої поверхні для реакції першого порядку. Pеакція протікає під внутрікінетіческой області.

Каталізатор працює під внутрікінетіческой області. Весь обсяг каталізатора (точніше, поверхня всіх пір) працює з однаковою інтенсивністю. Закономірностіпроцесу лімітує хімічна кінетика. Зокрема, залежність г3 від температури визначається рівнянням Арреніуса.

При I-оо (перехід під внутрікінетіческую область) ступінь використання поверхні стає рівною одиниці.

На закінчення відзначимодеякі характерні особливості внутрікінетіческой області гетерогенного каталізу, відмінні від інших. Pеакція має найбільш високу спостережувану енергію активації, так як накладення дифузійних впливів через їхню малу залежності від температури завжди веде дозниження енергетичного бар'єру - У цій галузі працюють всі пори каталізатора, і так як їх поверхню переважає в порівнянні з зовнішньої, швидкість процесу не залежить від розміру зерен каталізатора, але сильно збільшується при зростанні його питомої поверхні.Отже, для протікання реакції під внутрікінетіческой області найбільш підходять каталізатори з порівняно великими зернами (що знижує опір шару каталізатора) і розвиненою поверхнею мікропор. Внутрікінетіческая область характеризується самоївисокою продуктивністю каталізатора. Останній при цьому працює в помірному температурному режимі, без перегріву поверхні зерен, так як при нелімітірующей швидкості дифузії теплопередача, що має той же дифузійний механізм, відбувається швидше хімічноїреакції. Таким чином, усередині-кінетична область з усіх точок зору краща при гетерогенному каталізі.

Отже, якщо дана реакція протікає під внутрікінетіческой області, для неї найбільш підходять каталізатори з порівняно великимизернами (що знижує опір шару каталізатора) і розвиненою поверхнею мікропор. Очевидно, що внутрікінетіческая область характеризується найбільш високою продуктивністю каталізатора. Останній працює при цьому в помірному температурному режимі, безперегріву поверхні зерен, так як при нелімітірующей швидкості дифузії теплопередача, що має той же дифузійний механізм, відбувається швидше хімічної реакції. Отже, внутрікінетіческая область з усіх точок зору є найбільш кращоюпри гетерогенному каталізі.

Якщо каталізатор отруюється продуктом реакції при протіканні її під внутрікінетіческой області, то відбувається рівномірний по глибині частинки каталізатора блокування активних центрів, що рівносильно зниженню питомої поверхнікаталізатора пропорційно кількості переробленого на каталізаторі сировини.

З цього виразу видно, що на відміну від внутрікінетіческой області швидкість реакції тут при інших рівних умовах обернено пропорційна визначальному розміром а зернакаталізатора. При сталості а швидкість пропорційна квадратному кореню з питомої обсягу пір.

Зміна відносних концентрацій реагенту по довжині полупори в залежності від модуля Тіле для реакції першого порядку. | Залежність фактора ефективності відмодуля Тіле для реакцій різних порядків.

Ставлення (VI-51) до (VI-52) менше одиниці і дорівнює частці корисного використання поверхні пор в порівнянні з використанням у внутрікінетіческой області каталізу.

Якщо каталізатор отруюється отрутою, що містяться в сировині,і отрута реагує з активними центрами відносно повільно, так що процес йде під внутрікінетіческой області, то каталізатор дезактивується рівномірно по глибині частинок з поступовим зменшенням працюючої поверхні, як і в розглянутому вище випадку.

Зазвичайрозрізняють наступні сфери протікання гетерогенних реакцій в залежності від характеру переважаючого опору: 1) внутрідіффузіонная, коли загальна швидкість хімічної реакції визначається швидкістю дифузійного переносу реагентів всередину зерна по поровогоканалах; 2) внутрікінетіческая область, відповідна зазвичай низьких температур, коли самою повільною стадією є власне хімічна реакція; 3) внешнедіффузіонная область протікання реакції означає, що лімітуючою стадією є підведення реагентів зосновного потоку до зовнішньої поверхні зерна каталізатора, що звичайно має місце при високих температурах і дрібних зернах каталізатора з відносно великою пористою структурою; А) внешнекі-нетической область відповідає реакції, що відбувається на зовнішнійгеометричної поверхні зерен каталізатора, коли внутрішнє дифузійний опір настільки велике, що реагенти практично не потрапляють в простір внутрішніх пір і реакція там відсутня.

Отже, якщо дана реакція протікає підвнутрікінетіческой області, для неї найбільш підходять каталізатори з порівняно великими зернами (що знижує опір шару каталізатора) і розвиненою поверхнею мікропор. Очевидно, що внутрікінетіческая область характеризується найбільш високоюпродуктивністю каталізатора. Останній працює при цьому в помірному температурному режимі, без перегріву поверхні зерен, так як при нелімітірующей швидкості дифузії теплопередача, що має той же дифузійний механізм, відбувається швидше хімічної реакції.Отже, внутрікінетіческая область з усіх точок зору є найбільш кращою при гетерогенному каталізі.

T) може бути визначена лише в трьох випадках: 1) якщо швидкість тепловиділення не залежить від концентрації (реакції нульового порядку), 2) якщоконцентрації реагентів всюди однакові або 3) якщо існує і може бути знайдена функціональна залежність між концентрацією і температурою в кожній точці всередині зерна. Умова 2 виконується під внутрікінетіческой області протікання реакції.

Схема будовикаталізатора з порами двох розмірів. | Графіки розподілу температури по зерну каталізатора. Її проводять на пористих гранулах каталізатора, причому процес йде по внутрікінетіческой області, трохи заходячи в проміжну. Pеакція окислення МНз до NO на платині (див.приклад 22.2) є дуже швидкою. Практично вона завжди проходить під внешнедіффузіонной області.

Слід підкреслити, що кокс, відкладалися при дегідруванні вуглеводнів, блокує частину поверхні каталізатора, викликаючи дифузійне гальмування основнийреакції. Pаспределеніе коксу по глибині пори зерна каталізатора і на зовнішній його поверхні визначається областю протікання реакції дегідрування. Під внутрікінетіческой області слід очікувати рівномірного розподілу коксу всередині всієї пори гранули; припереході з внутрішньої області дифузії в зовнішнє висеіть-дание коксу локалізується на поверхні гранули. Pазмещеніе коксу на гранулі також залежить від діаметра пор: вузькі пори швидко забиваються, виключаються з роботи, а кокс покриває всю зовнішню частину гранули; вшироких порах кокс може відкладатися на велику глибину і реакція переходить з внутрікінетіче-ського режиму під внешнекінетіческій.

На закінчення відзначимо деякі характерні особливості внутрікінетіческой області гетерогенного каталізу, відмінні від інших. ?еакція має найбільш високу спостережувану енергію активації, так як накладення дифузійних впливів через їхню малу залежності від температури завжди веде до зниження енергетичного бар'єру - У цій галузі працюють всі пори каталізатора, і так як їх поверхнюпереважає в порівнянні з зовнішньої, швидкість процесу не залежить від розміру зерен каталізатора, але сильно збільшується при зростанні його питомої поверхні. Отже, для протікання реакції під внутрікінетіческой області найбільш підходять каталізатори зіпорівняно великими зернами (що знижує опір шару каталізатора) і розвиненою поверхнею мікропор. Внутрікінетіческая область характеризується найвищою продуктивністю каталізатора. Останній при цьому працює в помірному температурному режимі,без перегріву поверхні зерен, так як при нелімітірующей швидкості дифузії теплопередача, що має той же дифузійний механізм, відбувається швидше хімічної реакції. Таким чином, усередині-кінетична область з усіх точок зору краща при гетерогенномукаталізі.

На закінчення відзначимо деякі характерні особливості внутрікінетіческой області гетерогенного каталізу, відмінні від інших. Pеакція має найбільш високу спостережувану енергію активації, так як накладення дифузійних впливів через їхню малуЗалежно від температури завжди веде до зниження енергетичного бар'єру - У цій галузі працюють всі пори каталізатора, і так як їх поверхню переважає в порівнянні з зовнішньої, швидкість процесу не залежить від розміру зерен каталізатора, але сильно збільшуєтьсяпри зростанні його питомої поверхні. Отже, для протікання реакції під внутрікінетіческой області найбільш підходять каталізатори з порівняно великими зернами (що знижує опір шару каталізатора) і розвиненою поверхнею мікропор.Внутрікінетіческая область характеризується найвищою продуктивністю каталізатора. Останній при цьому працює в помірному температурному режимі, без перегріву поверхні зерен, так як при нелімітірующей швидкості дифузії теплопередача, що має той жедифузійний механізм, відбувається швидше хімічної реакції. Таким чином, усередині-кінетична область з усіх точок зору краща при гетерогенному каталізі.

Отже, якщо дана реакція протікає під внутрікінетіческой області, для неї найбільш підходять каталізатори з порівняно великими зернами (що знижує опір шару каталізатора) і розвиненою поверхнею мікропор. Очевидно, що внутрікінетіческая область характеризується найбільш високою продуктивністю каталізатора. Останній працює при цьому в помірному температурному режимі, без перегріву поверхні зерен, так як при нелімітірующей швидкості дифузії теплопередача, що має той же дифузійний механізм, відбувається швидше хімічної реакції. Отже, внутрікінетіческая область з усіх точок зору є найбільш кращою при гетерогенному каталізі.

Pеакція настільки швидка, що практично закінчується на зовнішній поверхні зерна, проникаючи вглиб тільки на мізерну глибину біля самих гирл пір. У той же час легко помітити, що робота зерна каталізатора перестала відрізнятися від роботи непористі зерна: реакція проходить тільки на зовнішній поверхні. Каталізатор став працювати під внешнекінетіческой області: закономірності роботи виражаються рівнянням (18.11); енергія активації знов зросла до істинного значення; порядок реакції став істинним. Але на відміну від внутрікінетіческой області швидкість реакції відноситься не до обсягу зерна, а до його зовнішньої поверхні.

При зменшенні розміру зерен каталізатора, збільшенні радіуса пор або зниженні константи швидкості в порівнянні з коефіцієнтом дифузії концентрація речовини в глибині зерна стає не рівною нулю, зростає фактор ефективності, і реакція переходить в область, проміжну між внутрідіффузіонной і внутрікінетіческой. У такій області працюють багато промислові каталізатори. Зазвичай кінетику перехідній області описують наступним чином. На дрібному зерні каталізатора вивчають процес під внутрікінетіческой області, а потім, користуючись тим же рівнянням швидкості, визначають константу при дослідженні процесу на більш великому зерні кaтaлізaтqpa, вживаному в промисловості.

Pеакція настільки швидка, що практично закінчується на зовнішній поверхні зерна, проникаючи вглиб тільки на мізерну глибину біля самих гирл пір. У той же час легко зрозуміти, що робота зерна каталізатора перестала відрізнятися від роботи непористі зерна: реакція проходить тільки на зовнішній поверхні. Але, на відміну від внутрікінетіческой області, швидкість реакції доцільно відносити не до обсягу зерна, а до його зовнішньої поверхні.