Главная -> Словарь

Адсорбционного равновесия

адсорбента при помощи секционирующих вертикальных перегородок, обеспечивающих оптимизацию адсорбционного пространства .

Получены зависимости адсорбционного потенциала е = RT In от объема адсорбционного пространства и от величины адсорбции для всех иследоваиных пеков, сорбатов и температур. Значения е изменяются от 4,0 до 17, 0 кДж/моль. Рассчитаны термодинамические характеристики адсорбции бензола, гептана и бутан-1 -ола на нефтяном пеке .

особенности пористой структуры пеков; теплоты адсорбции и энергии активации Гиббса; температуры стеклования и плавления пеков и температуры жидко-кристаллических переходов в них; зависимости адсорбционного потенциала от величины объема адсорбционного пространства.

Здесь а — равновесное количество адсорбированного вещества при давлении Р, моль/кг; WQI, Wo$ — предельные объемы адсорбционного пространства для первого и второго вида микропор, соответственно, м3/кг; VM — мольный объем бензола ; Blt В а — структурные константы, характеризующие размеры микропор первого и второго вида, соответственно; Т — температура опыта, Kj PS — давление насыщенного пара; Р — равновесное давление пара бензола.

W0 и Wg' — предельные объемы адсорбционного пространства ;

Цеолиты являются типичными микропористыми адсорбентами. Предельные величины адсорбции для цеолитов отвечают объемному заполнению их микропор . Изучение изотерм адсорбции различных паров на цеолитах позволило установить объемный характер заполнения свободного адсорбционного пространства микропор при постоянстве мольных объемов адсорбированных веществ .

предельного объема адсорбционного пространства W0, вычисленная по отрезку на оси ординат, составила 0,239 см3/г, что находится в хорошем соответствии с работами других исследователей, о которых будет сказано ниже.

По результатам опытов были вычислены предельные объемы адсорбционного пространства для всех испытанных образцов цеолитов, значения которых представлены в табл. 9.18.

Значения предельных объемов адсорбционного пространства W0 при высокотемпературной адсорбции на цеолитах типа А

с пружинными весами. Как следует из рис. 3, изотерма адсорбции на А12О3 имеет S-образный вид. В отличие от А12О3 насыщение адсорбционного пространства угля СКТ происходит в области низких относительных давлений; при дальнейшем увеличении относительного давления паров бензола в системе уголь поглощает незначительное количество бензола — изотерма адсорбции имеет небольшой наклон. Характер изотермы адсорбции на угле СКТ напоминает изотерму адсорбции на

смеси. Расчет полного содержания бензола в каналах цеолитов показал, что при концентрациях бензола 10—20% на ионообменных формах NaX, AgNaX, RbNaX и KNaX наблюдается наибольшее извлечение ароматического углеводорода из смеси, причем величина Хмакс практически соответствует насыщению адсорбционного пространства бензолом. На рис. 5 сопоставлены кривые

При наступлении адсорбционного равновесия эти скорости равны:

где b = Кадс / Кдес — константа адсорбционного равновесия.

Причины обнаруженного явления заключаются в существенном различии состояния поверхности катализатора в условиях обоих методов . Рассмотрим сначала условия, в которых протекает реакция в проточной системе. Известно, что в начальный период реакции необходимо определенное время для установления адсорбционного равновесия на поверхности катализатора.

Такое равновесие устанавливается, т. е. режим становится стационарным, лишь после того как молекулы реагирующего вещества постепенно вытесняют с поверхности катализатора газ , в среде которого ведется реакция. Установление адсорбционного равновесия на поверхности катализатора достигается в ходе «перезаполнения» поверхности катализатора исходными и конечными продуктами реакции, вытесняющими первоначально адсорбированный водород. Результаты, полученные в проточной системе, соответствуют состоянию катализатора, работающего в таком стационарном режиме.

Данные адсорбционного равновесия можно вычислить по длине горизонтальных участков кривой, соответствующих м-гептану или толуолу.

Наблюдаемые факты указывают на существование адсорбционного равновесия между реагирующими веществами на поверхности платинового катализатора, которое в случае повышения парциального давления водорода сдвигается в сторону преимущественной адсорбции водорода и вытеснения н-пентана с поверхности катализатора. Действительно, как указывают литературные данные, относительные адсорбционные коэффициенты для н-пентана и водорода при 400 °С на платиновом катализаторе равны соответственно 1,0 и 6,4 . Кроме того, подобные факты вытеснения углеводорода с поверхности платинового катализатора водородом отмечены в . Из сделанного наблюдения следует практический вывод: при осуществлении процессов при общем рабочем давлении 4,0 МПа целесообразно ограничить парциальное давление н-пентана величиной, не превышающей 1,0 МПа.

При сочетании динамических методов адсорбции с газовой хроматографией существенно повышается производительность установок. Это объясняется тем, что отпадает необходимость многократных контрольных взвешиваний образца до момента установления адсорбционного равновесия. Наибольшее распространение находит так называемый метод тепловой десорбции газов. Он заключается в следующем. В реактор с навеской катализатора, охлаждаемого в сосуде Дьюара жидким газом, подают смесь газа-носителя и адсорбера, из которой поглощается адсорбат. Уменьшение концентрации адсор-

бата фиксируется катарометром и записывается на диаграмме в виде пика. С установлением адсорбционного равновесия состав смеси, выходящей из реактора, восстанавливается и перо самописца возвращается в исходное положение, отмечая прямую линию. После этого сосуд Дыоара снимают с адсорбера, температура катализатора поднимается до комнатной и происходит десорбция. Увеличение концентрации адсорбата в газовой смеси отмечается самописцем в виде второго пика, но противоположного направления. Площади этих пиков должны быть равны, так как они пропорциональны объему адсорбирующегося газа. Чтобы судить об абсолютной величине адсорбции, 'предварительно снимают хроматограмму, вводя в поток газа-носителя известный объем адсорбата.

В случае однородной поверхности и при установлении адсорбционного равновесия для вещества А1 поверхностную концентрацию ОА. связывают с парциальными давлениями компонентов рА. уравнением Ленгмюра:

: При а шлизе бензинов с малым содержанием ароматических угле-подоходен через колоику пропускают около 0,5 л бензина, и поглощение продолжается более 12 ч. Беиаип заливают с таким расчетом, чтобы поглощение окончилось :ючью . Перерыв во времени меж;,у окончанием поглощения бензина и наливанием смещающей или выте-енякщей жидкости, равный 6 ч, не нарушает адсорбционного равновесия.

При увеличении диаметра пор достижение адсорбционного равновесия между раствором и адсорбентом ускоряется. Размер пор адсорбента регулируют, изменяя режим технологического процесса его производства. Активность адсорбента во многом зависит также от его химического состава. В присутствии 2—5% окиси алюминия этот показатель для силикатного адсорбента значительно повышается. Для получения наилучших результатов применяют адсорбент с насыпной плотностью около 0,6 г/см3.