Главная -> Словарь

Концентрации реагирующих

то есть макроскопическая скорость реакции также следует первому порядку по концентрации реагирующего вещества. Преобразуем в вид

В указанных пределах скорость образования димера из пропилена почти пропорциональна квадрату концентрации реагирующего вещества в газовой фазе над кислым катализатором, а также объему и концентрации катализатора. 13*

Большая часть реакций гидрокрекинга имеет положительный порядок, и их скорость падает по мере снижения концентрации реагирующего вещества.

Изучению скоростей химических реакций посвящен раздел физической химии — химическая кинетика. Скорость химической реакции определяется изменением концентрации реагирующего вещества за бесконечно малый отрезок времени? В то же время скорость химической реакции пропорциональна концентрациям исходных веществ в .каждый данный момент времени. По числу молекул, вступающих в реакцию, различают реакции мономоле-кулярные, бимолекулярные, тримолекулярные и т. д. Наиболее распространены реакции первых двух порядков.

то есть макроскопическая скорость реакции также следует первому порядку по концентрации реагирующего вещества. Преобразуем в вид

8.2.1. Интегральные реакторы. Первый рассматриваемый вид — интегральные реакторы полного вытеснения, которые работают при высоких степенях превращения и концентрации реагирующего вещества, изменяющейся вдоль слоя катализатора. Эти реакторы могут быть изотермическими, в которых температура постоянна и известна по всему слою катализатора,

где М —стехиометричесиий коэффициент гетерогенной реакции. При прохождении газа через слой неподвижных частиц в нем протекает нестационарный процесс, характеризующийся кривой изменения концентрации реагирующего газа в течение времени т в любом данном поперечном сечении реактора на расстоянии х . На достаточно больших расстояниях х\ и х2 вид и наклон кривых c/cQ=f не меняются, и гетерогенный процесс взаимодействия газового потока с частицами продвигается с постоянной скоростью фронта v. При Cjc0 = 0,5 можно применить следующую зависимость, предложенную для неподвижного слоя :

С другой стороны, принимая порядок реакции первым относительно концентрации реагирующего газа, можно написать два уравнения:

Рис. 4.Зависимость изменения относительной концентрации реагирующего газа от времени т для нестационарного кипящего слоя

Рис. 5. Изменение относительной концентрации реагирующего газа по высоте кипящего ел оя при разных степенях расширения Я0 = 60 мм; дутье — смесь N2 + -f-COz ; диаметр частиц натронной извести 0,63 — 1,0 мм; место отбора проб газа / — по оси, 2—10 мм и S—15 мм от оси реактора

Реакции первого порядка. В этом случае скорость реакции пропорциональна первой степени концентрации реагирующего вещества.

Для кинетического расчета реакторных устройств необходимо знать закон изменения скорости реакции или концентрации реагирующих веществ во времени. С увеличением скорости реакции сокращается время реагирования, необходимое для достижения заданного выхода продуктов реакции.

Изменение концентрации реагирующих веществ во времени для простейших реакций первого и второго порядков определяется классическими уравнениями кинетики. Например, для реакции первого порядка

Другим отрицательным результатом внутриреакторной циркуляции являются разбавление исходного сырья продуктами реакции и снижение средней концентрации реагирующих веществ, вследствие чего снижается средняя скорость процесса. Кроме того, в результате повторного реагирования продуктов реакции увеличивается выход побочных продуктов.

Благодаря увеличению скоростей газа и повышению степени турбулентности потока при олефиновом режиме синтеза улучшаются условия теллоотвода, снижение концентрации реагирующих компонентов, т. е. СО+Н2 растягивает реакцию «а больший слой катализатора. Охлаждение газа после каждого прохода позволяет осуществить отвод значительной части теплоты реакции вне реакторов.

Для химической реакции, осуществляемой при постоянных температуре и давлении, ее скорость является функцией только концентрации реагирующих веществ.

Кинетическая модель, основанная на использовании закона лействуюших поверхностей. Общая формулировка закона действую — щих поверхностей была дана Хиншельвудом на основе адсорбционной изотермы Лэнгмюра. В ее основе лежит известное классическое представление о катализе, согласно которому гетерогенные каталитические реакции происходят между хемосорбированными молекулами на поверхности катализатора. Следовательно, величина скорости таковых реакций будет зависеть не только от концентрации реагирующих веществ, как это принято в основе закона действующих масс, но и от доли поверхности, занятой хемосорбированными молекулами реактанта на единице поверхности катализатора.

Температура. Согласно классическим представлениям, если исключить влияние катализаторов, скорость химических реакций является функцией температуры и концентрации реагирующих веществ. По известному правилу Вант-Гоффа, повышение температуры на 10 градусов ускоряет реакцию в 2—3 раза. Это правило не является строгим, так как температурный коэффициент скорости реакции меняется с температурой. К. И. Ивановым было показано, что температурный коэффициент окисления углеводородов, равный 2, наблюдается только для 140—150 °С. При температурах ниже 140 °С он во всех случаях гораздо больше, а выше 150°С он меньше.

На основании величин м4, Si и г;», которые могут быть найдены с помощью уравнения состояния и теплоемкостей, можно рассчитать величины ц4 и построить выражение, связывающее концентрации реагирующих веществ в равновесном состоянии системы.

Условия реакции. Для систематизации изучения процессов химической технологии очень важно знать, как воздействуют физические и химические факторы на ход реакции, благодаря чему можно установить такой температурный режим, такие концентрации реагирующих веществ и время реакции, при которых в промышленном масштабе получается оптимальный выход.

но с уменьшением концентрации реагирующих веществ. Исключением из этого правила является реакция в присутствии комплекса 2-PdCl2, плохо растворимого в гептене: бензол повышает растворимость атого комплекса и ускоряет изомеризацию. Ускорение изомеризации в метиловом спирте и замедление ее в бензоле подтверждает механизм образования одинакового промежуточного комплекса: содержащего гептен-1, растворитель и PdCl2.

где w — скорость реакции; С15 С2, ... — концентрации реагирующих веществ; k — константа скорости; тг, т%, ... — порядки реакции по первому, второму и т. д. реагентам. Величины w, Clt С2, ... измеряются в экспериментах, a k, mlt m2, ... должны быть определены путем подбора. Логарифмируя, находим: