Портал аналитической химии

Методики, рекомендации, справочники

Теоретические основы химических процессов переработки нефти - 0129
Он-лайн библиотека - Теоретические основы химических процессов переработки нефти



< Назад 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 Вперед >

ОГЛАВЛЕНИЕ

Макет страницы

 

 

кая из стадий является лимитирующей, различают области про-текан-ия реакции: внешнедиффузионную, внутридиффузионную и т. д.

Внешнедиффузионная область. Скорость диффузии w из газового потока к поверхности описывается первым законом Фика:

w — pL s (С - с)

Оэф

где D„ — коэффициент молекулярной диффузии; S — поверхность катализатора; С — концентрация реагента в газовом объеме; с — концентрация реагента на поверхности катализатора; бЭф — эффективная толщина пограничного слоя, че рез который идет диффузия.

На внешней поверхности этого слоя концентрация реагента равна концентрации его в газовом потоке и поддерживается в результате конвективной диффузии.

Если скорость внешней диффузии лимитирует скорость остальных стадий, то С ^> с и (С — с) « С.

Кинетическая теория газов дает для коэффициента молекулярной диффузии следующее выражение:

9м = 7»«/

где и — средняя скорость движения молекул; / — средняя длина свободного пробега молекул; и = (8кТ/лт)]'2\ l — kTl^Jl nd2p, где k — константа Больцмана; T — абсолютная температура; т — масса молекулы; d — диаметр молекулы; р — давление газа.

Коэффициент молекулярной диффузии пропорционален температуре в степени 1,5, т. е. зависит от температуры очень мало, обратно пропорционален давлению, молекулярной массе диффундирующего вещества в степени '/г и квадрату диаметра молекул.

Эффективная толщина пограничного слоя зависит от формы частиц катализатора и гидродинамики потока и не может быть определена теоретически. Поэтому значение DM/8 = р, называемое коэффициентом массопередачи, определяется экспериментально.

Внутридиффузионная область. Обычно катализаторы — высокопористые вещества с высокой удельной поверхностью (суммарной поверхностью 1 г катализатора, доступной для молекул реагента). Поверхность пор высокопористого катализатора составляет практически всю поверхность, на которой может происходить реакция; внешняя поверхность частиц катализатора обычно не превышает 0,01 %. Если реакция протекает медленно относительно внешней диффузии, то молекулы реагентов диффундируют в поры катализатора. Сталкиваясь со стенками пор, они с некоторой вероятностью могут адсорбироваться и прореагировать; в результате концентрация реагентов по длине поры уменьшается. Если реакция протекает достаточно быстро, то уже недалеко от устья поры концентрация реагентов равна 0 (или равновесной, если реакция достигает равновесия) и реакция проходит только на части поверхности поры, соответствующей некоторой доле ее дли-

б Зак. 589

129

 

Сейчас на сайте

Сейчас 91 гостей онлайн

Методы исследования

Определяемые объекты

Аналитическая химия

На заметку

You are here: