Макет страницы
lgk Рас. 5.2. Зависимость константы скорости (ft) от темпера-
п туры в координатах Аррениуса для реакции первого по-
2У рядка, протекающей на пористом катализаторе:
—■^. I — внутрикинетическая область; II — внутридиффузион»
\от ная область; III — внешнекинетическая область; IV —
\ внешнедиффузионная область.
туры продолжение возрастания констан-ты скорости приводит к торможению реак-\ ции внешней диффузией, и реакция пере-
\ ходит во внешнедиффузионную область.
_ \ , Далее повышение температуры на ско-
1/т рость реакции влияния практически не оказывает (рис. 5.2). На непористом катализаторе осуществляются только два режима — внешнекинетический и внешнедиффу-зионный.
Если во внутренней кинетической области реакция протекает по первому порядку, то влияние давления на скорости внешней диффузии, внутренней диффузии и реакции в первом приближении (учитывающем только пропорциональность концентрации давлению) одинаково и изменение давления в некоторых пределах не влияет на область протекания реакции. Однако повышение давления снижает коэффициент молекулярной диффузии, что может привести к переходу реакции из кинетической во внутридиффузион-ную или из внутридиффузионной во внешнедиффузионную область.
Если реакция в кинетической области идет по порядку выше первого, то увеличение давления в наибольшей степени повышает скорость реакции в этой области (пропорционально рп, где п — порядок реакции), в меньшей — во внутридиффузионной и в наименьшей— скорость внешней диффузии. В результате повышение давления приводит к переходу реакции во внешнедиффузионную область. I
Уменьшение размера частиц катализатора повышает скорость внешней диффузии и снижает внутридиффузионное торможение реакции; для данных скоростей реакции и условий ее проведения уменьшение размера частиц катализатора до некоторой величины в принципе всегда может обеспечить протекание реакции в кинетической области. Увеличение скорости потока в проточной системе (или перемешивание в статической) увеличивает скорость внешней диффузии, что способствует переходу реакции в область внутренней диффузии. Если наряду с основной проходят параллельные и последовательные ей реакции, то при переходе от одной области в другую могут сильно изменяться соотношения их скоростей, что может существенно влиять на селективность каталитического процесса.
5.4. РЕАКЦИИ НА ТВЕРДОМ КАТАЛИЗАТОРЕ ПРИ НАЛИЧИИ ЖИДКОЙ ФАЗЫ
Если реагенты или один из реагентов находится в жидкой фазе, то условия транспорта реагентов к внешней и внутренней
