Гетерогенное каталитическое превращение является сложным многоступенчатым процессом, включающим в качестве основных стадий диффузию исходных реагентов из ядра газового потока к поверхности гранул (зерен) катализатора (внешняя диффузия), проникание этих веществ в порах катализатора к активным центрам его внутренней поверхности внутренняя диффузия), активированную адсорбцию продиффундировавших реагентов поверхностью катализатора с образованием поверхностных химических соединений, химическое взаимодействие адсорбированных веществ с образованием продуктов, десорбцию продуктов и их перенос к наружной поверхности гранул катализатора (внутренняя диффузия) и затем от этой поверхности в ядро газового потока (внешняя диффузия).[ ...]
Зависимость п к— (1/Т) должна выражаться прямой (линия 1 на рис. 1-49, а) при следовании зависимости скорости реакции от температуры кривой 1, представленной на рис. 1-49, б. Однако на практике для многих реакций гетерогенного катализа в силу диффузионных затруднений эта зависимость не выражается прямой (линия 2 на рис. 1-49, а) и аппроксимируется уравнением (1.281) только в области низких температур; соответствующая зависимость V? от Т выражается линией 2 на рис. 1-49,6.[ ...]
Интенсивность процесса гетерогенного катализа на пористых катализаторах определяется соотношением скоростей транспорта (переноса) реактантов в порах катализатора и химического превращения реагирующих веществ на поверхности пор.[ ...]
Температурный коэффициент скорости для подавляющего большинства химических реакций находится в пределах 2—4. Процессы диффузии имеют малую энергию активации, поэтому их скорость с ростом температуры на 10 °С увеличивается лишь в 1,1—1,3 раза.[ ...]
В этой связи наблюдаемая скорость каталитического превращения с повышением температуры процесса в возрастающей степени определяется его диффузионной составляющей, ограни-.[ ...]
В свете изложенного различают несколько кинетических областей реализации гетерогенно-каталитических превращений.[ ...]
В условиях низких температур скорость реакции мала по сравнению со скоростью диффузии, что не приводит к существенным различиям концентраций исходных веществ и продуктов реакции по всей глубине зерна катализатора и в газовом потоке. Диффузионные транспортные процессы в этих условиях не влияют на интенсивность реализуемых химических превращении, и энергия активации сохраняет постоянное значение. Таким образом, каталитический процесс, протекает в кинетической области (область / на рис. 1-49). Реализуемые в этой области процессы гетерогенного катализа характеризуются пропорциональностью их скорости величине удельной поверхности катализатора и ее независимостью от размера зерен последнего и скорости пропускания через его слой конвертируемой газовой смеси. Их интенсивность находится в сильной зависимости от температуры, а обычными условиями использования мелкозернистых крупнопористых катализаторов при относительно невысоких и близких к температуре зажигания температурах является турбулентный режим течения обрабатываемого потока.[ ...]
Гетерогенно-каталитические процессы, протекающие во виешнедиффузи-синоп области, обычно реализуют на непорнстых катализаторах с развитой поверхностью. Их скорость не зависит от пористости катализатора, мало зависит от температуры и существенно зависит от скорости проходящего через слон катализатора газового потока.[ ...]
Между оипсанпымп основными кинетическими областями различают промежуточные: внутреннюю переходную между кинетической и внутренней диффузионной м внешнюю переходную между внутренней диффузионной и внешней диффузионной областями.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Характеристики реакции гетерогенного катализа |
 |