А. Т. Сағынаев МҰнай мен газдың физикасы және химиясы
Сұйық катализаторлармен катализделетін реакциялар
жүктеу/скачать 6,98 Mb. Pdf көрінісі
|
S4
| 11.6. Сұйық катализаторлармен катализделетін реакциялар
Егер катализатор – сұйықтық, ал реагенттер газ немесе сұйық фазада болса, және катализатор фазасымен араласпайтын болса, онда процесс кинетикасы реакция кинетикасымен немесе масса тасымалымен анықталады. Әдетте, реакция катализатор фазасында жүреді, катализатор реагенттер орналасқан сұйық немесе газ фазада ерімейді, ал реагенттер мен реакция өнімдері аз мөлшерде катализаторда ериді. Реакция жылдамдығы мен масса тасымалы қатынасына байланысты болатын шекті жағдайларға мыналарды жатқызуға болады: • Реакция жылдамдығы реагент фазасынан катализатор фазасына масса тасымалдау жылдамдығынан және реагенттің катализаторға диффузиялану жылдамдығынан төмен болады. Бұл жағдайда катализатор фазасындағы реагенттердің концентрациясы қаныққан ерітіндінің концентрациясына тең, ал реакция жылдамдығы тең болады: 156 𝑤 = 𝑘 · 𝑉 · 𝑓(𝐶 қаныққан ) мұндағы k – катализатордың көлем бірлігіндегі реакция жылдамдығының тұрақтысы; V – катализатордың көлемі; f(C қаныққан ) – реакция механизмімен анықталатын қаныққан ертіндідегі реагенттердің концентрациясының функциясы. Бұл кездегі реакция жылдамдығы фазалар арасындағы жанасу бетіне байланысты емес. • Реакция жылдамдығы масса тасымалы жылдамдығынан көп болады. Фазалардың жанасу бетінде орналасқан катализатордың жұқа қабатында реагенттер толығымен шығындалады. Бұл жағдайда реакция жылдамдығы диффузия жылдамдығына тең болады: w = β·S·C мұндағы β – масса тасымалы коэффициенті; S – фазааралық шекара беткейі; С – реагенттің орналасқан фазасындағы концентрациясы. Реакция жылдамдығы катализатор көлеміне тәуелді емес және фазалардың жанасу бетіне пропорционал болады, сондықтан жоғары жылдамдықты қамтамасыз ету үшін фазалар аралығындағы жанасу беті үлкен болуы керек. Егер реагенттер сұйық фазада орналасқан болса, онда катализатордың көлем бірлігіндегі жанасу бетінің үлкен болуын тез араластыру нәтижесінде қол жеткізуге болады, бұл кезде реагенттер фазасында катализатордың эмульсиясы немесе катализатор фазасында реагенттердің эмульсиясы түзіледі. Егер реагенттер газ күйінде болса, онда сұйық катализатор қабаты арқылы газды өткізеді. Реакция жылдамдығы катализатор фазасындағы реагенттердің диффузия жылдамдығымен салыстырылған. Катализатордың шекаралық қабатында реагенттердің концентрациясы тұрақты және қанығу концентрациясына тең болады деп есептеп, бірінші ретті реакция жылдамдығын былай өрнектеуге болады: 𝑤 = 𝑆 · 𝐶 қаныққан √𝑘𝐷 мұндағы S – фазалар жанасуының меншікті беткейі; C қанық – реагенттің қанығу концентрациясы; k – реакцияның жылдамдық тұрақтысы; D – катализатор фазасындағы реагенттің диффузия коэффициенті. жүктеу/скачать 6,98 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|