Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Поиск репетиторов
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


БЕЗГРАДИЕНТНЫЙ РЕАКТОР

БЕЗГРАДИЕНТНЫЙ РЕАКТОР, лаб. прибор для измерения скоростей хим. р-ций; проточный реактор, в к-ром концентрации реагентов и т-ра одинаковы по всему реакц. пространству, благодаря чему скорость р-ции определяется наиб. просто. Условия в безградиентном реакторе называют режимом идеального смешения.

Для жидкофазных гомог. р-ций безградиентность проточного реактора осуществляется с помощью мешалки; при гомог. газовых р-циях достаточное перемешивание м. б. достигнуто тангенциальным вводом газовой смеси, вызывающим вращение содержимого реактора.

Кинетика газовых гетерогенно-каталитич. р-ций обычно сложна, поэтому применение к их исследованию безградиентного реактора дает большие преимущества. Для этого М. И. Темкиным и др. в 1950 был предложен проточно-циркуляц. метод. На схеме проточно-циркуляц. системы (см. рис.) 1 и 2 - вход и выход газовой смеси для протока сквозь систему, 3 - циркуляц. насос с электромагн. приводом поршня, 4 -печь и реактор с катализатором. Скорость циркуляции должна значительно (напр., в 50 раз) превышать скорость протока; этим обеспечивается практич. отсутствие градиентов концентраций и т-ры по слою зерен катализатора. Чтобы не было градиентов внутри пористых зерен катализатора, зерна должны быть достаточно малы. С др. стороны, измерения с крупными зернами позволяют определить влияние на процесс макроскопич. факторов, что важно для техн. катализа.
1047-51.jpg

Имеются проточно-циркуляц. установки для высоких давлений. Разработан ряд конструкций безградиентных реакторов для атмосферного и высоких давлений, в к-рых под действием поршня газовая смесь совершает возвратно-поступат. движение сквозь слой катализатора. Применяют также реакторы, в к-рых зерна катализатора помещены во вращающуюся корзинку, и такие, в к-рых зерна катализатора беспорядочно движутся в результате вибрации реактора. Если скорость р-ции в безградиентном реакторе, соответствующая составу находящейся в нем смеси, устанавливается быстро, то при постоянном расходе смеси, после того как через систему прошел объем смеси, в 5-7 раз больший своб. объема системы, р-ция практически становится стационарной. При стационарной р-ции в безградиентном реакторе количество nB в-ва В, образующееся за время t, равно [В]V-[В]°V°, где [В]° и [В] - концентрация в-ва В на входе и на выходе, - Vo и V - объемы смеси, входящей в систему и выходящей из нее за время t. Скорость образования в-ва В1047-52.jpg , где1047-53.jpg-объем или пов-сть реакц. пространства в зависимости от того, гомогенна р-ция или гетерогенна. Можно также принять величину1047-54.jpg равной массе или объему слоя зерен катализатора, тогда rB будет характеризовать активность единицы массы катализатора или единицы объема слоя. Для р-ции, идущей в неск. направлениях, определяют скорости образования ключевых в-в.

Скорость р-ции в безградиентном реакторе отвечает концентрации в-в в смеси, выходящей из системы. Изменяя подачу в-в на входе, можно по значениям скорости р-ции при разл. концентрациях на выходе непосредственно судить о кинетике р-ции и определять кинетич. константы. Отпадает надобность в интегрировании кинетич. ур-ний или дифференцировании опытных данных (в отличие от загрузочных и трубообразных реакторов). Т. наз. дифференциальный реактор, т.е. проточный реактор с малой степенью превращ. исходных в-в, не равноценен безградиентному реактору, поскольку не позволяет исследовать влияние продукта р-ции на ее скорость (иногда употребляют как синоним безградиентного реактора термин "дифференциальный реактор"), Безградиентный реактор, предназначенный для исследования р-ции в нестационарных условиях, должен иметь по возможности малый объем.


===
Исп. литература для статьи «БЕЗГРАДИЕНТНЫЙ РЕАКТОР»: Темкин М. И., "Кинетика и катализ", 1962, т. 3, в. 4, с. 509; Корнейчук Г. П., в кн.: Проблемы теории и практики исследований в области катализа, под ред. В.А. Ройтера, К., 1973, с. 203; Jankowski H. [u.a.], "Chem. Techn.", 1978, Bd 30, № 10, S. 441; № 11, S. 555. М.И. Темкин.

Страница «БЕЗГРАДИЕНТНЫЙ РЕАКТОР» подготовлена по материалам химической энциклопедии.


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн