Головна

Завдання до лабораторної роботи

1. Дослідіть вплив хімічного складу поглинача, його витрати, концентрації і температури на ступінь абсорбції SO2 і об'ємну частку SO2 в відпрацьованих газах. Необхідно провести кілька дослідів відповідно до завдання викладача.

2. Побудуйте графічні залежності ступеня абсорбції SO2 від досліджуваних факторів.

3. На підставі отриманих результатів зробіть висновок про їх відповідність відомим теоретичним положенням.

Табл. 9. Умови досвіду, експериментальні і розрахункові дані

 Умови досвіду, експериментальні і розрахункові дані  № досвіду
 Витрата повітря, мл / хв      
 Температура випалу колчедану, ° С      
 поглинач      
 Витрата поглинача, мл / хв      
 Маса човники з колчеданом до досвіду, г      
 Маса човники з колчеданом після досвіду, г      
 Обсяг води, що витекла з аспіратора, мл      
 Обсяг 0,01 н розчину йоду в поглотительной склянці, мл      
 Обсяг тіосульфату натрію, який пішов на титрування, мл      
 Температура води в аспіратор, ° С      
 Атмосферний тиск, кПа      
 Ступінь абсорбції SO2,%      
 концентрація SO2 в відпрацьованих газах,% об.      

Гетерогенність-каталітичних процесів

загальні положення

У хімічній промисловості каталітичні процеси набули дуже широкого поширення. В даний час більшість найважливіших хімічних продуктів (понад 70%) отримують з використанням каталізаторів.

У загальному випадку під катализом розуміють зміна швидкості хімічної реакції під дією хімічних речовин (каталізаторів), які беруть участь в утворенні проміжних активних комплексів при цьому не змінюють свій хімічний і фазовий склад. У разі, якщо в результаті каталітичного процесу швидкість реакції зростає, каталіз називають позитивним, в разі зниження швидкості реакції каталіз називають негативним. Каталізатори, які уповільнюють швидкість реакції, називають інгібіторами.

Прискорює дію каталізаторів полягає в зниженні енергії активації реакції за рахунок зміни механізму реакції. У присутності каталізатора реакція протікає через ряд проміжних стадій, що потребують меншої енергії активації. При зниженні енергії активації швидкість реакції зростає відповідно до рівняння Арреніуса:

k = k0 ? e - E / RT, (53)

де k0 - Предекспоненціальний множник; Е - енергія активації, Дж / моль; R - універсальна газова постійна, Дж / моль ? К; Т - температура, К.

Одночасно зі зниженням енергії активації в ряді випадків спостерігається зменшення порядку реакції, так як порядок елементарних стадій каталітичних реакцій може бути менше порядку некаталітична реакції.

Використання каталізатора не впливає на рівновагу хімічної реакції, оскільки початковий і кінцевий стани реагує системи, в тому числі і вільної енергії Гіббса, однакові як з каталізатором, так і без нього. Змінюючи в рівній мірі швидкість прямої і зворотної реакцій, каталізатор сприяє підвищенню швидкості досягнення рівноваги за даних умов.

Класифікація каталітичних процесів і реакцій проводиться за рядом ознак. За фазового стану реагентів і каталізатора каталітичні процеси поділяють на дві основні групи - гомогенні і гетерогенні. При гомогенному каталізі каталізатори та реагенти знаходяться в одній фазі - газі або розчині, а при гетерогенному - в різних фазах. За типом взаємодії каталізатора з реагують речовинами все каталітичні реакції діляться на два класи - окислювально-відновні (гомолитически) і кислотно-основні (гетеролітичні).

У промисловості найбільш поширений гетерогенний каталіз на твердих каталізаторах. На швидкість гетерогенно каталізу впливають як массообменниє процеси, так і хімічна реакція. У загальному випадку процес каталізу на твердих пористих каталізаторах складається з наступних елементарних стадій: 1) дифузії реагуючих речовин з ядра потоку до поверхні зерен каталізатора; 2) внутрішньої дифузії реагентів в порах зерна каталізатора; 3) активованої адсорбції (хемосорбції) на поверхні каталізатора з утворенням проміжних поверхнево-активних комплексів; 4) перегрупування атомів з утворенням продуктів реакції; 5) десорбції продукту з поверхні каталізатора; 6) внутрішньої дифузії продуктів в порах зерна каталізатора; 7) дифузії продукту від поверхні зерна каталізатора в ядро ??потоку.

Загальна швидкість гетерогенно-каталітичного процесу визначається найбільш повільної (лімітуючої) стадією. Залежно від лімітуючої стадії каталітичний процес на твердому пористому зерні каталізатора може проходити в кінетичної, внешнедіффузіонной або внутрідіффузіонной областях.

Якість каталізаторів характеризується наступними основними показниками: активність, температурою запалювання, селективність (вибірковість), стійкістю до контактних отрут, термостійкістю, механічною міцністю, доступністю і невисокою вартістю і ін.

Однією з найважливіших характеристик каталізатора є активність, т. Е. Міра прискорює дії каталізатора по відношенню до даної реакції. Активність визначається зі співвідношення

А = kк / K = e DE / RT, (54)

де kк, K - константи швидкості реакції в присутності каталізатора і без каталізатора; DE - зниження енергії активації під дією каталізатора.

DE = Е - Ек, (55)

де Ек, Е - енергія активації реакції в присутності каталізатора і без каталізатора.

Температурою запалювання каталізатора називають мінімальну температуру, при якій процес протікає з достатньою для практичних цілей швидкістю. Чим активніше каталізатор, тим нижче температура запалювання, що особливо важливо при проведенні оборотних екзотермічніреакцій, так як при цьому можна досягти більшу ступінь перетворення.

Промислові каталізатори виготовляють у вигляді зерен, таблеток, кілець або циліндрів.

З урахуванням перерахованих характеристик відбувається вибір каталізаторів для кожного конкретного хіміко-технологічного процесу.

Опис лабораторної установки і порядок виконання роботи | Каталітичне окислення діоксиду сірки


Розрахунок показників процесу розкладання карбонатів за експериментальними даними | Ступінь розкладання карбонату розраховують за формулою | Швидкість розкладання карбонатів знаходимо за формулою | Опис лабораторної установки і порядок виконання роботи | Розрахунок показників процесу випалу сульфідних руд за експериментальними даними | Завдання до лабораторної роботи | Порядок виконання роботи | методи аналізу | Вихід фериту натрію розраховується за формулою | Завдання до лабораторної роботи |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати