Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Зимаков П.В. -> "Окись этилена" -> 118

Окись этилена - Зимаков П.В.

Зимаков П.В., Дымент О.Н., Богословский Н.А., Вайсберг Ф.И., Степанов Ю.Н., Колчина Н.А., Казарновская Р.Ш., Соколова В.А., Козлова Ю.А., Вол Ю.Ц., Шишаков Н.А. Окись этилена: Монография. Под редакцией проф. П. В. Зимакова и канд. Техн. Наук О. Н. Дымента — M., Издательство «Химия», 1967. — 320 c.
Скачать (прямая ссылка): ethylenoxid.djvu
Предыдущая << 1 .. 112 113 114 115 116 117 < 118 > 119 120 121 122 123 124 .. 132 >> Следующая


1) O2

0,а

¦2адс.

2) Оадс. + C2H4 —

3) Оадс. + C2II4-

4) [C2H4-0]адс. -

-> 20;!ДС.

[C2H1 •O]^

[СН2=СНОИ]адс. H2C-CH2

\ /

о

2CO2 + H2O

5) Оадс.+

Н,С--CH2

\ /

о

H2C4 +

I >о—о.

L-H2C/

6) O3 дс.

7) Оадс.

¦со,

:2[-0Н]адс. [CO2-0]адс.

В уравнении скорости образования окиси этилена, соответствующем предлагаемой схеме, скорость W1 равна110:

д'>сс2н4

k, + Gk, 1 + -^Sr—-

Сс,п4 , A1

CO2.

где к — константы скоростей;

К — константы равновесия отдельных стадий процесса, зависящие от температуры.

Уравнение скорости образования двуокиси углерода W2 имеет такой же вид с той лишь разницей, что в числителе вместо kx стоит k2.

Несколько позже были выведены видоизмененные уравнения для k1J и w.z, которые точнее описывают течение процесса окисления этилена в широком интервале концентраций реагентов и продуктов, а также учитывают торможение реакции образующимися веществами и обратимость стадии взаимодействия этилена с адсорбированным кислородом111.

В узком диапазоне температур коэффициенты К имеют определенные числовые значения:

A1 [ 1 — 1,6 -р=— )

\ °2 /

Wi —--Jj-

1 + 1,0 [(1 + 0,ЗСо.9.) + 2,0Со.э. + 0,ЗСНяО + 0,05СсОг]

. __^C2H4_

1+ 1,0 ~с|~ [0 + 0,3C0.,.)+ 2,0Co.,.+ 0,3^0 + 0,05C008]

где kx и k2 являются функциями температуры.

Если знать скорости W1 и w2, то можно выразить зависимость селективности катализатора S от концентраций окиси этилена и кислорода:

1,68Cn — 2,34Соэ

W1 ' O2 > °-э-

W1-I-W2 2,40Cn — 1,95Соэ

и2

При рассмотрении кинетических закономерностей окисления этилена на серебряном катализаторе необходимо учитывать, что с. изменением химического состава катализатора могут заметно меняться вид кинетических уравнений и различаться значения теплот активации. Одной из задач дальнейших исследований ка-

талитического окисления этилена должно быть изучение влияния промоторов на кинетику процесса, поскольку промоторы, меняя свойства поверхности катализатора, определяют изменение электронных систем хемосорбируемых молекул, форму промежуточных соединений и радикалов и т. д.

Кинетическое исследование, отражая механизм каталитического процесса окисления этилена в целом, позволяет сопоставить скорости отдельных стадий и определить основные и второстепенные реакции. С помощью кинетического метода, например, установлено, что этилен на серебряном катализаторе превращается в окись этилена и параллельно — в двуокись углерода и воду. Однако кинетический метод не всегда дает возможность судить о характере промежуточных продуктов, о тех элементарных химических актах, которые протекают слишком быстро, существенно не отражаясь на общей скорости процесса.

Одной из причин многообразия кинетических уравнений процесса окисления этилена является незнание состояния поверхности катализатора и истинного тонкого механизма протекающих реакций и, следовательно, необходимость в упрощающих предположениях при выводе кинетических зависимостей процесса. На скорость процесса окисления (на форму кинетического уравнения) оказывают серьезное влияние и так называемые макроскопические факторы113» 1ы, например скорость подачи исходных веществ к поверхности катализатора112 и отвода от нее продуктов реакции и выделяющегося тепла. При несоблюдении, например, условий теплового баланса катализатор может перегреться, вследствие этого его избирательность и производительность резко уменьшатся. Особо важное значение приобретает соотношение скоростей химической реакции, массо- и теплопередачи при проектировании контактных аппаратов.

В связи с необходимостью определения оптимальных условий и критериев устойчивости процесса при проведении каталитических реакций все шире используются математические методы исследования, в частности методы теории подобия, моделирования. Можно думать, что этот путь приведет к созданию математических основ комплексной автоматизации и управления промышленными катал и ти чес ки ми пр оцессами115.

Механизм окисления этилена на серебре

С изучением кинетики окисления этилена неразрывно связано исследование механизма процесса, т. е. выяснение природы происходящих при этом химических реакций. Кинетическими методами удалось установить, что каталитическое окисление этилена имеет параллельно-последовательный характер: двуокись углерода и окись этилена образуются из этилена одновременно и

независимо и только при высоких температурах часть окиси этилена может превращаться в двуокись углерода и воду. Это положение в настоящее время общепринято.

Различные мнения существуют в отношении тонкого механизма окисления этилена на серебре. Если не учитывать форму кислорода на серебре (см. стр. 270—279), то можно говорить о двух точках зрения на тонкий механизм каталитического окисления этилена на серебре.

Это, во-первых, так называемый «ударный» механизм, по которому соединение кислорода с этиленом происходит при столкновении молекулы этилена из газовой фазы с хемосорбирован-ным на поверхности серебра кислородом52. При этом предполагается, что хемосорбция этилена на серебре не происходит, а кислород может находиться в атомарном виде. Основанием для таких предположений является отсутствие заметной адсорбции этилена на чистом серебре, свободном от кислорода.
Предыдущая << 1 .. 112 113 114 115 116 117 < 118 > 119 120 121 122 123 124 .. 132 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed