2. Коэффициент эффективности использования внутренней поверхности катализатора. Зависимость коэффициента от особенностей пористой структуры и кинетических особенностей процесса.

Количественно эффективность использования поверхности катализатора можно оценить по коэффициенту эффективности .

Он представляет собой отношение средней скорости расходования реагента в порах катализатора к максимальной скорости расходования, которая имела бы место в отсутствие тормозящего влияния внутренней диффузии.

Коэффициента эффективности использования внутренней поверхности  для случая, когда катализатор имеет прямые цилиндрические поры радиуса R и длины L и на их поверхности протекает химическая реакция первого порядка

- модуль Тиле для реакции первого порядка

th h₁  h₁ при h₁ < 0,5,

следовательно, коэффициент использования поверхности при малых значениях h₁ практически равен 1. Это имеет место в том случае, если катализатор имеет короткие широкие поры и константа скорости поверхностной реакции мала по сравнению с коэффициентом диффузии.

При h₁ > 4 можно принять, что th h₁  1, и тогда чем больше h₁, тем меньше . Следовательно, эффективность использования внутренней поверхности катализатора мала, если катализатор имеет длинные узкие поры, коэффициент диффузии мал, а константа скорости поверхностной реакции велика (например, при высоких температурах). Если h₁ »1,

то   0.

Д ля реакции второго порядка

Химическая технология.

2. Химический процесс – основные характерные признаки. Основные составляющие части химического процесса.

Технологические критерии эффективности процесса

Химико-технологический процесс складывается из трех стадий:

1) подвод реагентов в зону реакции при помощи абсорбции, адсорбции, конденсации паров, плавлением, растворением и др. (осуществляется, как правило, с использованием физических процессов (механических, гидромеханических, тепловых, массообменных));

2) химические реакции - основа процесса (в ходе этого происходит глубокое изменение структуры, состава и свойств веществ, участвующих в нем);

3) отвод продуктов из зоны реакции за счет диффузии или перевода вещества из одной фазы в другую. Стадия выделения целевого продукта для большинства химических производств является необходимой. Технологический процесс, в котором достигается абсолютная селективность и 100% -ный выход целевого продукта, просто экономически невыгоден. Возрастают расходные коэффициенты, энергетические затраты, вследствие чего стоимость продукта резко возрастает, и тогда товар теряет своего потребителя.

Основой классификации химико-технологических процессов является:

• способ организации процесса (т.е. по параметрам технологического режима);

По способу организации химико-технологические процессы могут быть периодическими, непрерывными и комбинированными. При этом комбинированные процессы могут характеризоваться непрерывным поступлением сырья и периодическим отводом продукта или наоборот.

• кратность обработки сырья (т.е. по методам обработки);

По кратности обработки сырья различают процессы с открытой, закрытой (циркуляционной) и комбинированной схемами. В процессах с закрытой схемой требуется неоднократный возврат непрореагировавшего сырья в зону химического взаимодействия до того момента, как оно превратится в конечный продукт.

• вид используемого сырья;

По виду используемого сырья химико-технологические процессы условно подразделяют на процессы, использующие минеральное сырье или сырье животного, растительного происхождения.

• агрегатное состояние веществ, участвующих в реакции (т.е. по фазовому состоянию реагентов);

По агрегатному состоянию веществ, участвующих в химической реакции, различают гомогенные и гетерогенные химико-технологические процессы.

Гомогенными процессами называют такие, в которых все реагирующие вещества находятся в одной какой-нибудь фазе: газовой (г), твердой (т), жидкой (ж). В этих процессах реакция обычно протекает быстрее. В целом, механизм всего технологического процесса в гомогенных системах проще, соответственно проще и управление процессом. По этой причине на практике часто стремятся к гомогенным процессам, т.е. переводят реагирующие компоненты в какую-либо одну фазу.

В гетерогенных процессах участвуют вещества, находящиеся в разных состояниях (фазах), т.е. в двух и трех фазах.

К гетерогенным процессам относятся, например, горение (окисление) твердых веществ и жидкостей, растворение металлов в кислотах и щелочах и др.

• по фазовому состоянию продуктов реакции

• тепловой эффект химической реакции;

По тепловому эффекту химической реакции различают экзотермические и эндотермические процессы

Интеграция.