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不銹鋼反應釜多相催化作用

來源： 時間：2013-10-10 14:47:11 瀏覽次數：

填充床催化不銹鋼反應釜是最有經濟愈義的，而且是組成化學工業(yè)的支往。氮的合成、硫酸生產和石油煉制是采用填充床催化不銹鋼反應釜的三個大噸位的生產過程。此外，例如在石油化工中還可以找到產里較少而產品價值高的許多填充床催化反應器。
填充床催化不銹鋼反應釜是有經濟愈義的，而且是組成化學工業(yè)的支往。氮的合成、硫酸生產和石油煉制是采用填充床催化不銹鋼反應釜的三個大噸位的生產過程。此外，例如在石油化工中還可以找到產里較少而產品價值高的許多填充床催化反應器。
當然，由于催化荊填充物的存在，對在催化劑表面上進行的反應是其重耍的。實際側得的反應速度取決于表面的性質、不銹鋼反應釜內存在著的表面的大小、以及分子到達和離開表面的能力。
表面的性質不論其是否都能起催化作用，它不屬于我們所討論的范圍。這是物理化學的領域，在這方面已經做了而且正在做大量的工作。必須指出的是:至今這種工作的進展要用以預計催化劑的活性仍然受到限制，但用以預示催化劑活性的總的趨向是可能的。催化劑通常是借助嘗試誤差來發(fā)現的，而現在可以有相當準的設想來指明取得成功的方向。催化荊表面很容易被少量有毒物質使之“中毒’。同樣催化劑的活性通常也可w采用比較適當的方法予以改進，例如用水燕汽處理催化劑的方法可以改變硅鋁催化劑的活性。
關于催化劑的大多數基礎實驗室研究是在如鉑、汞等平表面上進行的，因而實際側得的反應速度自然是對單位面積催化劑而言的。另一方面，工業(yè)催化劑常常是在多孔物質上制成的.，因為這樣可使每單位不銹鋼反應釜容積得到大量的活性面積.由于催化劑穎粒的有效內表面積未必能地測定(它與外表面積不同)，所以通常適宜用單位質且的催化荊來表示反應速度。當采用這種表示方法時，顯然反應速度取決于順粒的徽孔性質，因此同樣的催化劑，當采用兩種不同的方法從粉末制成同一種規(guī)格的順粒時，可以得到兩種完全不同的反應速度。內表面積通常可以采用表面化學的吸附技術來側定。這個表觀有效面積的效率取決于另外的一些因素。 正如反應速度取決于催化劑微孔性質一樣，單位質量的反應速度也是反應物濃度和溫度的某種函數，·但這個函數關系也許不像沒有催化作用的反應那樣簡單。在催化作用進行之前，反應物必須擴散通過微孔，也可能是擴散成為速度控制過程，或者是反應和擴散兩者幾乎有同樣的影響。如果是反應速度控制，就同在較低的溫度范圍傾向于發(fā)生的那樣，濃度和溫度的影響將是那種化學反應為特征。相反地，如果是擴散速度控制，頓向于發(fā)生在較高的沮度范圍，濃度和溫度的影響將是以擴散為特征。在過渡區(qū)域，反應和擴散兩者都影響總的速度，這時沮度和濃度的影響更為復雜。
在較低溫度范圍內表面化學反應有限制反應速度的傾向，而在較高溫度范圍內，擴散限制反應速度，其原因是化學反應的沮度系數通常比擴散的溫度系數大得多。在低溫時，隨著溫度的增加，在表面上化學反應加速，因而總速度也迅速增加，但是后，在較高溫度時擴散過程不能足夠快地供給反應所需的反應物(或者是移去產物)，于是總速度隨溫度的增加而較緩慢地增加。
這里將更進一步敘述兩種觀點。首先，催化劑的效率在于提供降低反應活化能的途徑的能力(甚至花費低得多的碰掛數)。其次，擴散和反應之間的相互影晌意味著需要對實驗室動力學數據進行仔細地分析。
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