Гетерогенные каталитические процессы
Мерой активности катализатора служит соотношение констант скоростей каталитической и некаталитической реакций в случае, если k0 – предэкспоненциальный множитель уравнения (4.6) не изменится:
Акат = kкат /k = е –Екат/RТ/е –Е/RТ = е ΔЕ/RТ (5.1)
где Е = Е – Екат – снижение энергии активации каталитической реакции по сравнению с некаталитической. Время пребывания в каталитической зоне выражается формулой:
τ = V'кат/Vр = h /V2 (5.2)
где τ – время контакта; V'кат – полный объем катализатора, м3;
Vр – расход газа, м/ч; h – высота слоя катализатора; V2 – линейная скорость газа, отнесенная к полному сечению реактора, м/ч.
Пример 1.
Энергия активации реакции 2А + В = 2С, протекающей при температуре 1073 К Е = 89700 кДж/моль, понизилась в результате применения катализатора до 59000 кДж/моль. При какой температуре реакция теперь может протекать с той же скоростью? Другие параметры остались неизменными.
Решение.
По уравнению Аррениуса (4.6) константа скорости реакции:
k =k0 · е –Е/RТ
По условиям задачи:
или
(-89700/8.31 · 1073) · lg2.3 = (-59000/8.31 · Т2 ) · lg2.3
отсюда:
Т2 = 1073 · 59000/89700 = 705.75 К.