Способ определения кинетики каталитическихреакций

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 05Х1!1.1965 (№ 1022385/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 13Х11.1967. Бюллетень ¹ 15

Кл. 42l, 4/16

МПК G 01п

УДК 543.544.25 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Дата опубликования описания 7.IX.1967

ВСЕСО, ДЗР.-- . к фвйй 1тйт сл

М. И. Яновский, В. Ю. Филнновскнй и Г. А тйоиев "" " " - ц т (Институт химической физики AH СССР БИ -.„,, zj „ 10,,"

Авторы изобретения

Заявитель

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИНЕТИКИ KATAËÈÒÈ×ÅÑÊÈÕ

РЕАКЦИЙ

Известен способ определения кинетики каталитических реакций, состоящий в том, что в поток инертного газа-носителя, проходящего через каталитический реактор, импульсно вводят некоторое количество исходного реагента и на выходе из реактора регистрируют все продукты каталитической реакции. Проводя опыты при различных скоростях газаносителя и определяя степень превращения исходного вещества, по полученной зависимости степени превращения от скорости оценивают различные кинетические характеристики изучаемой каталитической реакции.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что на выходе из реактора в потоке газа-носителя селективно регистрируют изменение концентрации одного из продуктов реакции. Это позволяет определять кинетические характеристики каталитической реакции по форме выходной кривой одного продукта реакции, что значительно ускоряет процесс определения. В предпочтительном варианте предлагаемого способа селективную регистрацию одного из продуктов реакции на выходе из реактора осуществляют с применением неселективного газоанализатора с предварительным поглощением нерегистрируемых продуктов реакции.

Сущность предлагаемого способа поясняется примером определения констант скоростей и энергий активации каталитической реакции дегидрирования циклогексана и бензола по выходной кривой одного из продуктов реакции — водорода.

5 На фиг. 1 изображена принципиальная схема установки, используемой для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 — выходные кривые водорода 1, 2 и 8, полученные при трех температурах опыта 90, 130 и

10 145 С; на фиг. 3 — графики зависимости, полученные при обработке участков А выходных кривых водорода 1, 2 и

8.

Установка, используемая для осуществле15 ния предлагаемого способа, содержит баллон 1 со сжатым инертным газом-носителем, реактор 2, заполненный платиновым катализатором, колонку 8, заполненную активированным углем и служащую для поглощения

20 всех продуктов реакции на выходе из реактора 2 кроме водорода, детектор 4 (катализатор), предназначенный для регистрации выходной кривой водорода, и вторичный пишущий прибор 5, на диаграммной ленте которого

25 осуществлялась запись выходной кривой водорода.

В поток инертного газа-носителя (Не или

Лг) на вход в реактор 2 импульсно вводили некоторое количество исходного реагента —ЗО циклогексана и на выходе из реактора после

199492 поглощения остальных продуктов реакции регистрировали с помощью детектора 4 выходную кривую водорода. Полученные выходные кривые водорода (см. фиг. 2) имеют несколько характерных участков, например участки

Л и Б, каждый из которых может быть использован для расчета констант скорости реакции. В данном примере константы скорости реакции дегидрирования рассчитывались по участку Л выходной кривой водорода, Для этой цели из экспериментальных данных, получаемых при обработке этого участка выходной кривой, счроились зависимости 10 1+

Зсн

1 О

+, от s (см. фиг. 3), где С„

Со(1 — а) начальная концентрация циклогексана во вводимом импульсе, Сн — концентрация водорода в газовой среде, определяемая по высоте соответствующих точек выходной кривой водорода на диаграммной ленте, и т — время, отсчитываемое от конца выходной кривой водорода в направлении к максимуму пика,,и — степень превращения циклогексана для данного опыта. Константы скорости реакции рассчитывались из тангенсов углов наклона прямых на фиг. 3 по управлению

fg -

К вЂ” (Гц — Гн,), где tgy — тангенс для г„ угла наклона прямой, Г„и Гн, — коэффициенты Генри для циклогексана и водорода.

Энергии активации рассчитывались по известному уравнению Аррениуса, используя зависимость контакта скорости реакции от температуры.

Предмет изобретения

1. Способ определения кинетики каталитических реакций, проводимых в хроматографи15 ческом режиме, путем импульсного введения исходного реагента в поток инертного газаносителя, протекающий через каталитический реактор, и регистрации продуктов реакции на выходе из реактора, отличающийся тем, что, 20 с целью ускорения процесса определения кинетики реакции, в потоке газа-носителя на выходе из реактора селективно регистрируют изменение концентрации одного из продуктов реакции.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что селективную регистрацию одного из продуктов реакции на выходе из реактора осуществляют с применением неселективного газоана50 лизатора с предварительным поглощением нерегистрируемых продуктов реакции.

199492

0 1Б0 320 180 640 800 С/ч

СЪ г 2

Составитель Э. П. Скорняков

Редактор Н, Джарагетти Текред А. А. Камышникова Корректоры: И. Л. Кириллова и H. В. Черетаева

Заказ 2818/15 Тираж 535 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 ) „ 1 Ъ м8

0 б0 120 180 240 С(СЕ) Фиг 3