研究性化工专业实验的设计--苯加氢反应测定催化剂内扩散有效因子

以苯加氢反应测定催化剂内扩散有效因子为例,从催化剂的合成设计、催化反应条件的设计及催化反应动力学的设计三个方面介绍了如何进行化工专业实验的设计。实验中,通过溶胶凝胶法结合超临界干燥的设计获得了比表面积超过1000 m^(2)/g的新鲜催化剂,并采用TPR结果设计了新鲜催化剂还原为Ni/SiO_(2)催化剂的条件。结合对仪器设备的标定得到了苯加氢催化反应的优化条件,进而测得内扩散有效因子进行催化反应动力学设计。该实验设计策略有利于锻炼学生将理论知识的综合利用与实践进行有效结合,并培养学生的综合实验能力和创新意识。

空气传播的生化袭击与建筑环境安全(5):有效因子——以人为本的通风效果评价新指标

为了合理评价突发事件中的通风效果,从以人为本的角度提出了有效因子概念。定义了污染源有效因子EFCS和送风有效因子EFSA两个系列指标,每个系列均包括3个指标。EFCS和EFSA分别用于度量任意时段内污染源和送风对室内人员的影响。通过三维房间的算例,说明了指标的特点和应用。结果表明,系列指标能定量地反映任意时段内室内污染源和送风对人员的影响,可用于指导突发事件中应急通风和疏散策略的制定。

甲醇POSR制氢的反应网络热力学分析和有效因子的估算

在Cu/ZnO/Al2O3催化剂上对甲醇部分氧化蒸汽重整制备氢气反应的动力学过程进行了研究。在常压和473K～1073K温度范围内对该反应网络中的甲醇部分氧化、甲醇蒸汽重整、甲醇分解和水煤气反应的化学平衡进行了分析。在对这些反应的催化剂Cu/ZnO/Al2O3动力学研究的基础上,根据有效因子的基本概念,考虑催化剂颗粒内的扩散限制,对每个反应沿反应器床层的有效因子进行了估算。

固定化啤酒酵母连续发酵动力学模型中总有效因子η_s的计算

对固定化啤酒酵母的乙醇连续发酵动力学模型引入了一个综合考虑颗粒内外扩散的总有效因子以简化模型的计算．文中对该有效因子进行了详细的理论推导，得出了具体的计算式，并对该因子出现大于１的特殊情况进行了深入探讨．

球形催化剂颗粒内气体扩散及其有效因子

研究了三元催化器处理天然气汽车尾气过程中球形催化剂颗粒内的尾气扩散系数、浓度分布以及催化剂有效因子(η)等影响因素。结果表明,适当增大催化剂颗粒的平均孔半径或增大分子的平均自由程,可使扩散系数在整个催化剂颗粒内均保持较高的值。随Thiele模数(Φ_s)值的减小,催化剂颗粒内的相对浓度分布更为均匀,且呈整体增大的趋势,有效因子也增大。要消除内扩散的影响,使η相对较大,应降低Φ_s的值,并保持在0.0～0.5。

不规则形状A301氨合成催化剂内扩散有效因子

对于不规则形状A301氨合成催化剂,测定了其形状系数和球化的当量直径及高压下本征动力学方程,用SPSR法测定了不规则催化剂颗粒的曲折因子,根据多组分单一反应等温球形A301氨合成催化剂内反应-扩散-维模型,用正交配置法结合解非线性方程组的Broyden拟牛顿法求解了模型,获得了催化剂粒内各组分的浓度分布和催化剂的内扩散有效因子.利用所测得的高压下A301催化剂的总体速率对模型进行了检验,模型计算值和实验值吻合,表明球化模型和所得当量直径、曲折因子等模型参数可用于描述A30l催化剂内的反应-扩散过程及工程设计计算.

在MoBiCe/SiO_2催化剂上甲醇氧化制甲醛的催化剂有效因子

在 MoBiCe/SiO_2催化剂上,甲醇氧化制甲醛服从 Redox 机理动力学方程。当催化剂颗粒在30—40目时,反应在动力学区域进行;当颗粒增大至2mm,并提高反应温度时,反应在内扩散区域进行。试验潮得催化剂有效因子在0.70—0.42之间,随着反应温度的升高,内扩散影响加重。从催化剂有效因子一般计算方法出发,较好地进行了理论上的估算。

FT合成沉淀Fe／Cu／K催化剂有效因子的计算──Ⅱ．操作参数对有效因子的影响

催化剂的有效因子与操作温度和颗粒尺寸有很大关系，随反应温度的升高，催化剂的有效因子在减小。催化剂颗粒直径对有效因子的影响结果表明，当ｄ_ｐ＜４．０ｍｍ时，有效因子随颗粒直径的减小而急剧增加，而当ｄ_ｐ介于４．０和１０．０ｍｍ时，有效因子随颗粒直径的增大而减小的幅度明显降低。有效因子的计算值与实测值相近，用于反应器数学模型计算的床层温度分布和ＣＯ转化率与中间试验结果呈良好的一致性。

甲烷在Z110y型催化剂上转化反应的宏观动力学及有效因子

在 3.1 2 MPa(绝压 )下 ,反应温度 550～ 750℃ ,H2 O/ΣC=2 .0～ 4 .0 (摩尔比 ) ,甲烷碳空速 30 0 0～ 1 0 0 0 0 h- 1范围内 ,采用内循环无梯度反应器研究了 Z1 1 0 y型催化剂上甲烷蒸汽转化反应的宏观动力学。以平行反应模型表示转化反应 ,用非线性参数估值法处理实验测得数据 ,得到 CO和 CO2 的生成速率方程为 :r CO=7.896× 1 0 7exp ( - 4 6896/RT) P0 .7CH4 P0 .5H2 O ( 1 -βCO)r CO2 =1 .937× 1 0 5exp ( - 362 81 /RT) P0 .7CH4 P0 .9H2 OP- 0 .35H2 ( 1 -βCO2 )建立了 Z1 1 0 y五筋车轮型催化剂数学模型 ,推导出了计算其有效因子的解析计算式 ,由此得到该催化剂的有效因子为 :0 .1 3～ 0 .2 1。

催化水解乙酸甲酯及催化剂包有效因子的计算

在循环恒温反应装置中,测定了催化水解乙酸甲酯催化剂包的效率因子,归纳得到了液体流量与催化剂包效率因子间的关联式:η包=0.0573L+0.4979;研究了催化精馏水解乙酸甲酯的影响因素,得出乙酸甲酯在反应段底部进料,水从反应段顶部进料为最佳进料状态。

FT合成沉淀Fe／Cu／K催化剂有效因子的计算Ⅰ．工业颗粒催化剂有效因子的计算

用包括水抑制作用的动力学方程，根据建立的反应扩散模型和ＦＴ合成化学计量关系，计算了工业原颗粒ＦＴ合成沉淀Ｆｅ／Ｃｕ／Ｋ催化剂在工业操作条件下的有效因子。根据不同的产物组成，建立了三种化学计量关系式，比较了气相反应和气液反应的有效因子，确立了ＦＴ合成沉淀Ｆｅ／Ｃｕ／Ｋ催化剂有效因子的计算方法。在ＦＴ合成反应条件下，产物蜡充满了催化剂的微孔，各组分在蜡中的扩散系数要比纯气相中的扩散系数小得多。在工况操作条件下（５２３Ｋ，２．５ＭＰａ，５００ｈ￣（－１），尾气循环比３．０），工业原颗粒（ｄ＿ｐ＝２．５ｍｍ，ｌ＿ｐ＝５～１０ｍｍ）催化剂的实际有效因子是纯气相反应的一半左右，计算的平均有效因子分别为０．４０和０．４２。

计算大Thiele模数催化剂有效因子的近似方法

应用带大参数微分方程理论,对具有大Thiele模数多孔催化剂颗粒内的非线性扩散-反应边值问题作了近似处理,提出了计算催化剂有效因子的近似表达式。针对冪函数型和Langmuir-Hinshelwood型动力学方程,用近似表达式计算了片形、圆柱形、球形3种不同形状催化剂颗粒的有效因子。将近似表达式的计算结果与用正交配置法计算的结果比较,二者在较宽的参数范围内十分吻合。通过计算还表明,利用近似表达式计算催化剂颗粒的有效因子,具有使用简便、计算快速的优点。

计算多孔催化剂有效因子的区域分割法

提出了计算多孔催化剂颗粒有效因子的区域分割法,将整个一维区间划分为几个子区间,然后在每个子区间内用一点配置法求解非线性扩散-反应问题.采用区域分割法,针对三种不同形状的催化剂颗粒,对幂函数型动力学方程和双曲型动力学方程进行了大量的计算.所得的计算结果与正交配置解吻合.区域分割法的优点是使用简便、计算快速.采用区域分割法还可以计算催化剂颗粒死区半径,所得计算结果合理.

混合硫醇催化共氧化反应过程催化剂的有效因子研究

用室内实验的方法对气-液-固三相催化反应体系中不同粒径催化剂催化下混合硫醇的氧化反应动力学进行了研究,并依据球形催化剂假设,采用薄膜理论对反应体系中硫醇浓度分布进行了分析,计算出不同粒径催化剂的有效因子。结果表明,随着催化剂粒径减小,催化剂的有效因子增大,表观反应速率常数增加。

二级可逆反应等温催化剂有效因子的简化计算

将等效温度法的应用拓宽至二级可逆反应，推导出球型等温催化剂有效因子的近似解析解，采用一氧化碳变换反应宏观动力学结果加以验证，证明该法简便可靠。

CN-9催化剂上甲烷蒸汽转化动力学及有效因子

在反应压力 3 12MPa(绝 ) ,反应温度 5 5 0～ 75 0℃ ,n(H2 O) /n(∑C) =2 0～ 4 0 ,甲烷空速 3 0 0 0～ 10 0 0 0h- 1的条件下 ,采用内循环无梯度反应器 ,研究了CN -9催化剂上甲烷蒸汽转化反应的宏观动力学。以平行反应模型表示转化反应 ,用非线性参数估值法处理测得数据 ,得到CO和CO2 的生成速率方程。建立了CN -9五筋车轮型催化剂数学模型 ,推导出了计算其有效因子的解析计算式。由此得到该催化剂的有效因子为 0 13～ 0 2 1。

活性非均匀分布固体催化剂有效因子的正交配置计算

利用正交配置方法,对具有不同反应级数的不可逆反应系统中活性呈δ函数、均匀、直线、抛物线、幂函数分布的球形固体催化剂的有效因子做了计算。计算结果表明:该算法与其他多种算法比具有简单、迅速、精度高,且容易推广到复杂反应系统等优点,是工程上计算固体催化剂有效因子的实用方法。

在Pt/Al_2O_3催化剂上甲醇深度氧化的催化剂有效因子

一、前言 以低碳醇作燃料的汽车尾气净化问题愈来愈受到人们的重视,最近,有人研究了甲醇汽车尾气Pt、Pd等催化剂处理问题。但内扩散影响尚未研究。由于深度氧化是强放热反应,传热、传质是一个突出的问题。

Pt/Al_2O_3催化剂上1-丁烯深度氧化的催化剂有效因子及扩散系数

当催化剂颗粒为30～40目时,在 Pt/Al_2O_3催化剂上1-丁烯深度氧化在动力学区域进行。当催化剂颗粒增大至4×2mm 时,反应在内扩散区域进行,用动力学方法测定了氧在催化剂孔中的有效扩散系数。实验测得的催化剂有效因子在0.87～0.36之间变化。随着反应温度的升高,内扩散影响逐渐加剧,应用前人η值计算的一般关系式,较好地解释了内扩散影响的实验结果。

对苯二甲酸精制钯炭催化剂内扩散及有效因子的研究

在高压间歇反应釜研究了对苯二甲酸中杂质对羧基苯甲醛(4-CBA)在不同粒径的钯炭催化剂上进行加氢反应的特性。结果表明,催化剂粒径对4-CBA的加氢反应影响较大,催化剂的粒径减小,有效因子增大,反应速率增大,反应为内扩散控制。在反应温度150℃和240℃条件下,测定了钯炭催化剂内扩散有效因子,估算4-CBA在钯炭催化剂内的有效扩散系数Deff和催化剂的曲折因子,并提出了钯炭催化剂开发的改进方向。