Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo trình này trình bày những kiến thức cơ bản của lĩnh vực xúc tác dị thể.
Tốác đ T độä phả h ûn ứùng xúùc táùc dị thể h å quan hệ h ä với đơn vị khối lượng chất xúc tác: dna ⋅ = − Wc dt (kmol/giờ.kg xúc tác) Trần Mai Phương – ĐHBK.HCM Khuếch tán: Xem không ảnh hưởng đến trình | Nếu áp suất riêng pha khí Pa xem áp suất riêng bề mặt Pa,I | | Có hai trường hợp: y Phản ưng Phan ứng tren be bề mặt khố khong ng che: chế: Can Cân bang hấ hap p y Hấp phụ khống chế: Tốc độ phản ứng cao đến mức hấp phụ không bị phá vỡ trình tốc độ tổng cộng phụ thuộc tốc độ phản ứng bề mặt phụ không đạt cân trạng thái ổn định lượng chất bị hấp phụ hap phu thấ thap p câ can n bang Thườ Thương ng toc tốc độ hấ hap p phu phụ củ cuaa số chất phản ứng chậm tốc độ trình phụ thuộc vào giai đoạn này, khống chế tốc độ toàn trình Trần Mai Phương – ĐHBK.HCM Phản ứ Phan ưng ng tren bề be mặt chậm | | Tocc độ cua Tố qua trình bị phan phản ưng ứng trê tren n be bề mặt phan phân chia pha khống chế Phản ứng chiềàu, tốác độ phản ứng xảy bềà mặt tỉ lệ thuận với lượng chất phản ứng bị hấp phụ bề mặt (lượng đo tỉ số bề mặt bị che phủ) Trần Mai Phương – ĐHBK.HCM VÍ DỤ: Trần Mai Phương – ĐHBK.HCM NẾU PHẢN ỨNG THUẬN NGHỊCH VÀ CÓ CHẤT TRƠ I CUNG CHAT CŨNG BỊ HAP HẤP PHỤ PHU (DU DÙ KHONG KHÔNG THAM GIA PHẢN ỨNG): Kr hằèng số cân bằèng Kr = k1/k' Trần Mai Phương – ĐHBK.HCM THAY θI VÀO PHƯƠNG TRÌNH TRÊN Trần Mai Phương – ĐHBK.HCM TRONG TRƯỜNG HP SỐ MOL SẢN PHẨM KHÔNG BANG KHONG BẰNG SO SỐ MOL CHAT CHẤT PHAN PHẢN ƯNG ỨNG Cơ chế : - A bị hap h phụ h tren t â mộät trung t tâm hoạt động phản ứng với trung tâm hoạt động tự bên cạnh Ỉ hợp chất trung gian hơp p chấ chatt trung gian Ỉ cho - hợ phân tử M, N bị hấp phụ trung tâm hoạt động - sau sa cung c øng phan phaân huy h û cho M, N trả lại trung tâm hấp phụ Trần Mai Phương – ĐHBK.HCM VẬÄY TOC Á ĐỘÄ TẠO RA Aσ2 PHỤ THUỘÄC VAO Ø θA VÀ θV θV - PHẦN BỀ MẶT CÒN TRỐNG, θV = – ∑θI r = k1θa θv − k′θm θn = k[ Pa− ( Pm Pn / K )] (1 + K a Pa + K m Pm + K n Pn ) Trần Mai Phương – ĐHBK.HCM Nếu có mộät g số p phân tử chất bịị hấp phụ phân ly phải biến đổi phương p g trình trên, ví dụ p phản ứng: g z Tốc độ phản ứng thuận: r1 = k1θa θb Trần Mai Phương – ĐHBK.HCM | Phâ Ph ân tử A cầàn h haii ttrung ttââm h hoạt đ độäng, | B cần trung tâm hoạt động thứ | M, N hấp phụ hai trung tâm hoạt động cần phản ứng với trung tâm hoạt động tự để xảy phản ứng nghịch r' = k' θnθmθv Trần Mai Phương – ĐHBK.HCM TÍNH CHO A PHÂN LY: θa = K a Pa + K a Pa + K b Pb + K m Pm + K n Pn T ác độ Tố đ ä tổång cộäng r= k1θa2 θb − k′θm θnθv = k[ Pa Pb − ( Pm Pn / K )] (1 + K a Pa + K b Pb + K m Pm + K n Pn ) Trần Mai Phương – ĐHBK.HCM | Phảûn ứng giữ Ph iữa hai h i chấ h át bị hấ h áp phụ h trê t ân hai h i trung t tâm hoạt động khác bề mặt, chất không tác dụng với nhau, θi cho chất viết K i Pi θi = + K i Pi Trần Mai Phương – ĐHBK.HCM | Trương Trườ ng hợ hơp p phan phản ưng ứng A + B Ỉ Sản phẩm (không hấp phụ bề mặt) A B bị hấp phụ trung tâm riêng biệt k1 K a K b Pa Pb kPa Pb = r= (1 + K a Pa )(1 + K b Pb ) (1 + K a Pa )(1 + K b Pb ) Trần Mai Phương – ĐHBK.HCM | Tương tự tư co có so số phan phản ứ ưng ng khac c | Về ý nghóa vật lý thừa số phương p g trình Yang g Hougen g đề nghị g ị gọ g ïi sau (thừa số động học).(động lực) r= (thừa số (thưa so hap hấp phu) phụ) k1 K a K b Pa Pb kPa Pb r= = (1 + K a Pa )(1 + K b Pb ) (1 + K a Pa )(1 + K b Pb ) Bảng 2.4: Động học phản ứng, tốc độ phản ứng bề mặt khống chế Trần Mai Phương – ĐHBK.HCM ... – ĐHBK.HCM Phản ứ Phan ưng ng tren bề be mặt chậm | | Tocc độ cua Tố qua trình bị phan phản ưng ứng trê tren n be bề mặt phan phân chia pha khống chế Phản ứng chiềàu, tốác độ phản ứng xảy bềà... thuộc tốc độ phản ứng bề mặt phụ không đạt cân trạng thái ổn định lượng chất bị hấp phụ hap phu thấ thap p câ can n bang Thườ Thương ng toc tốc độ hấ hap p phu phụ củ cuaa số chất phản ứng chậm tốc... riêng bề mặt Pa,I | | Có hai trường hợp: y Phản ưng Phan ứng tren be bề mặt khố khong ng che: chế: Can Cân bang hấ hap p y Hấp phụ khống chế: Tốc độ phản ứng cao đến mức hấp phụ không bị phá vỡ