气固相催化反应动力学方程的推导新思路.pdfVIP

维普资讯 学兔兔学兔兔 石 油 与 天 然 气 化 工 第37卷 第 3期 CHEMICAL ENGINEERING OF OILGAS 191 气固相催化反应动力学方程的推导新思路 李宏燕 丁莉君 (宁夏大学机械工程学院过程装备控制系) 摘 要 对气固相催化反应的特．~-fi--了分析，并将一般的化学反应动力学方程的推导与气 固相催化反应动力学方程的推导相联系，总结出了一种新的气固相催化反应动力学方程的推导思 路。通过举例分析表明，该推导方法简单易学，推导所得动力学方程与经典动力学方程相一致。 关键词 催化反应 动力学方程 推导 对气固相催化反应动力学的分析与研究为气固 理，直到理论推导所得的动力学方程与实验结果相 相催化反应器的研究与开发奠定了理论基础。气固 吻合。 相催化反应动力学方程的推导一般都采用定态近似 1．2 实验拟合法 和速率控制步骤两个基本假设，将理想朗格缪尔吸 实验拟合法是通过分析影响反应速率的所有因 附理论引入反应过程，在此基础上推导出其动力学 素，将反应速率表示成主要影响因素的数学表达式， 方程。本文在前人的研究基础上对气固相催化反应 然后利用试验直接测定表达式中的各未知参数值。 的特点进行分析，将一般的化学反应动力学方程的 例如，对于一般的化学反应，影响到反应速率的因素 推导与气固相催化反应动力学方程的推导相联系， 可能有温度、压力、浓度、溶剂条件、催化剂的性质、 总结出了一种简单易学的气固相催化反应动力学方 反应物料的混合程度以及反应器的形式和操作方 程的推导方法。 式，当溶剂及催化剂、操作压力、反应器的形式和操 1 一般化学反应动力学方程的推导 作方式等条件一定时，影响到反应速率的因素有温 度、浓度和反应物料的混合程度，若在反应前对反应 一 般的化学反应动力学方程的建立有两种方 物料进行预处理，使其混合均匀，则影响到反应速率 法 ，一是由反应机理直接推导出动力学方程，然 的主要因素只有温度、浓度。因此将反应速率表示 后利用实验对其进行验证；另一种是实验拟合法，利 成温度与浓度的函数关系式，然后根据实验来确定 用实验直接拟合动力学表达式中的各未知参数值。 速率常数(温度影响)和反应级数(浓度影响)。 1．1 根据反应机理直接推导 2 气固相催化反应动力学方程的推导方法 由反应机理直接推导动力学方程需要先确定化 学反应的机理，对于基元反应直接采用质量作用定 2．1 反应特点 气固相催化反应与一般的化学反应不同之处主 律来表示其动力学方程，然后利用实验验证各参数 要有以下几个方面 ：(1)非均相的反应体系；(2) 值，直接得到反应过程的动力学方程。对于非基元 反应需要先假设其反应