Макрокинетика Лекция 1

Литература: 1. Франк-Каменский Д.А. Основы макрокинетики. Диффузия и теплопередача в химической кинетике, 2008 г. 2. Бесков В.С., Флокк В. Моделирование процессов и реакторов, 1991 г. 3. Воробьёв А.Х. Диффузионные задачи в химической кинетике, 2003 г. 4. Ушева Н.В., Кравцов А.В. Макрокинетика химических процессов и расчет реакторов, 2007 г.

Классическая химическая кинетика Протекание химических реакций в идеализированных условиях (С, Т = const) Макроскопическая кинетика Протекание химических реакций в реальных условиях с учетом побочных физических процессов, накладывающихся на основной химический процесс

Важнейшие физические процессы 1. диффузия исходных веществ и продуктов реакции; 2. выделение и распространение тепла. Сильное влияние на процессы оказывают гидродинамические условия (режим движения газов и жидкостей приводящий к конвективному переносу вещества и тепла) Задача макрокинетики Изучение роли диффузии, теплопередачи и конвекции при протекании химической реакции.

Основные разделы макрокинетики 1. Диффузионная кинетика. Изучает роль диффузии в протекании гетерогенных химических реакций, когда влиянием температурных факторов можно пренебречь. 2. Теория горения. Изучает роль передачи тепла при протекании гомогенных экзотермических химических реакций. 3. Теория теплового режима. Изучает гетерогенные экзотермические реакции с одновременным учетом влияния диффузии и теплопередачи.

Процессы переноса в каталитических реакциях Основная функция катализатора -увеличение скорости получения целевого продукта. Катализатор называется избирательным или селективным, если сведены к минимуму побочные реакции. Главная цель применения катализатора – селективность процесса, а не общая степень превращения.

Процессы переноса вещества и тепла: 1.Внешняя диффузия - перенос исходных веществ из ядра газового или жидкого потока к слою потока в пространстве между гранулами к внешней поверхности катализатора. 2.Внутренняя диффузия - перенос исходных веществ от внешней поверхности зерна катализатора к его центру. 3.Внешняя диффузия в обратном направлении - перенос продуктов реакции от внешней поверхности зерна катализатора в пространство между ними и затем в ядро потока.