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エチレンの触媒反応: 水素化

概要

ソース: ケリー ・ m ・ ドゥーリーとマイケル g. ベントン、工業化学科、ルイジアナ州立大学、バトン ルージュ, ルイジアナ

エチレン (C2H4) エタン (C2H6) の水素化は、しばしば新しい金属触媒を特徴付けることモデル還元反応として研究されています。1-2サポートされているニッケルは、この反応の最も活動的な金属触媒ではない、それは < 200 ° C で反応の起こることができるアクティブです

反応は通常吸着・解離水素 (H2) 吸着エチレンと反応を伴います。つまり、両方の水素原子とエチレン分子フォーム社債金属サイト (ここで示さ"S")。S とエチレンの強い結合水素エチレン、エタン、吸着がなく形成に追加するように十分に二重結合を弱めます。

この実験の目的は、まず、反応分数変換を制限する生組成計測値に変換します。3これらの変換使えるようになる流れを栓流リアクター (PFR) 標準電源法定式化するデータに合わせて「積分法」による。3理論的な注文のエチレンの水素反応の実験的注文の比較はここでは、反応速度論的物質移動制御ではなく制御すること明らかにします。

手順

システムは商業分散制御システムによる制御します。演算子インターフェイスを 1 つだけがあります。

1. 原子炉起動

  1. リアルタイム プロセス履歴ビューを起動するには、スタート画面に移動 > DeltaV > 演算子 > プロセス履歴ビューと、開いている CATUnitOverview。グラフ目盛を圧縮またはメニュー バーでこれらのボタンをクリックして展開することができます。制御システムから Excel スプレッドシートにデータをダウンロードする手順は、コンピューターによって承ります。
  2. 特定のでは、sandbath に空気がします。浮子式流量計は、≈5 を読む必要がありますまたはそれ以上実行する定数開催と一貫性のある暖房を提供します。
  3. 猫ユニットのパネル ボードの黒い開始ボタンを押して sandbath ヒーターにメイン電源を有効にします。
  4. 温度コント ローラー (TIC 10、sandbath の) を目的の初期セット ポイント、自動モードに設定します。急速加熱実験の先頭には、付録 A を参照してください

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結果

非線形回帰推定最高 (使用して Eq。 8-9) の反応の速度定数 k と n、m は、退屈することができますを注文します。このようなソリューションのアルゴリズムには、m と n は、何千もの数値積分につながるの反復処理ごとのデータ ポイントごとの 1 つの数値積分が必要です。良い, しかし、はるかに少ない計算コストが高いとほとんどの代替技術は、m、n 式 6 の構造に基?...

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申請書と概要

ここで説明したメソッド反応と原子炉の設計に関するほとんどの書籍で「積分法」と呼びます。3差法よりも適用する数学的にはるかに困難ですが、それはまた良いほとんどのパイロット スケール原子炉システムで入手しやすいデータの種類を分析に適応、および製品の圧と小数の変換することができます広い範囲で異なります。我々 はないバッチ反応や反応物質が低変換?...

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参考文献
  1. O. Beeck, Discuss. Faraday Soc.8, 118 (1950).
  2. J.B. Butt, AIChE J22, 1 (1976).
  3. H.S. Fogler, "Elements of Chemical Reaction Engineering," 4th Ed., Prentice-Hall, Upper Saddle River, NJ, 2006, Ch. 2-4; O. Levenspiel, "Chemical Reaction Engineering," 3rd Ed., John Wiley, New York, 1999, Ch. 4-6; C.G. Hill, Jr. and T.W. Root, "Introduction to Chemical Engineering Kinetics and Reactor Design," 2nd Ed., John Wiley, New York, 2014, Ch. 8.
  4. B. Peri, Discuss. Faraday Soc., 41, 121 (1966).
  5. Basic chemical kinetics - Fogler, Ch. 3, Levenspiel, Ch. 2, Hill and Root, Ch. 3.
  6. N. Bartknecht, "Explosions: Course, Prevention, Protection", Springer-Verlag, 1981.
  7. G.F. Froment, K.B. Bischoff and J. De Wilde, "Chemical Reactor Analysis and Design," 3rd Ed., John Wiley, Hoboken, Ch. 11.
  8. J.R.H. Ross, "Heterogeneous Catalysis: Fundamentals and Applications," Elsevier, Amsterdam, 2012, Ch. 8.
タグ
Catalytic ReactorHydrogenationCatalystsReaction RateActivation EnergyHomogeneous Catalytic ReactionsHeterogeneous Catalytic ReactionsSolid CatalystsNano scale EntitiesSupport MaterialAdsorptionActive SiteDesorptionGas phase ReactionsTransition Metal NanocrystalsLangmuir Hinshelwood Mechanism

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0:07

Overview

1:30

Principles of Heterogeneous Catalysis

2:38

Principles of Catalytic Reactor Design

3:57

Reactor Start-up

5:04

Reactor Operation and Shut Down

6:22

Results

7:12

Applications

8:32

Summary

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