Статья: Кинетическая модель механизма компенсированного распада углеводородов на платине
CR - концентрация регенерирующего агента в газовой фазе.
Поскольку полный анализ общей системы уравнений является предметом последующей публикации, здесь ограничимся лишь рассмотрением частного случая кинетической модели - коксоотложением с учетом миграции.
Пусть скорость миграции определяется только долей свободных мест на Y-поверхности. Тогда скорость миграции rm = km( 1 - Y ), и система уравнений для X и Y решается аналитически. Общая система уравнений для случая дезактивации с учетом миграции имеет вид (для удобства обозначим:
:
где Y2 - доля поверхности типа Y, занятая n > 1 слоями кокса.
3. Результаты и обсуждение
Для описания экспериментальных данных коксонакопления от времени использовано уравнение кинетической модели, отвечающее зависимости C = f ( t ). С помощью программы оптимизации решена обратная задача кинетики, т.е. найден такой набор констант скоростей элементарных стадий механизма, который позволяет количественно описать коксоотложение для интервала температур 770 - 920 K.
Графическое сопоставление экспериментальных и модельных кинетических кривых показано на рис. 1. Ошибка описания (6%) не превышает экспериментальной. При использовании классической Аррениусовской зависимости были рассчитаны энергии активации элементарных стадий процесса коксообразования при температурах 770 - 920 K:
параметр | A | R | B2 | M | B | nl |
Eакт,кДж/моль | 7 | 20 | 33 | 89 | 154 | 50 |
Каждая из этих констант характеризует определенную стадию коксообразования:
A - отложение углеводорода из газовой фазы;
R - регенерация;
B2 - образование 1-го слоя;
M - миграция (или диффузия);
B - нуклеация;
nl - образование слоев выше 1-го.
Из анализа данных видно, что энергия активации стадии отложения углеводорода из газовой фазы сопоставима с энергией активации адсорбции, а высокое значение энергии активации стадии нуклеации (зародышеобразования) говорит о том, что эта стадия - лимитирующая. При этом не нулевые значения этой константы соответствуют T900 K, что свидетельствует об образовании плотноупакованного углерода лишь при высоких температурах.
Список литературы
Буянов Р.А. Закоксование катализаторов. Новосибирск: Наука, 1983.
Реутова О.А., Островский Н.М. // Известия вузов. Химия и химическая технология. 1993. Т. 36. Вып. 7. С. 64.
Чесноков В.В. // Кинетика и катализ. 1991. Т.32. Вып.6. С. 1494.
Боронин А.И. // Изв. СО РАН СССР. Сер. хим. 1990. Вып. 2. С. 75.
Боронин А.И. // Изв. СО РАН СССР. Сер. хим. 1990. Вып. 2. С. 79.