传统煤化工技术（合成氨） 反应速率及动力学方程式 第17讲 反应速率及动力学方程式.doc

煤化工技术专业教学资源库 反应速率及动力学方程式 动力学方程式类型 根据不同原料、不同原料气制造方法，合成氨生产中使用了中(高)变值化剂、低变值化剂和耐硫变换催化剂。由于催化剂型号众多、性能的差异以及实验条件的不同，经整理归纳后动力学方程式有数十个。 有的研究表明，变换反应进行时，水蒸气分子首先被催化剂的活性表面所吸附，并分解为H2及吸附态氧原子，H2进入气相，吸附态氧则在催化剂表面形成吸附层，由于一氧化碳分子的碰撞而生成二氧化碳，并离开值化剂的表面。上述过程可用下式表示： 有人研究了在CuO.ZnO.Cr2O低变催化剂上的反应机理，认为上述机理也是合适的。在工艺计算中，较常用的动力学方程式有三种类型。 二级反应 一级反应 幂函数型动力学方程 大多数变换反应动力学方程都为幂函数型动力学方程形式，使用比较方便，可用于工程计算。有专家系统研究了高变换催化反应动力学，提出用下式完整地表达变换反应的速率； 国产变换催化剂的变换反应本征动力学方程主要有：国产B系列的中（高）变催化剂的本征动力学方程及 B204、B205型低变催化剂的本征动力学方程 扩散过程的影响 由图可知, 对同一尺寸的催化剂,在相同压力下,由于温度的升高,CO扩散速度有所增加, 但在催化剂内表面反应的速率常数增加更为迅速,总的结果是温度升高, 内表面利用率降低。 在相同的温度及压力下, 小颗粒的催化剂具有较高的内表面利用率, 这是因为催化剂尺寸越小, 毛细孔的长度越短, 内扩散阻力越小, 故内表面利用率较高。对于同一尺寸的中变催化剂, 在相同温度下, 随着压力的提高, 反应速率增大, 而CO有效扩散系数又显著变小, 故内表面利用率随压力的增加而迅速下降。