Введение
Глава 1. Состояние проблемы
1.1. Влияние реакционной среды на формирование свойств катализаторов 10
1.2. Основные кинетические модели каталитических реакций 13
1.2.1. Модель Ленгмюра-Хиншельвуда 15
1.2.2. Модель Ридила 17
1.2.3. Окислительно-восстановительный механизм Марса и ван Кревелена ...18
1.2.4. Ассоциативный механизм 20
1.3. Способы регулирования нестационарного состояния катализатора 24
Глава 2. Влияние нестационарного состояния катализатора на эффективность процесса при пространственном и временном регулировании
2.1. Введение 29
2.2.. Модель с блокировкой реагентом активного центра 30
2.2.1. Анализ процесса с периодическим воздействием (временное регулирование) 31
2.2.2. Анализ процесса в двухреакторной системе (пространственное регулирование) 36
2.3 Модель селективной реакции со взаимным переходом центров 40
2.3.1. Анализ процесса с периодическим воздействием 42
2.3.2. Анализ процесса в двухреакторной системе 45
2.4. Модель реакции селективного окисления углеводородов с двумя типами активных центров 50
2.5. Модель с дезактивацией центров 56
Выводы 58
Глава 3. Влияние подвижности кислорода в катализаторе на динамику переходных режимов каталитической реакции
3.1. Краткий анализ литературы 60
3.2. Формулировка задачи и математическая модель 62
3.3. Влияние подвижности кислорода на протекание селективной реакции 65
3.4. Влияние подвижности кислорода на динамику реакций протекающих при
миллисекундных временах контакта 76
Выводы 84
Глава 4. Моделирование процессов в кипящем слое с учетом химической нестационарности катализатора
4.1. Осуществление реакций в реакторе с кипящим слоем катализатора 85
4.1.1 Математическая модель реактора кипящего слоя включающая функцию распределения катализатора по состояниям 88
4.1.2. Окисление диоксида серы в триоксид 92
4.1.3. Окисление о-ксилола во фталевый ангидрид 105
4.2. Окислительное дегидрирование бутана в бутадиен в двухреакторной системе с циркуляцией катализатора 114
4.2.1. Кинетическая и математическая модель процесса 115
4.2.2. Стационарный режим протекания реакции без циркуляции катализатора 117
4.2.3. Квазистационарный режим с циркуляцией катализатора 120
4.2.4. Влияние кислорода катализатора 122
Выводы 124
Глава 5. Кинетика и моделирование процесса парциального окисления толуола в стационарных и нестационарных условиях
5.1. Краткий анализ литературы 127
5.1.1 .Оксидные V/Ti катализаторы 128
5.1.2. Механизм каталитического действия в реакциях окисления 131
5.1.3. Кинетика реакции окисления толуола 132
5.2. Метод определения кинетических констант реакций протекающих по окислительно-восстановительному механизму Марса-ван Кревелена 136
5.3. Кинетическая модель реакции на катализаторе со сверхмонослойным содержанием ванадия 146
5.4. Кинетическая модель реакции на катализаторе с содержанием ванадия менее монослоя 158
5.5. Нестационарная кинетическая модель взаимодействия толуола с предварительно окисленной поверхностью катализатора 164
5.6. Увеличение селективности реакции при ее нестационарном протекании 173
Выводы 177
Глава 6. Нестационарная кинетическая модель совместного протекания реакций гидрирования бензола и гидрогенолиза тиофена на сульфидных катализаторах в нестационарных условиях. Анализ процесса в слое катализатора: временное регулирование .
6.1. Краткий анализ литературы: процессы деароматизации и десульфуризации топлив 180
6.2. Основные закономерности реакции гидрирования бензола и гидрогенолиза тиофена 186
6.2.1 .Гидрирование ароматических соединений 197
6.2.2.Гидрогенолиз сероорганических соединений 195
6.3. Механизм реакции гидрирования бензола 199
6.4. Механизм совместного протекания реакций гидрирования бензола и гидрогенолиза тиофена 211
6.5. Оптимизация процессов деароматизации и десульфуризации в нестационарных условиях 219
Выводы 228
Глава 7. Моделирование реакций с учетом дезактивации катализатора
7.1. Введение 230
7.2. Окисление диоксида серы в триоксид на ванадиевом катализаторе 231
7.2.1. Кинетическая и математическая модели фазовых превращений расплава активного компонента катализатора 232
7.2.2. Анализ формирования и движения фронта кристаллической фазы в слое катализатора 238
7.2.3. Повышение эффективности работы второй стадии ДК/ДА в условиях нестационарного состояния катализатора 248
7.3. Парциальное окисление толуола на V/Ti оксидном катализаторе 255
7.3.1. Схема реакции 256
7.3.2. Моделирование процесса с учетом дезактивации катализатора 261
7.4. Получение углеводородов из синтез-газа на бифункциональном цеолитсодержащем катализаторе 264
7.4.1. Кинетическая модель процесса 267
7.4.2. Расчет химико-технологической схемы 270
7.5. Оптимизация процесса газофазного гидрофторирования перхлорэтилена в
пентафторэтан (хладон-125) на CrF2/MgF$ катализаторе 275
7.5.1. Исследование закономерностей реакции синтеза пентафторэтана, кинетическая модель и анализ режимов работы реактора 278
7.5.2. Оптимизация протекания процесса в промышленном реакторе 283
7.5.3. Оптимизация цикла "реакция-регенерация" 292
Выводы 302
Заключение 305
Выводы по результатам исследования 307
Литература 309
