Реактор для исследования кинетики реакции

(515 В 01 3 19 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 2ИССЛЕДОВАНИЯ КИНЕТИ онст- иссл тельски инс сударстЛоб аском м, Н яетактор Н.Тр 5360,9,ьство СССР19/20, 1987 Изобретение относится к ируется, стабилилока 7, датчиком спай которой каор а, Холодильник о магнитного ма- д атура регу с помощьюрмопара 8Ее темп зируетс онструк- исследоет быть других ужит орпуса реак ен из мягко сается 9 выпол ериала в виде двух очнои водои блоков азные стороны корпу диненных с полюсами нита 10. Пространст ником и корпусом за ерсным магнитным м х про-. нных и охлаждаемь расположса реакто а со рез;нареактемтояннож у го маг- олодиль- лкодис 1. Укшкала елка 13 асти емперао ме д олнено териан отсчетн пленная не одвиж енная редел к печи стр ния длины ейся ири т и .прикреплужат для о ыиедиов ииз апереах 6,еактора ре отает следующим обраеактор о ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ПъНТ СССР К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Научно-исследовтут химии при Горьковенном университете ичевского(56) Патент США У 41кл . В 01 У 19/20, 19Авторское свидетелР 1333402, кл. В О 1 ции приборов (реактора) длявания кинетики реакции и мож использовано в химической иобластях промьппленности.Целью изобретения является расши рение области применения.На.фиг.1 показан реактор, раз на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1 фиг. 3 - зависимость температуры тора от его длины при различных пературах печи..Реактор для исследования кинетик реакции содержит станину 1, на которой неподвижно закреплен трубчат 0-образный корпус 2 реактора, со ненный с линией 3 подачи реагент линией 4, ведущей к прибору-анал тору. Трубчатая печь 5 свободно Мещается вдоль реактора на колес(54) РЕАКТОР ДЛЯКИ РЕАКЦИИ(57) Изобретение относится к крукции приборов (реактора) длядования кинетики реакции, может быиспользовано в химической и другихобластях промьппленности и позволрасширить область применения. Ресодержит корпус, печь, охлаждающееустройство, патрубки,.причем охлаждающее устройство выполнено в видедвух блоков иэ мягкого магнитноготериала, между которыми помещен мелкодисперсный магнитный материал, акорпус реактора имеет 11-образную фму. 1 э,п.ф-лы, 3 ил., 2 табл, 16044633 4Трубчатая печь сдвигается вправо дильника, изготовленные иэ железа,до положения, соответствующего ЬО крепились через асбестовую прокладку(т,е., корпус реактора находится прик открытому торцу печи и устанавливакомнатной температуре), устанавли лись таким образом, чтобы зазор о межвается требуемая температура печи Т, ду ними и корпусом реактора составлялпо линии 3 подается поток реагентов,2-3 мм. Ширина охлаждающей эдны 1и по линии 4 он направляется в ана" составляла 20 мм. Через каналы хололиэатор, например в масс-сиектромер, дильника пропускалась вода со скоросРегистрируется аналитический сигнал 10 тью 0,5 л/мин температурой 16-18 С,(например,.масс-спектр), по которому Торцы постоянного магнита (материалопределяется состав подаваемой в ре-,.АН, масс 1 кг) плотно прикрепляактор смеси. Печь, надвигается на ре" лись между корпусами холодильникаактор на расстояние Ь, при этом эф- (фиг,2). Напряженность магнитного поФективная длина реактора, т,е. длина 15 ля в области, куда вводился корпуснагретой части трубчатого корпуса 2, реактора, составляла при этом 10Э.равна 2 Ь,. Повторно определяется . Зазор между корпусом реактора и холосостав выходящих из реактора газов и, дильником заполнялся железными опилкамирассчитываются концентрации исходных , среднимдиаметром 0,2 мм, которые подвеществ и конечных продуктов реакции, 20действием магнитного поля создавали на.После этого операция повторяется при дежный тепловой контактмежду корпусомдругом Ь. реактора и холодильником, ВеличинаРасчет кинетических данных (на температурного градиента, измереннаяпример для реакции первого порядка) путем перемещения термопары А в канапроиэводят следующим образом. Конс ле реактора при постоянной температутанту скорости реакции К определяют ре реактора, измеряемой термопаройпо Формуле, В (кривая а, фиг, 3), не менялась после многократного (более 100 раз) пеСоК = 1 й --- ремещения печи относительно корпуса2 Ь; С;реактора. Для сравнения зазор междухолодильником и корпусом реактора былгед 7 - линейная скорость движенияплотно заполнен медной проволокой, пригаза в реакторе;этом зависимость температуры реактора2 Ь, - дпина нагретой части реактоот его длины также описывалась кривойаф а, Однако после 20 перемещений печиС - концентрация исходного ре- : 35О вдоль реактора на полную его длинуагента на входе в реактор;тепловой контакт между корпусом и хоС- его же концентрация на выхолодильником ослаблялся, что приводиде из реактора (при длине нало к уменьшению температурного грагретой зоны 2 Ь,).диента (кривая б, фиг,З). Для проверПостоянство .величины К при различ-, Юки точности измерения эффективнойных Ь подтверждает соответствие реак- лины реактора была изучена зависи-..ции первому порядку, ео ди мость температуры от длины реактораии пе вому порядку необходимое ко. -личество экспериментов по ее опредеПри различных температурах печи путемлению рассчитывают исходя из величинвведения термопары А в канал реактораслучаиной ошибки определени на различную глубину (фиг. 3). Экспебуемои точности рименты подтверждают высокую величинуЭнергию активации изу а Р температурного градиента на входе вне гию активации изучаемой реакции Е, определяют путем пр в д реактор (кривая а), измейение которойии , оп е еляют путем проведения измерений К при нескольких р урме ений К при нескольких температурахот комнатной до температуры печи пропечи по тангенсу угла наклона завипечи Т по тангенсу угла наисходит на участке реактора длинойсимости 1 п К. М 1/Т,от 0,5 см (Т печи 150 С) до 1,5 смреактор испытан при исследовании (Т печи 450 ОС)а в атмосфереВ табл, 1 приведены значения отноводорода, Корпус реактоРа представля сительной ошибки измерения эффектив-ет собой Ц-образную кварцевую .трубку 55 нои длины реактора при различных повнутреиним диаметром 4 мм и внешнимложениях,мм, рабочая часть (входящая в тер Очищенный от кислорода и влаги во"мостат) длиной 70 см. Корпуса холо- дород барботирует через ловушу с жидТаблиц а Относительная ошибка измерения эффективной длины реактора, Е, при 1., см Т, С 20 30 40 10 1,253,8 2,57,5 1,6 5,0 150 450 515,0 Т аблиц а 2 1, у.е при Ь, смК 10, с Т С 10 20 30 40 3,2 + 0,3 20 + 2,0 63+ 5,0 200 + 15 250;7233,1195,3112 254 253,2 252,3 252 247 242,3 252 236,6 223 250 205 171"Т 251,5237,7208,2137 300 330 360 390 5 ,160446 ким днэтилтеллуром (термостатированную при комнатной температуре) и направляется в реактор, установленный на аналитической стойке масс-спектромет ра МИ 1201. Часть потока газа, выхо 5 дящего из реактора,. направляется в .ионный источник масс-спектрометра, с помощью которого непрерывно регистри-. руется интенсивность линии молекуляр" ного иона Те (С Н), пропорциональная концентрацйи дйэтилтеллура в "выходящих иэ реактора газах, Печь термостатируют при 360 С, надвигают на реактор и измеряют значения интенсивности характеристических линий диэтилтеллура 1, при различных 1В табл,2 приведены результаты измерения при четырех температурах и усредненные значения К (среднее ариф метическое величин), рассчитанных по приведенной формуле.По тангенсу угла наклона зависимости логарифма константы скорости реакции от обратной температуры реак тора получено значение энергии активации реакции Е142 8 кДж/моль.Как видно иэ табл.2, предложенный реактор позволяет получать данные с 3 6той же точностью, что и в прототипено значительно проще в изготовленииэа счет изменения формы корпуса и отсутствия пробоотборных трубок, надежнее в эксплуатации за счет отсутствиязапирающих вентилей. Кроме. того, егоэффективную длину можно плавно регулировать от нуля до всей длины реактора, что расширяет воэможности егоприменения для исследования реакций,идущих с различными скоростями. Формула изобретения 1. Реактор для исследования кинетики реакции, содержащий корпус, печь, жестко связанное с ее торцом охлаждающее устройство и технологические патрубки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области применения, охлаждающее устройства выполнено в виде двух блоков иэ мягкого магнитного материала, между которыми помещен мелкодисперсный маг-. нитный материал.2, Реактор по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что корпус реактора имеет У-образную форму.1604463 80 ЯО Ю Фиг ь А,ТелесницкийЛ.Олийнык Корректор В. Гирняк Юрковецкая ак аз 3415 Тираж 415 Государственного комитета по изобретени 113035,. Москва, Ж, Раушская НИИПИ агарина, 10 Производственно-издательскии комбинат Паи"Патент жгород,остави Техред Подписно ем и открытиям при ГКНТ СССРнаб., д, 4/5