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Particules poreuses interactives - Interactions physiques d’adsorptionArticle de référence | Réf : J1093 v1
Auteur(s) : André ZOULALIAN
Date de publication : 10 mars 2007
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Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique (364 articles en ce moment)
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Nous n’avons considéré jusqu’ici que l’effet de la diffusion interne sur la vitesse apparente d’une réaction unique. Mais, en pratique, les catalyseurs sont le plus souvent utilisés pour promouvoir une réaction par rapport à d’autres qui conduisent à des produits sans valeur. Autrement dit, l’effet de la diffusion sur la sélectivité des catalyseurs est au moins aussi importante que son effet sur la vitesse apparente d’une réaction.
On peut imaginer un nombre illimité de systèmes comportant des réactions en série et en parallèle, d’ordres cinétiques variés, de sorte qu’aucun résultat général ne peut être présenté. Nous nous contenterons de rappeler très succinctement les résultats relatifs à trois cas simples.
3.1 Cas de deux réactions simultanées indépendantes
Supposons que le fluide contienne deux réactifs A1 et A2 , donnant naissance respectivement au produit désiré P et au produit parasite R.
r 1 et r 2 désignant les vitesses de production des produits P et R, le facteur de sélectivité intrinsèque S i est tel que :
alors que le facteur de sélectivité apparent S app est tel que :
avec η 1 et η 2 efficacités internes du grain de catalyseur pour les réactions 1 (principale) et 2 (parasite) respectivement.
Quand les deux efficacités sont égales à l’unité (régime chimique), le facteur de sélectivité apparent est égal au facteur de sélectivité intrinsèque.
En régime diffusionnel et dans le cas d’une cinétique du premier ordre, les efficacités sont inversement proportionnelles aux nombres de Thiele internes des deux réactions. Par suite, on peut écrire :
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OPÉRATIONS UNITAIRES. GÉNIE DE LA RÉACTION CHIMIQUE
(1) - WEISZ (P.B.), HICKS (J.S.) - The behaviour of porous catalyst particles in view of internal mass and heat diffusion effects. - Chem. Eng. Sc. (USA), 17, p. 265-275 (1962).
(2) - LE GOFF (P.), ZOULALIAN (A.) - Un modèle simple de réaction-diffusion-conduction thermique dans et autour d’une particule poreuse. - Part 1 : Diffusion interne.The Chem. Eng. Journal (CH), 12, p. 33-46 (1976). Part 2 : Diffusion externe – The Chem. Eng. Journal (CH), 12, p. 47-57 (1976).
(3) - PETERSEN (E.E.) - Chemical reaction analysis. - Prentice Hall. Englewoods Cliffs (N.J.) USA (1965).
(4) - CARBERRY (J.J.) - Chemical and catalytic reaction engineering. - New York, Mc Graw Hill (1976).
(5) - SATTERFIELD (C.N.) - Mass transfer in heterogeneous catalysis. - Cambridge, MIT Press (1970).
(6) - RODRIGUES (A.E.), ORFAO (J.M.), ZOULALIAN (A.) - Intraparticle...
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