Effects of Internal Diffusion on Liquid-Phase Hydrogenation of Styrene over Palladium Supported Alumina

Abstract

粒子内拡散を伴う総括反応速度に対する有効な操作条件を明らかにする目的で, 球形アルミナ担持パラジウム触媒を n-ヘキサン溶媒中に懸濁させ, スチレンの液相水素化反応を気-液接触かきまぜ槽で行なった。触媒の粒子内拡散を考慮した一次不可逆反応の解析から, C.P.P.Chart を使って, 総括反応速度が全物質移動抵抗を含んだ場合でも, 触媒有効係数, 触媒有効拡散係数および真の反応速度定数が, パラジウム担持量の異なる二種類の同一粒子径触媒により決定できることを示し, 特に気- 液側液相物質移動抵抗が無視できる場合につき, 各係数値を実験的に求めた。さらにこれらの値を用いて, 気-液および液-固側液相物質移動抵抗に対する単位触媒重量あたりの粒子内反応抵抗の比から, 有効な操作条件が, 触媒の担持量 (f) とかきまぜ回転数 (N) および通気速度 (Vs) との関連において考察できた。すなわち, Vs および N の大きさによっては, f値を変えても総括反応速度に対する律速段階が移行しないこともあり, ときには律速段階がf値による予想とは逆の移行を示す現象もあることが明らかになった。その結果, Nが比較的小さい領域では, fを小さくすることが, またNが大きい領域では, Vsを大きくすることが,有効な操作条件であると結論した。