Результаты и обсуждение
Для описания экспериментальных данных коксонакопления от времени использовано уравнение кинетической модели, отвечающее зависимости C = f ( t ). С помощью программы оптимизации решена обратная задача кинетики, т.е. найден такой набор констант скоростей элементарных стадий механизма, который позволяет количественно описать коксоотложение для интервала температур 770 - 920 K.
Графическое сопоставление экспериментальных и модельных кинетических кривых показано на рис. 1. Ошибка описания (6%) не превышает экспериментальной. При использовании классической Аррениусовской зависимости были рассчитаны энергии активации элементарных стадий процесса коксообразования при температурах 770 - 920 K:
|
параметр |
A |
R |
B2 |
M |
B |
nl |
|
Eакт,кДж/моль |
7 |
20 |
33 |
89 |
154 |
50 |
Каждая из этих констант характеризует определенную стадию коксообразования:
A - отложение углеводорода из газовой фазы;
R - регенерация;
B2 - образование 1-го слоя;
M - миграция (или диффузия);
B - нуклеация;
nl - образование слоев выше 1-го.
Из анализа данных видно, что энергия активации стадии отложения углеводорода из газовой фазы сопоставима с энергией активации адсорбции, а высокое значение энергии активации стадии нуклеации (зародышеобразования) говорит о том, что эта стадия - лимитирующая. При этом не нулевые значения этой константы соответствуют T > 900 K, что свидетельствует об образовании плотноупакованного углерода лишь при высоких температурах.