The kinetics of the vapor phase hydrogenation of cyclohexene over a Pt/$SiO_2$ (containing 2% Pt) was investigated in the temperature range 20 - 70℃. The experiments were performed in a flow recycle reactor at atmospheric pressure. The use of the recycle reactor helped in the elimination of external diffusion resistance. In order to eliminate pore diffusional resistance, small size catalyst particles (80 - 120 mesh) were used.
Analysis of the kinetic data was done using both the power law and Langmuir-Hinshelwood type models. In power law model, the rate of the reaction was found to be zero order with respect to cyclohexene; the order with respect to hydrogen was 0.53 at temperatures above 40℃ and increased toward unity at low temperatures. The activation energy was 6.8Kcal/gmole in the temperature range 40 - 70℃.
Determination of the most plausible mechanism of reaction was based on discrimination among various proposed Langmuir-Hinshelwood type models for the reaction. In order to discriminate models, the parameters of these models were estimated by nonlinear least squares analysis. Horiuti-Polanyi model fitted kinetic data adequately and hence might be accepted as the most plausible model. The shift in reaction order was explained by this Horiuti-Polanyi mechanism.
Cyclohexene 의 기상 수소 첨가 반응에 대한 반응속도 연구를 $pt/SiO_2$ 촉매 (2% wt% pt) 로 20 - 70℃ 의 온도 범위에서 행하였다. Flow recycle reactor 를 사용하여 대기압 상태에서 실험한 결과 external diffusion resistance 는 무시되었다. 충분히 작은 크기 (80 - 120 mesh) 의 촉매를 사용하여 pore diffusion resistance를 무시할 수 있었다.
Power law model과 Langmuir-Hinshelwood type model 을 사용하여 kinetic data 를 해석하였다. Power law model 에서 반응속도는 cyclohexene에 대해서는 0 차이며 수소에 대해서는 40℃ 이상일 때는 0.53 으로 일정하고 낮은 온도에서는 order 가 증가하였다. 활성화 에너지는 40℃ 이상의 온도에서는 6.8 Kcal/g mole 로 구해 졌다.
가장 타당한 mechanism 을 결정하기 위하여 제안된 여러 model에서 parameter를 구하고 통계적인 방법으로 반응 특성을 적절하게 설명할 수 있는 model을 채택하였다. 결과적으로 Horiuti-Polanyi model이 채택되었으며 이러한 Horiuti-Polanyi mechanism에 의하여 실험결과에서 나타나는 반응차수의 변화와 반응 특성을 잘 설명할수 있었다.