ВУЗ:
Составители:
101
Механизм действия катализатора в процессе синтеза аммиака
может быть представлен как ряд элементарных актов:
• диффузия азота и водорода из газового объема к поверхности
зерна катализатора и в его поры;
• активированная адсорбция азота поверхностью катализатора;
• адсорбция водорода на адсорбированном азоте,
обусловливающая химическое взаимодействие азота и водорода через
промежуточные соединения их с катализатором. В соответствии с
представлениями электронной теории катализа водород передает свои
электроны катализатору, а азот воспринимает их от катализатора,
восстанавливая электронное равновесие. Перегруппировка
поверхностных соединений проходит последовательно через низшие
соединения азота с водородом: имид NH, амид NH
2
и, наконец, аммиак
NH
3
;
• десорбция аммиака с поверхности катализатора;
• диффузия газообразного аммиака в общий газовый объем.
Многочисленными исследованиями установлено, что лимити-
рующей стадией является активированная адсорбция азота.
На выход аммиака оказывает влияние и
объемная скорость. Для
каждого значения объемной скорости имеется оптимальная
температура, которой соответствует максимальный выход аммиака,
причем с увеличением объемной скорости выход аммиака уменьшается.
Между объемной скоростью (
V) и выходом аммиака существует
определенная связь через производительность катализатора (
G), под
которой понимается съем аммиака (кг) с 1 м
3
контактной массы в
течение 1 ч:
3
NH
0,77
=
⋅⋅GVN,
где 0,77 – масса 1 м
3
аммиака при нормальных условиях;
3
NH
N –
молярная доля аммиака в газе после катализа.
Увеличение объемной скорости от 15000 до 120000 ч.
–1
, т. е. в 8
раз, снижает максимальный выход аммиака менее чем в 2 раза. При
этом производительность катализатора увеличивается, так как
произведение
V
⋅
3
NH
N возрастает. Таким образом, увеличение объемной
скорости газа приводит к росту производительности всей установки в
целом, но к некоторому уменьшению выхода аммиака за один цикл. Это
характерно для многих процессов, при осуществлении которых
используют циклические схемы производства.
Синтез аммиака является типичным циклическим процессом,
позволяющим непрореагировавшую азотоводородную смесь снова
возвращать в производство после выделения из нее образовавшегося
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 99
- 100
- 101
- 102
- 103
- …
- следующая ›
- последняя »
