8-Дәріс Бейорганикалық заттардың өндірісі
жүктеу/скачать 401,64 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 500 0 С температурада əртүрлі қысымда есептелген жылу эффектісі
- Температура мен қысымға байлынысты NH 3 шығымы
| Аммиакты синтездеудің физика-химиялық негізі. Аммиакты синтездеу реакциясының жылу эффектісі температурамен қысымға байланысты. 5000С температурада əртүрлі қысымда есептелген жылу эффектісі 1-кестеде көрсетілген.
1-кесте 5000С температурада əртүрлі қысымда есептелген жылу эффектісі
Аммиакты синтездеу – көлемді азайтып жылу бөліп жүретін қайтымды үдеріс, яғни қысымды арттырып, температураны төмендету, тепе-теңдікті оңға жылжытады. Таза азот пен сутек қатынасы 1:3 болғанда, температура мен қысымға байлынысты аммиактың шығымы 2-кестеде көрсетілгендей болады. 2-кесте Температура мен қысымға байлынысты NH3 шығымы
Кестеде көрсетілгендей, температура артқанда аммиак шығымы азаяды, ал қысымның жоғарылауымен артады. Азот пен сутек реакцияласу үдерісінің жылдамдығы азоттың активтілігіне байланысты екені анықталған. Азотты активтендіру энергиясы өте жоғары (6-тарауды қара). Оны төмендету үшін катализаторлар қолданылады. Аммиак синтезі үдерісіндегі катализатор əсерінің механизмі: Азот пен сутек газ фазасынан катализатордың беткі қабатына жəне кеуегіне диффузияланады; Азот пен сутек катализатордың əсерімен активтелінеді; Катализатор бетінде активтелген азот пен сутек əрекеттеседі. Осының нəтижесінде азот катализатордан электронды қосып алып, теріс зарядталады, N + e N-. Сутек өз электронын беріп, оң зарядталады Н – еН+. Зарядталған сутек пен азот реакцияласып алғашында NH (имид) содан соң NH2 (амид), ең соңында аммиак NH3 түзіледі; Түзілген аммиак катализатордан десорбцияланып, газ фазасына ауысады. Үдерістің анықтаушы сатысы азоттың активтелген адсорбциясы. Аммиактың шығымы технологиялық режимнің: температура, қысым, катализатордың газбен жанасатын уақыты, газдың көлемдік жылдамдығы, газ қоспасының құрамы, катализатордың активтілігі, аппарат конструкциясы сияқты параметрлеріне байланысты. Егер жүйе тепе-теңдік жағдайына жақын болса, онда темір катализаторында үдерістің жылдамдығы Темкин теңдеуі бойынша анықталады: dPNH3 3 2 a 2 3 1-a U= = K1 PN2(P H2 / P NH3) - K2 ( P NH3 / P H2) dW мұндағы, К1 – аммиактың түзілу жылдамдығының тұрақтысы; К2 – аммиактың ыдырау жылдамдығының тұрақтысы; РN2, PH2, PNH3 – азот, сутек, аммиактың парциалдық қысымы. Егер = 0 болса, онда реакция кері бағытта жүреді, = 1 болса, реакция аммиак түзілетін жаққа қарай жүреді. К1/ К2 қатынасы К1/ К2 = Кт-т Кт-т – аммиактың түзілу реакциясының тепе-теңдік коэффициенті. К – температураға, катализатор активтілігіне жəне оның мөлшеріне тəуелді. Көлемдік жылдамдықты 15000-нан 120000 с-1 арттырғанда, яғни сегіз рет, аммиактың шығымы 2 рет азаяды. Газдың көлемдік жылдамдығын арттырғанда катализатордың өнімділігіне оған сəйкес тегіс аппараттың өнімділігі артады, бірақ бір циклдағы аммиак шығымын төмендетеді. Бұл өндірістің циклдік сызбанұсқасына тəн құбылыс. Аммиакты синтездеу циклдік үдеріске жатады. Өйткені мұнда аммиакты бөлгеннен кейін реакцияға түспеген азот-сутек қоспасын қайтадан өндіріске қайтарады. Сондықтан мұндай процесте көлемдік жылдамдықты жоғарылатқан дұрыс. Алғашқы зауыттар V0=5000-10000 c-1 жылдамдықпен жұмыс жасаған. Қазіргі кезде көптеген зауыттар 40000 с-1 жылдамдықпен жұмыс жасайды. Көлемдік жылдамдықты экономикалық тұрғыдан таңдайды. жүктеу/скачать 401,64 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||