синтез NH3. Аммиак бесцветный газ с удушливым резким запахом. При нормальных условиях плотность газообразного nh
 Скачать 0.83 Mb.
|
 . Отсюда следует, что максимальная скорость в начальной стадии процесса соответствует составу  . однако разница в выходе составляет лишь 6 %. По мере приближения выхода к равновесному оптимальный состав приближается к составу  , т.к. по закону действующих масс равновесный выход достигает максимума при эквивалентном составе.Реакция синтеза аммиака – обратимая экзотермическая реакция. Для реакции такого типа оптимальной является убывающая последовательность температур. В начале зоны катализа высокая температура обеспечивает наибольшую скорость реакции, а по мере увеличения содержания к состоянию равновесия следует снижать температуру в зоне катализа. для увеличения производительности процесса синтеза аммиака прибегают к многократной циркуляции газов через катализатор. Содержание аммиака увеличивается с ростом температуры до некоторого максимального значения, называемого оптимальной температурой. При дальнейшем повышении температуры содержание аммиака уменьшается, так как равновесная концентрация аммиака понижается и приближается к его действительному содержанию в газовой фазе, поэтому скорость реакции снижается. Для каждого вида катализатора есть свои зависимости выхода аммиака от температуры и объемной скорости. Чем активнее катализатор, тем ниже температура, при которой на нем с достаточной скоростью можно проводить реакцию. Синтез аммиака слагается из следующих стадий: диффузия водорода и азота на поверхность катализатора; химическая адсорбция их на поверхности; образование молекул аммиака; десорбция NH3 и его обратная диффузия в газовый объем. Согласно механизму катализа, протекающего по окислительного – восстановительному типу, между молекулами реагирующих газов (H2 и N2) и катализатором возникают химические связи, близкие к ионным. Атомы водорода отдают свои электроны катализатору, т.е. выполняют роль доноров электронов. Адсорбированные атомы азота воспринимают электроны с поверхности катализатора. Следовательно, азот является акцептором электронов. Воспринимая их, он приобретает повышенную активность. Ионы азота и водорода, соединяясь, образуют молекулы аммиака. Эти электронные процессы протекают в несколько стадий. Наиболее медленной является акцепторная стадия переход электронов от катализатора к атомам азота. Она и определяет скорость всего процесса синтеза. Для обеспечения максимальной производительности реактора необходимо реализовать оптимальные температуры по длине каталитической зоны для каждого поперечного сечения, обеспечивающие максимальную скорость процесса в данном сечении. Считая, что температурная зависимость констант прямой и обратной реакций следует уравнению Аррениуса, можно вывести уравнение для расчета оптимальной температуры. Топ = |