синтез NH3. Аммиак бесцветный газ с удушливым резким запахом. При нормальных условиях плотность газообразного nh

• Название: Аммиак бесцветный газ с удушливым резким запахом. При нормальных условиях плотность газообразного nh
• Анкор: синтез NH3
• Дата: 18.12.2019
• Размер: 0.83 Mb.
• Имя файла: sintez-ammiaka_74d840d1ff6.doc
• Тип: Документы; #100821
• страница: 7 из 16

1/2N₂ + 3/2H₂ = 2NH₃]

Q_см-теплота смешения аммиака с азотоводородной смесью.
Q_р и Q_см, а следовательно и Q₁ от температуры и давления. Значения Q_р можно рассчитать по уравнению

(9)

Р_изб- избыточное давление, МПа;

t - температура, ^оС

Теплоты смешения (Q_см) при разных давлениях, температурах и концентрации аммиака в смеси (17,6; 20; 40; 80 % NH₃) были определены Я.С. Казарновским и др. по Р-V-T данным. Q_см в отличие от Q_р, является отрицательной величиной, т.к. при смешении сжатых азота, водорода и аммиака происходит поглощение тепла. При низких давлениях теплоты смешения малы, при высоких они достигают значительных величины и не учитывать их было бы неправильным.

Температура, необходимая для проведения синтеза NH₃, достигается путем предварительного подогрева азотоводородной смеси и за счет выделения реакционного тепла.

На процесс синтеза аммиака значительное влияние оказывает применяемое при этом давление. Однако общее давление газовой смеси еще не характеризует эффективного давления процесса синтеза, т.е. фактического давления азотоводородной смеси.

Величина эффективного давления зависит от содержания инертных примесей в газе.

Р_эф = Р (I-i)² (10)
Р-общее давление синтеза, ат;

i- содержание инертных примесей в газе, объемная доля.

Кинетика синтеза аммиака
Исследования кинетики синтеза аммиака проводят уже много лет, однако вследствие сложности механизма процесса и природы активных центров продолжаются и в настоящее время во многих странах мира.

Наибольшее распространение получило уравнение синтеза аммиака, предложенное Темкиным и Пыжевым. Они исходили из представления о неоднородной поверхности и о том, что лимитирующией стадией является адсорбция азота, причем на поверхности находится только азот, а лимитирующей стадией разложения аммиака - десорбция азота. При этом количество атомов азота на поверхности катализаторов больше, чем любых адсорбированных азотсодержащих соединений; ни водород, ни аммиак не влияют на скорость адсорбции азота, а энергии активации адсорбции Е_А и десорбции Ед линейно уменьшаются с увеличением степени заполнения поверхности.

(11)

w-общая скорость процесса;

К₁, К₂ – константы скоростей прямой и обратной реакции;