Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Мухленов И.П. -> "Общая химическая технология. В 2-х частях. Ч. II. Важнейшие химические производства. Изд. 3-е, перераб. и доп." -> 24

Общая химическая технология. В 2-х частях. Ч. II. Важнейшие химические производства. Изд. 3-е, перераб. и доп. - Мухленов И.П.

Мухленов И.П., Авербух А.Я., Кузнецов Д.А., Амелин А.Г., Тумаркина Е.С., Фурмер И.Э. Общая химическая технология. В 2-х частях. Ч. II. Важнейшие химические производства. Изд. 3-е, перераб. и доп.: Учебник для вузов. Под редакцией И.П. Мухленова — M., «Высш. школа», 1977. — 288 c.
Скачать (прямая ссылка): genapplchem2.djv
Предыдущая << 1 .. 18 19 20 21 22 23 < 24 > 25 26 27 28 29 30 .. 127 >> Следующая


По стехиометрическому уравнению для окисления аммиака необходимо иметь в составе воздушно-аммиачной смеси 1,25 моль O2 на 1 моль NH3. Для увеличения выхода окиси азота и повышения скорости реакции окисления аммиака практически берут соотношение O2 : NH3 = 1,7-ь2,0. Это отвечает содержанию аммиака в воздушно-аммиачной смеси примерно 10—12%. Кислород необходим не только для окисления аммиака, но и для дальнейшего окисления окиси азота до двуокиси. Зависимость выхода окиси азота от соотношения концентраций кислорода и аммиака в исходной ам-миачно-воздушной смеси показана на рис. 20 для платинового катализатора под атмосферным давлением.

Аммиачно-воздушная смесь при определенной концентрации аммиака в воздухе становится взрывоопасной. На рис. 21 показаны границы взрывоопасного содержания NH3 в ам-миачно-воздушной смеси при атмосферном давлении. Границы взрывчатости сухой аммиачио-воздушной смеси расширяются с повышением температуры. Присутствие паров воды в аммиачно-воздушной смеси сокращает область ее взрывоопасное™. В производственных условиях работают с применением составов аммиачно-воздушных смесей,

100

30 80

I 30 20 10 О



I






Границы ВзрыН'/атсс-- ти сухой аммиачно-, Воздушной, смеси ч































/05пасть не-\ ВзоыИвсмости аммиачно-дозді/и ной смеси над бо* ными расткрам

-


/





%



I

аммиака
I I ,



14 № 18 20 22 24 25 '78 50 Содержание NH3, %

Рис. 21. Границы взрывоопасного содержания аммиака в аммиачно-воздушной смеси

находящихся за пределами границ взрывоопасного соотношения аммиака и воздуха.

Повышение температуры до определенного предела благоприятно влияет на процесс. На рис. 22 показана зависимость выхода окиси азота от температуры на платиновом катализаторе. При применении платино-родиевого катализатора в установках, работающих под атмосферным давлением, температуру газа надо поддерживать в пределах 700—800° С, при повышенном давлении — 800—900° С.

Окисление окиси и абсорбция двуокиси азота водой осуществляются практически одновременно в одной и той же аппаратуре. Однако закономерность этих ^ процессов целесообразно рассмотри 80

реть раздельно.

Окисление окиси азота до двуокиси является второй стадией процесса получения азотной кислоты:

2NO + O3 71 2NO2+ 112,3 кДж

ОБ0 ¦I 20

400 500 BOO 700 800 9001000 Температура, °С

Рис. 22. Зависимость выхода окиси азота от температуры при P 1 . 105 и 8- 105 Н/м2

Ниже 150° С эта реакция практически полностью протекает в сторону образования двуокиси азота. При более высокой температуре равновесие сдвигается в левую сторону, и выше 800° С окисление окиси азота в двуокись практически не происходит. Реакция окисления окиси азота в двуокись идет с уменьшением объема и выделением значительного количества тепла. Следовательно, понижение температуры и повышение давления будут благоприятно влиять на равновесный выход двуокиси азота. Для подавляющего большинства реакций повышение температуры увеличивает их скорость, но реакция окисления NO в NO2 не подчиняется этому общему правилу и скорость ее уменьшается с повышением температуры. Для объяснения этого явления предложено несколько гипотез, одна из них, наиболее признанная, заключается в том, что окисление NO в NO2 идет через образование промежуточного продукта —димера окиси азота:

2NO;2(NO)2 + Q 0a + (N0)2^2N02 + Q

Образование димера окиси азота — процесс обратимый, протекающий с выделением тепла. Следовательно, повышение температуры вызовет смещение равновесия этой реакции в левую сторону. При этом константа равновесия будет падать и равновесная концентрация димера в газовой смеси будет понижаться. Скорость же дальнейшего окисления димера в двуокись азота

d0NO2/dx = V(NO)A

(HI 2)

зависит от концентрации димера Р(ыо)„- Таким образом, уменыне-Ние скорости окисления окиси азота в двуокись можно объяснить

тем, что с повышением температуры сильно снижается концентрация димера. В установках, работающих под атмосферным давлением, окисляют окись азота примерно на 92%, а оставшуюся NO поглощают (совместно с NO2) щелочью, так как для окисления ее понадобилось бы много времени и соответственно большие объемы аппаратуры. Двуокись азота может ассоциировать с образованием димера по уравнению реакции 2NO2 zz. N2O4 + 57,0 кДж. Скорость этой реакции очень велика и соотношение NO2 : N2O4 практически определяется условиями равновесия. При 0°С равновесная степень ассоциации NO2 составляет 7196.

Двуокись азота взаимодействует с окисью азота с образованием полуторного окисла по уравнению реакции NO + NO2 zz zz N2O3 + 40,2 кДж. В этой реакции, как и в предыдущей, равновесие устанавливается практически мгновенно. В практических условиях в нитрозных газах, образующихся при окислении аммиака, содержание N2O3 незначительно. В результате реакций окисления и ассоциации окислов образуется смесь нитрозных газов, которая кроме азота и кислорода, поступивших с воздухом, содержит NO2, N2O4, N2O3, NO, N2O и H2O. Соотношение концентраций различных окислов азота сильно меняется в зависимости от условий, однако основным компонентом в процессе абсорбции водой при атмосферном давлении является NO2.
Предыдущая << 1 .. 18 19 20 21 22 23 < 24 > 25 26 27 28 29 30 .. 127 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed