великих витрат парі. Крім того, при знижених температурах конверсії в продуктах Реакції залішається Багато метану, что НЕ прореагував, а при підвіщеніх - в газі містіться велика кількість оксиду Вуглець (II).
Для визначення ступенів конверсії метану залежних від температури и складу початкової газової Суміші розглянемо розрахунок рівноважного складу газу парової конверсії метану в загально вігляді.
Позначімо через кількість молей Речовини, яка знаходится в Суміші до Реакції. Реакційна суміш містіть, моль: метану -, водяної парі -, оксиду Вуглець (II) -, водним -, оксиду Вуглець (IV) -, азоту -
Всього в Суміші містіться:
. (3.8)
Нехай молей метану реагує по Реакції (3.2), после чего молей реагує по Реакції (3.4). Тоді газ после протікання ціх реакцій матіме кінцевій склад, молей: метану - (), водяної парі - (), оксиду Вуглець (II) - (), водним - (), оксиду Вуглець (ІV) - (), азоту -
. (3.9)
Підставівші значення,,,,, в рівняння (3.5), что зв'язують Константи рівновагі реакцій (3.2) і (3.4) з парціальнім лещатах компонентів газової Суміші, одержимо систему рівнянь:
. (3.10)
, (3.11)
За умови, что и відомі, система рівнянь (3.10) і (3.11) є системою двох рівнянь з двома невідомімі. Рішення ее Дає можлівість візначіті значення І. Підставівші ЦІ значення в рівняння парціального Тиску компонентів кінцевої газової Суміші (3.9), одержимо рівноважній склад газової Суміші.
теоретичності склад газу парової конверсії метану в температурному інтервалі 800 - 1200 привидів на малюнку 3.1, з Якого видно, Що з підвіщенням температури Реакції кількість метану, водяної парі и оксиду Вуглець (IV) зменшується, а кількість ВОДНОГО и оксиду Вуглець (II ) зростає. Крім того, при температурах прежде 1200можна здобудуть газ, что Повністю Складається з Водним и оксиду Вуглець (II).
Малюнок 3.1 - Залежність рівноважної газової Суміші, что утворюється в результаті реакцій (3.2), (3.3), (3.4) від температури.
ШВИДКІСТЬ окисленого метану на водянку парою на нікелевому каталізаторі и інтервалі температур 400 - 700 опісується емпірічнім діференціальнім рівнянням:
, (3.12)
де,,, - парціальній ТИСК реагентів;- Константа Швидкості;- Година Реакції, с.
Залежність Константи Швидкості Реакції від температури для інтервалу температур 400 - 700 віражається рівнянням:
, (3.13)
де 96,3 - енергія актівації, кДж / моль;- Газова Постійна, Дж / (моль · К);- Константа Швидкості Реакції,.
При Вивчення кінетікі на нанесення нікелевому каталізаторі здобули Достатньо точне и просте кінетічне рівняння:
. (3.14)
Дослідження кінетікі процеса конверсії метану водяною парою проведені при атмосферному и підвіщеному Тиску у прісутності нікелевіх каталізаторів типу ГИАП - 3, вірогіднім окисно-відновній Механізм процеса, что протікає через проміжні Реакції взаємодії реагентів з активним компонентом каталізатора - нікелем . Варіант двохстадійного процеса может буті уявлень у вігляді рівнянь реакцій:
сумарная ШВИДКІСТЬ конверсії візначає Реакція, что приводити до Утворення активного проміжного з'єднання:
. (3.15)
Вважаюч...
