м и Загальну ШВИДКІСТЬ процеса, особливо ЯКЩО лімітує НЕ дифузія, а хімічна Реакція между NH 3 и Про 2 . За рівнянню Реакції (а) на +1 моль NH 3 вітрачається 1,25 моль Про 2 , однак при такому співвідношенні компонентів вихід Оксид азоту (ІІ) НЕ перевіщує 65%, тоб Дуже малий (мал. 2). Для Збільшення ступенів окислюваності аміаку на практіці застосовують співвідношення O 2 : NH 3 = 1,8-2,0, что відповідає вмісту аміаку в аміачно-повітряній Суміші 9,5-10,5 (об. Частки в%). Варто враховуваті, что при звічайній температурі суміш аміаку з повітрям вібухонебезпечна в інтервалі 16-27% NH 3 . При підвіщенні температурами межа вібуховості розширюють. p> Промислові каталізатори процеса окислюваності аміаку.
Ці каталізатори являютя собою сплав платини з 4% Pd и 3% Rh. Платінові каталізатори виготовляють у вігляді сіток з тонкого дроту діаметром 0,06-0,09 мм, что мают 1024 відчинять в 1 см 2 . Сітки ці для создания визначеного годині контактування скріплюються у вігляді пакета, встановленного в контактному апараті.
На 1 м 2 актівній поверхні контактної Сітки под Атмосферні лещатах можна окісліті до 600 кг, а при Тиску 0,8 МПа - до 3000 кг аміаку на добу. Однак при работе под лещатах 0,8 МПа и Вище платинові каталізатор руйнується швідше.
Руйнування каталізатора спріяють и багатая контактних отрут (Сполука Сірки, фосфін и ін.), Які крім Отруєння каталізатора зніжують его механічну Міцність. Домішки (пив, іржа, МАСТИЛА І т.п. ), Что утрімуються в газі, такоже зніжують актівність и Міцність каталізатора. Для Відновлення актівності каталізатора его промівають розведения Розчин соляної кислоти. Усе це приводити до того, что в процесі окислюваності аміаку каталізатор становится пухкім и дрібнімі частко его несуть з потоком газі. Если под атмосферними лещатах віднесення платіні на 1 т азотної кислоти складає 0,04-0,06 г, то при підвіщеному ВІН досягає Вже 0,15-0,20. Частина Pt уловлюється и регенерується, альо и при цьом витрати платіні складають значний Частину собівартості азотної кислоти.
З метою економії платіні застосовують двухстадійне контактування, при якому Аміак частково окісляється на платіноїдніх сітках, а потім доокіслюється в шарі неплатинового зернистого каталізатора. Як неплатінові каталізатори застосовують Різні композіції оксидів або солей, у тому чіслі оксиди заліза або хрому, СОЛІ кобальту.
Питома Продуктивність платинового каталізатора висока Завдяк вісокій Швидкості Реакції окислюваності. Если ШВИДКІСТЬ Усього процеса окислюваності візначається швідкістю діфузії аміаку в газі, то інтенсівність роботи каталізатора 1 [Кмоль/(м 2 * с * Па)] буде Характеризувати рівнянням
В
де D - коефіцієнт діфузії аміаку в повітрі; R - молярна газова стала, Т - абсолютна температура; l - середня довжина діфузійного шляху молекули аміаку.
Актівність каталізаторів может сильно зніжуватіся внаслідок Отруєння Деяк домішкамі, что мают в газовій Суміші, або ж у результаті Дії механічніх суспензій. До найбільш сильних контактних отрут процеса окислюваності аміаку належати Сполука Сірки и фосфору.
У промісловості застосовується кілька тіпів контактних апаратів Для окислення аміаку. Однак УСІ смороду мают пріблізно однаково принцип Дії. p> При підвіщеному Тиску встановлюються до 18 сіток. При двухстадійному контактуванні (малі 3) число платіноїдніх сіток может буті зниженя до 1-3 (при підвіщеному Тиску).
окислених оксиду азоту (ІІ) до діоксиду. Нітрозні газов, одержані при окісленні аміаку, містять NО и Другие оксиду азоту, Кисень, азот и парі води. Для одержании азотної кислоти оксид азоту (ІІ) звітність, окісліті до діоксиду. p> Процес окислених NО кисни Повітря опісують Наступний сумарная (балансовий) рівнянням:
2NO + O2 ↔ 2NO2,? Н =-112кдж (ж)
Відповідно до принципом Ле Шательє рівновага цього процеса зміщується вправо при підвіщенні Тиску и зніженні температури. Практично Утворення діоксиду азоту ПОЧИНАЄТЬСЯ при температурі нижчих 700 В° С, а при температурі нижчих 100 В° С рівновага почти Цілком зміщена вправо.
В
Рис. 3. Контактний апарат
1 - Розподільні ґраті; 2 - корпус апарату; 3 - платіноїдна сітка; 4 - куля неплатинового каталізатора; 5 - насадка; 6 - опорні ґраті
Константа Швидкості процеса збільшується Зі зниженя температури, что іноді розглядають як Порушення закону Арреніуса. У дійсності це Явище можна поясніті тім, что процес по Формулі (ж) протікає в Дві стадій. Спочатку відбувається швидка Оборотна екзотермічна Реакція дімерізації оксиду азоту
2NO ↔ N 2 O 2 (з)
а потім окислених димеру по екзотермічній практично необоротній (при t <100 В° С) Реакції
N 2 O 2 + О 2 ↔ 2NO 2 (І)
...
