ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Катализаторы из "Технология азотной кислоты" Многочисленные исследования показывают, что при окислении аммиака в зависимости от примененного катализатора и условий протекания процесса можно получить окись азота, элементарный азот или закись азота. [c.25] Термодинамические расчеты изменения свободной энергии показывают, что все три основные реакции окисления аммиака могут практически протекать до конца. [c.25] С последующим окислением водорода в воду. [c.25] Превращение аммиака в конечные продукты при 900° достигает почти 100%, поэтому все три реакции можно рассматривать как практически необратимые, смещенные в правую сторону. Однако из значений онстант равновесия следует, что при окислении аммиака превращение в элементарный азот может быть наиболее полным и что. при достаточной длительности процесса окисление аммиака может привести к образованию только элементарного азота. [c.26] Таким образом, при окислении амм)иака, как в процессе, который может протекать в нескольких направлениях, состав конечных продуктов будет определяться в первую очередь избирательным каталитическим действием катализаторов. [c.26] По представлениям Д. И. Менделеева и Н. Д. Зелинского, катализатор непосредственно участвует в реакции. Молекулы реагирующих веществ подвергаются на катализаторе деформации, что является основной причиной их высокой реакционной способности 1В присутствии катализатора и приводит к возникновению активных соединений, богатых свободной энергией с последующим образованием конечных продуктов. [c.26] Особенность катализатора, обладающего избирательным действием, заключается в ускорении лишь одной из нескольких возможных реакций. (Вообще же аммиак способен реагировать в нескольких термодинамически возможных направлениях, образуя различные устойчивые продукты, в данном случае окись азота, элементарный азот, а иногда закись азота. Изменяя катализатор и условия проведения реакции, можно изменить и состав продуктов реакции. [c.26] Для осуществления реакции необходимо, чтобы реагирующая система прошла через состояние с повышенной энергией, т. е. через энергетический барьер, определяемый энергией активации. [c.26] Энергетическое состояние экзотермической реакции окисления ННз определяется соотношением, приведенным на рис. 2. [c.27] Т— абсолютная температура а— постоянная. [c.28] Снижение энергии активации обусловлено промежуточным взаимодействием компонентов реакции на поверхности катализатора, которое способствует протеканию реакции в желательном направлении. При образовании промежуточных поверхностных соединений кристаллическая структура катализатора в общем не изменяется. При активированной адсорбции и образовании поверхностных соединений процесс окисления аммиака происходит с меньшей затратой внешней энергии. Из числа потенциальных термодинамически возможных реакций в присутствии катализатора в первую очередь протекает та реакция, которая требует наименьшей энергии активации. Одним из критериев активности катализаторов является их удельная поверхность. [c.28] Следует отметить, что представление об активных центрах в качестве основного положения теории гетерогенного катализа не является общепризнанным и разделяется только частью ученых. [c.29] При протекании каталитической реакции наряду с воздействием катализатора на реагирующие вещества, по Г. К- Бо-рескову, происходит и воздействие реакционной системы на катализатор, приводящее к изменению его состава и, следовательно, свойств. Активность катализатора может меняться в зависимости от соотношения исходных компонентов и степени их превращения. [c.29] Время достижения стационарной каталитической активности зависит от условий проведения процесса. [c.29] Кинетику всех стадий процесса трудно изучать одновременно, но часто по контролирующей стадии можно установить скорость суммарного процесса и, исходя из этого, вывести уравнение для расчета скорости процесса. [c.29] Состав газа, образующегося при окислении аммиака на марганцевом катализаторе. [c.30] Постников и Л. Л. Кузьмин показали, что при 200— 300° на марганцевом катализаторе, активированном висмутом, при содержании до 10,5% аммиака в ам.миачно-воздушной смеси И времени контактирования 1,5 сек. можно преврапить в закись азота 85— 88% аммиака остальной аммиак превращается частично а окись азота (1—3%) и в элементарный азот. [c.30] При окислении МНз в кипящем слое катализатора (пиролюзита) при 350° образуется 81% гО. при 300° аммиак не вступает в реакцию, а выше 400° образуется ЫОг. Этот процесс получения закиси азота в настоящее время приобретает практическое значение. [c.30] Энергия активации процесса окисления аммиака до окиси азота на таком катализаторе составляет около 15 ООО кал моль. [c.31] Платина хорошо адсорбирует кислород, на ее поверхностл образуется слой кислорода толщиной, соответствующей пяти молекулам Ог. Слабее платина. адсорбирует водород и аммиак, азот почти не адсорбируется ею. Для окисления аммиака требуется значительный избыток кислорода, что способствует ускорению реакции и увеличению выхода окиси азота. При, избытке кислорода вероятность адсорбции платиной окиси азота и паров воды очень мала. [c.31] Вернуться к основной статье