Кинетика синтеза на железных катализаторах, влияние давления

В настоящее время считают, что стадией, определяющей скорость каталитического процесса синтеза аммиака, является хемосорбция азота на активной части поверхности катализатора, свободной от атомов азота или иминных радикалов, находящихся в равновесии с аммиаком и водородом газовой фазы [1, 2]. Предполагают, что вдали от равновесия могут быть две замедленные стадии хемосорбция азота и первая стадия его гидрирования [3]. Подробный анализ кинетики синтеза аммиака дан в работе [4]. Во всех случаях отмечается положительное влияние водорода на скорость процесса синтеза. Однако в работе [5] было показано, что на однопромотированном катализаторе (Fe/AlaOg) при температуре ниже 200° С и атмосферном давлении скорость синтеза аммиака была в 30 раз ниже, чем можно было ожидать из данных по хемосорбции азота. Предполагается, что в этих опытах хемосорбция азота была подавлена относительно большим количеством хемосорбирован-ного водорода. При исследовании раздельной и последовательной хемосорбции азота и водорода на железных катализаторах, содержащих различные промоторы, был сделан вывод о том, что одной из положительных сторон щелочного промотирования (КаО) является увеличение скорости хемосорбции азота в присутствии водорода [6]. В нашем исследовании влияния щелочного промотирования на кинетику и механизм синтеза аммиака при высоком давлении было показано, что добавка КгО оказывает сложное комплексное действие, в частности увеличивает число активных участков на поверхности катализатора, так как препятствует увеличению степени покрытия поверхности водородом и отрицательному заряжению его поверхностных комплексов [7]. Следует еще упомянуть, что при высоком давлении (150—310 атм) при температуре ниже 370° С уравнение Тёмкина — Пыжева неприменимо, что, по мнению Нильсона и др. [8], связано с изменением механизма для покрытия поверхности . [c.143]

Ряд интересных данных по кинетике синтеза аммиака был получен нами при широком варьировании соотношений На N2, температуры и объемной скорости на образцах железного катализатора с различными промоторами. Было проведено исследование влияния на активность образцов катализатора, содеряхащих различные промоторы, изменения соотношения Нг No от 0,5 до 10,0 в интервале температур 350—500° С (в отдельных опытах 350—550° С), при изменении давления от 20 до 400 атм и объемной скорости от 15 ООО до 120 ООО час"1. Исследование проводили на установке проточного типа с одновременной загрузкой четырех образцов катализатора, что позволяло получить надежные сравнимые данные в одинаковых условиях температуры, давления, объемной скорости и состава газовой смеси. В табл. 1 приведена часть полученных результатов. [c.143]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология