Определение равновесной концентрации аммиака при синтезе

Определение равновесной концентрации аммиака при синтезе [38, с. 133] [c.152]

Реакция синтеза обратима и протекает с уменьшением объема и с выделением тепла. Согласно принципу Ле Шателье, повышение давления и отвод выделяющегося тепла смещают равновесие реакции в сторону образования аммиака. В промышленных условиях синтез аммиака проводят при температуре около 500° С и давлении 300 ат. В этих условиях равновесная концентрация аммиака может достигать лишь 26%. Для полного превращения азото-водородной смеси в аммиак применяют многократную циркуляцию газовой смеси через колонну синтеза. С целью ускорения реакции используется железный катализатор. Газовая смесь (циркулирующая и свежая) поступает в колонну синтеза с определенной объемной скоростью, под которой понимают количество газа (в м ), пропускаемого через 1 катализатора в 1 ч. Чем выше объемная скорость газа, тем меньше содержание аммиака в газовой смеси (при одинаковых давлении и температуре) [c.145]

Кинетика синтеза и распада аммиака. Долгое время изучение кинетики гомогенных и каталитических реакций считалось основным путем для выяснения их механизма. К сожалению, измерение скорости соединения азота и водорода в аммиак связано с большими трудностями. Такие определения практически невыполнимы при давлении в 1 ат, так как равновесная концентрация аммиака при этом давлении равна лишь нескольким десятым процента. При более высоких давлениях равновесие более благоприятно однако при этом выделяется много тепла, вызывающего значительный температурный градиент в самом катализаторе. Поэтому до настоящего времени не опубликовано никаких кинетических измерений, которые устанавливали бы зависимость скорости реакции от парциальных давлений водорода и азота. [c.126]

Азотоводородная смесь, получаемая конверсией углеводородов и газификацией твердого топлива, содержит инертные для синтеза аммиака компоненты — аргон и метан. Аргон вносится с атмосферным воздухом, а остаточное содержание метана определяется параметрами процессов конверсии, газификации и метанирования. В цикле синтеза аммиака неизбежно постепенное накопление аргона и метана, снижающих равновесную концентрацию аммиака в значительно большей степени, чем вызванное ими уменьшение парциальных давлений водорода и азота. Поэтому содержание аргона и метана в циркулирующей смеси строго регламентируется и поддерживается на определенном уровне путем постоянной продувки части газов. [c.196]

Значение второго начала термодинамики для химии можно пояснить следующим типичным примером. Эквимолярная смесь азота, водорода и аммиака заполняет сосуд под умеренным давлением при высокой температуре, когда реакции идут быстро. Реакция N2ЗН2 = 2МНз в этой смеси мыслима в обоих направлениях, одинаково не противоречащих первому началу. В действительности же в указанных условиях она идет лишь в сторону разложения аммиака до тех пор, пока его не останется в смеси очень малое, но вполне определенное количество. После этого реакция останавливается и наступает состояние, называемое химическим равновесием. Очевидно, что выбранные условия мало пригодны для синтеза аммиака азотно-водородная смесь прореагирует лишь в очень малой доле и значительных количеств аммиака получить из нее не удастся. Второе начало позволяет все это предвидеть, указать зависимость равновесных концентраций от давления и температуры и выбрать наиболее благоприятные условия для получения нужных продуктов. Действительно, созданию важной промышленности синтетического аммиака предшествовало термодинамическое исследование, установившее оптимальные условия реакции. [c.288]