Катализатор железный адсорбция азота

Найдено, что на железных активированных катализаторах скорость адсорбции азота близка по порядку величины к скорости каталитического синтеза аммиака. По этим данным вычислены теплота адсорбции С,,,д, и энергия активации адсорбции азота. Полученное значение хорошо согласуется с вычисленным по формуле [c.324]

На чистом железе 111] в отличие от промотированных железных катализаторов синтез аммиака не лимитируется адсорбцией азота, так как ее скорость значительно больше скорости синтеза. В этом случае синтез аммиака также протекает с участием атомарного азота и лимитируется скоростью диссоциации молекул азота. [c.211]

На рис. 56 изображены кривые сродства, полученные Эмметом и Брунауером для адсорбции азота и аргона на железном катализаторе, промотирован-ном окисью алюминия. Кривая азо а вычислена по четырем изотермам (две при 77,3 и две при 90,1°К), кривая аргона — по двум изотермам (одна при 77,3 и одна при 90,1°К). Следует отметить, что для [c.160]

Для того чтобы по одной изотерме адсорбции вычислить другую при иной температуре, необходимо рассмотреть, как изменяются с температурой величины с, и п. Константа с зависит от температуры экспоненциально, так как она приближенно равна е и можно предполо кить, что —Е лишь очень мало зависит от температуры. Изменение вызывается тепловым расширением адсорбированного слоя с ростом температуры, как это было показано в главах IV и V. В качестве первого приближения можно принять, что изменяется с температурой так же, как где — плотность сжиженного газа. По той жо причине п должно изменяться приблизительно как й /., и во всяком случае изменения п невелики. Эмпирически было найдено, что при не слишком больших изменениях температуры изменениями п можно действительно пренебречь. Из этих допущений были вычислены по изотермам адсорбции азота и аргона при 77,3°К на железном катализаторе, промотированном окисью алюминия, изотермы для 90,1° К. Результаты [c.222]

Рис. 102. Чистые теплоты адсорбции азота и аргона на железных катализаторах.

Р и с. 27. Скорость адсорбции азота на железном катализаторе аммиачного синтеза [42]. [c.75]

Скорость адсорбции водорода на пленках чистого железа, на никеле и палладии изменяется с давлением пропорционально в то время как скорость адсорбции азота на железном катализаторе с двумя промоторами или адсорбции водорода на вольфраме, по-видимому, пропорциональна Р. [c.76]

Рис. 11. Изотерма адсорбции азота на однократно промотированном железном катализаторе при 77,3°К, начерченная по уравнению (41) теории полимолекулярной адсорбции.

При изучении физической адсорбции азота на железном катализаторе Бентон и Уайт [21] отметили два резких излома на -образной изотерме при —191,5°. Они объяснили эти изломы заполнением первого и второго адсорбционных слоев. Хотя в более поздней работе [22] было показано, что эти изломы исчезают, если ввести поправки на отклонение азота от законов идеальных газов, — это предположение Бентона послужило исходным пунктом для исследований Эммета и автора, приведших к методу определения поверхности по газовой адсорбции- ]. [c.387]

Определяющей стадией процесса является активированная адсорбция азота. Выход аммиака зависит от многих параметров технологического режима температуры, давления, времени соприкосновения газа с катализатором (или обратной величины, называемой объемной скоростью газа), состава газовой смеси, активности катализатора, конструкции аппарата. Есл1 1 система находится в состоянии, не слишком удаленном от равновесия, то скорость процесса на промышленных железных катализаторах можно приближенно рассчитать по уравнению М. И. Темкина [c.89]

Медь и железб, как установили Мюллер и Барк, имеют наибольшую активность из всех изученных катализаторов. В присутствии медной и железной спиралей в опытах авторов окись азота разлагалась уже при температуре порядка 300 " С. Такие катализаторы, как цинк, марганец, магний, заметно разлагали N0 при температуре / = 500—600 °С. Наименее активными оказались хром, латунь и алюминий. Эти катализаторы практически не ускоряют реакцию в области температур <600 °С. При i = 300° , как установлено в работе [268], в результате инактивации катализатора, вызванной адсорбцией кислорода, окись азота разлагалась на железной спирали, восстановленной в атмосфере метилового спирта или водорода, только на 45,7%. При этой температуре N0 на медной спирали разлагалась на 637о, однако уже при / = 400 °С в случае восстановленного железа разложение окиси азота было полным. Для меди разложение N0 на 1007о имело место при температуре = 500 °С. [c.105]

Теория синтеза аммиака в присутствии катализаторов получила плодотворное развитие в результате работы ]И. И. Темкина п В. ]И. Пыжева [193]. Авторы показали, что при синтезе аммиака на железном катализаторе, иромотированном окисью алюминия и окисью калия, скорость суммарного процесса определяется кинетикой активированной адсорбции азота на поверхности, свободной от адсорбированного азота. Количество азота на поверхности определяется равновесием с водородом и аммиаком в газовой фазе, так как гидрирование адсорбированного азота в аммиак протекает быстро. Скорость разложения аммиака определяется скоростью десорбции азота. [c.112]

Если в реакции участвует только одно вещество, адсорбционное равновесие которого определяет степень заполнения, то скорость реакции окажется пропорциональной концентрации этого вещества в степени 1—а, где а — число, у которого нет никаких оснований быть целым. Таким образом, реакция оказывается дробного порядка по исходному веществу. Как мы покажем в главе II, примером может слуншть реакция углерода с кислородом — основная реакция весьма важного в технике процесса горения угля. В более сложных случаях, когда степень заполнения поверхности определяется не адсорбционным, а химическим равновесием, величина С представляет собой равновесную концентрацию адсорбирующегося вещества, а реакция имеет дробный порядок и тормозится продуктом, как в уже упоминавшихся примерах каталитического синтеза аммиака и метилового спирта. Так, для процесса синтеза аммиака на железном катализаторе, согласно Темкину и Пыжеву [14], скорость реакции определяется медленной активированной адсорбцией азота, причем адсорбированный азот находится в равновесии с аммиаком и водородом в газовой фазе, откуда [c.21]

Исходя ИЗ результатов, полученных с помощью ионного проектора, Брилль, Рихтер и Рух [67] пришли к заключению, что азот адсорбируется преимущественно на грани (111) железа. Согласно представлению Руха, основанного на теории химической связи, хемосорбция молекулярного азота обусловлена перекрыванием заполненной л -орбитали N2 и незаполненной низко-энергетической поверхностной орбитали Fe. При этом связь в молекуле N2 ослабляется. Особенно благоприятные условия для этого имеются на грани (111). Однако грань (111) не является равновесной гранью железа, к которым принадлежат грани (100J и (110). Благодаря адсорбции N2 поверхностная энергия грани (111) уменьшается, и эта грань становится равновесной. Промышленный железный катализатор восстанавливают в потоке азото-водородной смеси, что создает условия для образования граней (111) на поверхности кристаллов. Цвитеринг и Вестрик [68] установили, что железный катализатор, полученный восстановлением магнетита, имеет главным образом грани (111). Таубе [69] провел синтез аммиака на усах железа, которые были огранены только гранями (100) и (ПО). Выход аммиака не составил и 1% получаемого на обычных железных катализаторах. Мольер и Берндт [70] исследовали эти усы методом ДМЭ и не смогли обнаружить адсорбции азота на них. Шмидт [71] методом масс-спектрометрии с эмиссией ионов полем показал, что первым промежуточным продуктом на поверхности катализатора, вероятно, является N2H. Соответствующий поверхностный комплекс может иметь строение, показанное на рис. 63. [c.138]

Рассчитайте энтропию адсорбции азота на железном катализаторе Д52 для нескольких значений 0, используя приведенные в разд. ХУ-4Б данные Шолтена и сотрудников. [c.541]

Указанные факты и приводят к выводу об адсорбции и десорбции азота как лимитирующей стадии синтеза и разложения аммиака . Последнее недавно подтверждено в диссертации И. Шолтена [1153], сопоставившего скорость химической адсорбции азота на железном катализаторе со скоростью синтеза аммиака и изучавшего также адсорбционное равновесие азота на железе. [c.216]

Все исследованные образцы металлических катализаторов получали обработкой водородом соответствующих окислов или выщелочных сплавов при 500° (Fe, Ni, Си) и 550° (Со). Поверхности после пассивации катализаторов измеряли по низкотемпературной адсорбции азота. Были изучены следуюище образцы металлических катализаторов 1) промсти-рованный железный катализатор (2% КгО и 4,5% АЬОз), удельная поверхность 5 = 21 м-1г 2) пористое железо-армко без промоторов 5 = =0,6 м 1г 3) кобальт, приготовленный из окиси-закиси кобальта, которую получали разложением азотнокислого кобальта (ч.д.а.), 5=0,46л12/г [c.193]

При относительных давлениях, ббльших 0,35 и вплоть до 0,50, экспериментальные данные, представленные по уравнению (38), с ростом давления все более и более отклоняются от прямой линии. Точки отклоняются при данном значении р/р в направлении слишком малых значений адсорбции по сравнению со значениями, соответствующими уравнению (38). Поэтому становится необходимым пользоваться уравнением (41), содержащим три константы. Сначала определяются значения и с графически по уравнению (38) для р/рд 0,35, а затем, пользуясь найденными значениями, с помощью уравнения (41) определяют методом последовательных приближений значение п. даютцее наилучшее согласие с экспериментальными данными. Это иллюстрируется на рис. 71, на котором изображена изотерма адсорбции азота при 77,3 К на железном катализаторе, промотированном окисью алюминия. После графического определения из прямолинейного участка констант и с были вычислены четыре изотермы для значений п, равных 5, 6, 7. Следует отметить, что для относительных давлении, меньших 0,35, все четыре изотермы совпадают, и расхождения начинаются только при более высоких относительных давлениях. [c.220]

Пять точек, для которых были проделаны расчеты, показаны на рис. 101 [ ]. Кривая I изображает изотерму адсорбции азота при —195,8° на железном катализаторе, промотированном А12О3. Точки А ъ В были определены раньше, точка С представляет се-редичу линейного участка, точка I) — конец линейного участкаа,точка Е соответствует линейной экстраполя- [c.390]

Метод точен, — по адсорбции азота абсолютная поверхность может быть определена в пределах отклонений до 20%. Сравнения с визуальными определениями, в частности с данными, полученными с помощью электронного микроскопа, указывают на то, что они дают худшую оценку. Относительные поверхности могут быть определены даже с большей точностью, чем 10%. Например, отношение поверхности железного катализатора, промотированного AI3O3, к поверхности непромотированпого железного катализатора по величинам адсорбции в точке В оказалось 22,0 (изотерма азота при —183°), 23,3 (азот при —195,8°), 22,8 (окись углерода при —183°), 22,0 (аргон при —183°) и 22,7 (бутан при 0°). Максимальное отклонение от среднего составляет менее 5%. [c.402]

Неоднородность поверхности адсорбента сказывается значительно больше при хемосорбции, чем при ван-дер-ваальсовой адсорбции. Влияние неоднородности на хемосорбцию будет детально обсуждаться во II томе здесь же мы поясним это на двух примерах, Во-первых, Брунауер и Эммет нашли, что если часть поверхности железного катализатора покрыта слоем кислорода, то физическая адсорбция азота (или любого другого газа) происходит одинаково легко как на части поверхности, покрытой кислородом, так и на неокисленных атомах железа, хемосорбция же водорода или окиси углерода исключена на окисленной части и протекает лишь на атомах железа. Если вся поверхность покрыта кислородом, хемосорбция водорода при —78° или окиси углерода при —183° почти полностью исключена, на физическую же адсорбцию азота окисление поверхности практически не оказывает влияния. Во-вторых, Эммет и Брунауер нашли, что поверхность железнох о катализатора, промотированного окисью алюминия, [c.459]

Синтез аммиака из азота и водорода проводят па железном катализаторе. Поверхность его неоднородна, ( ко-рость реакции определяется напболее медленной ста-дие11 — адсорбцие азота. Заполнение поверхности, или поверхностную концентрацию азота, можно определить по указанному выше уравнению. Тогда скорость синтеза аммиака запишется в виде следующего кинетического [c.41]

В ходе предыдущего обсуждения мы не рассмотрели возможное влияние водорода на адсорбцию азота. Тамару [140], используя дважды промотиро-ванный железный катализатор, изучил этот вопрос и установил, что хемосорбция азота ускоряется водородом в некоторой стенени, зависящей от количества одновременно хемосорбирующегося водорода. Применив проточно-циркуляционный метод, Тамару [141] (см. разд. 3.3.10) смог измерить величины адсорбции как азота, так и водорода во время работы катализатора. Образующийся в процессе реакции аммиак удалялся с помощью низкотемпературной ловушки, а скорость циркуляции азота и водорода поддерживалась высокой. Поэтому экспериментально наблюдаемая скорость реакции вполне соответствовала начальной скорости реакции в отсутствие аммиака. ПолЗ ченпые результаты показали, что скорость адсорбции азота примерно в десять раз превышает скорость образования аммиака. В то же время одновременная адсорбция азота не влияет на адсорбцию водорода в заметной степени даже в том случае, когда азот и водород присутствуют в сравнимых количествах. [c.358]

На промотированном железном катализаторе того же типа были измерены также теплоты хемоеорбции и физической адсорбции окиси углерода и азота. В этих случаях исследователи имели дело определенно с поверхностной адсорбцией. Биб и Стивенс калориметрически определили теплоты адсорбции окиси углерода на железе и для начальной теплоты хемосорбции нашли 17 ккал моль при —183° и 34 ккал моль при 0°. Теплоты ван-дер-ваальсовой адсорбции изменялись в пределах от 3,7 до 5 ккал моль в зависимости от количества адсорбированной окиси углерода. Теплота хемоеорбции азота на железе была вычислена Эмметом и Брунауером[21] из изотерм адсорбции при 400 и 450° она составляла около 35 ккал моль 0,010—0,014 см азота, адсорбированного на грамм железа. Теплоты ван-дер-ваальсово11 адсорбции азота на железе, калориметрически измеренные Бибом и Стивенсом, изменялись в пределах от 2,5 до 4,4 ккал моль при —183°. Аргон, конечно, химически не сорбировался. Для теплот физическо адсорбции Биб и Стивенс при —183°, в зависимости от адсорбированного количества, получили величины между 2,5 и [c.312]

Смотреть страницы где упоминается термин Катализатор железный адсорбция азота: [c.302] [c.211] [c.436] [c.518] [c.12] [c.494] [c.15] [c.35] [c.312] [c.393] [c.419] [c.482] [c.28] [c.47] [c.15] [c.35] [c.220] [c.222] [c.390] [c.393] [c.419] [c.471]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология