Скорость контактного окисления аммиака

Возможность уменьшения потерь платиноидных сплавов заключается в улавливании частиц металла непосредственно в контактном аппарате, что исключает рассеивание платины по всей азотнокислотной системе. В настоящее время с этой целью проводятся испытания мрамора, окиси кальция, доломита и других материалов, обладающих способностью задерживать до 60—80% мелкой платиновой пыли. Эффективное улавливание платины имеет большое значение, так как уменьшение ее потерь в системах, работающих под давлением, устранит один из главных недостатков таких систем и сделает их более перспективными. При успешном разрешении проблемы уменьшения потерь платины представится возможность повысить температуру контактного окисления аммиака, что положительно скажется на выходе окиси азота, скорости реакции и уменьшении отравления катализатора. [c.282]

Применение воздуха, обогащенного кислородом, позволяет получить нитрозные газы с высоким содержанием окиси азота и повысить скорость реакции. Контактное окисление аммиака под атмосферным давлением обеспечивает относительно высокий выход окиси азота при малых потерях катализатора. [c.147]

В России И. И. Андреев, независимо от других исследователей, изучал возможность получения азотной кислоты контактным окислением аммиака и разработал этот технологический процесс. За исключительно короткий промежуток времени он исследовал весь процесс получения азотной кислоты из аммиака сначала в лабораторных, а затем в полузаводских условиях и определил зависимость выхода окиси азота на платине от скорости газа, температуры и состава аммиачно-воз-душной смеси. [c.14]

Ознакомление с сущностью процесса катализа и механизмом реакций контактного окисления аммиака дает основу для выбора условий проведения всего процесса (катализатора избирательного действия, температуры, концентрации аммиака, скорости газа, конструкции конвертора и т. д.). [c.39]

Оптимальное, т. е. наиболее выгодное в смысле количества получаемого продукта, время контактирования (соприкосновение газов с катализатором) колеблется в пределах от одной до двух десятитысячных долей секунды. При меньшем времени соприкосновения газа с катализатором выход окиси азота снижается, так как аммиак не успевает окислиться на катализаторе. При большем времени контактирования выход N0 также снижается из-за протекания вредных побочных реакций. Повышение давления увеличивает скорость окисления аммиака до окиси азота. Однако это приводит к увеличению потерь платины — катализатора. В условиях процесса окисления аммиака платиновый катализатор постепенно становится рыхлым, теряет свою первоначальную прочность и мельчайшие частички его уносятся с газовым потоком. В установках, работающих под атмосферным давлением при температуре около 800°, потери платины на 1 т азотной кислоты составляют 0,04—0,06 г. С повышением давления и температуры потери катализатора увеличиваются в 5—7 раз. Поэтому азотную кислоту получают главным образом в установках, работающих под атмосферным давлением. На рис. 29 показана принципиальная схема контактного аппарата для каталитического окисления аммиака под атмосферным давлением. Аппарат имеет корпус 1 цилиндрической [c.83]

Влияние давления на степень конверсии аммиака. Применение повышенного давления при пол чении разбавленной азотной кислоты методом контактного окисления аммиака было связано со стремлением увеличить скорость процессов окисления аммиака [c.352]

Катализаторы изменяют скорость реакции по-разному одни сильно ускоряют ее (положительный катализ), другие замедляют (отрицательный катализ). Примером первого может служить получение серной кислоты контактным и камерным способами, окисление аммиака в азотную кислоту, с помощью платины и многие другие. Примером второго — сильное уменьшение разложения перекиси водорода в присутствии небольших количеств серной кислоты (0,0001 части по весу) или очень медленное окисление раствора сернистокислого натрия в присутствии этилового спирта и др. [c.74]

Применение повышенного давления при получении азотной кислоты методом контактного окисления аммиака было вызвано необходимостью увеличить скорости окисления окиси азота и образования азотной кислоты. В этом отношении преимущества высокого давления совершенно бесспорны. Стремлением к высокой производительности системы и компактности всей установки определялось и проведение всего процесса получения азотной кислоты под давлением, в том числе и стадии окисления аммиака. [c.64]

Уменьшение потерь платины в системах, работающих под давлением, позволяет устранить основной недостаток этих систем, что делает их более перспективными. При успешном разрешении проблемы снижения потерь платины окажется возможным повысить температуру контактного окисления аммиака, что позволит увеличить выходы окиси азота, скорость реакции и уменьшить отравление катализатора. [c.78]

Влияние давления на степень конверсии аммиака. Применение повышенного давления при получении разбавленной азотной кислоты методом контактного окисления аммиака было связано со стремлением увеличить скорость процессов окисления аммиака в окись азота и переработки N0 в азотную кислоту. Установки, работающие под давлением, компактны и отличаются высокой производительностью. Однако степень конверсии аммиака понижается с ростом давления. В табл. УП-4 приведены сравнительные данные о степени конверсии аммиака на платино-родиевых сетках (7% ЯЬ, диаметр нити 0,09 мм) при 860—900 °С. [c.366]

Скорость каталитического окисления аммиака во многом зависит от технологического режима процесса и конструкции контактного аппарата, причем для разных условий процесс может протекать или в кинетической, или в диффузионной области. В первом случае лимитирующей стадией является собственно химическое каталитическое превращение аммиака, во втором — диффузия аммиака из газового потока к поверхности катализатора. Для снятия диффузионных торможений применяют энергичное перемешивание газов, как правило, за счет турбулизации потока увеличением линейной скорости аммиачновоздушной смеси. [c.177]

Скорость каталитического окисления аммиака зависит от технологического режима процесса и конструкции контактного аппарата. На высокоактивных платиноидных катализаторах процесс протекает в диффузионной области. На менее активных (оксидных) катализаторах при пониженных температурах и хорошем перемешивании газовой смеси окисление аммиака определяется скоростью каталитических актов, т. е. протекает в кинетической области. [c.246]

Для окисления аммиака в производственных условиях смесь его с воздухом с определенной скоростью, при 500° С, пропускают через контактный аппарат—конвертор, снабженный платиновыми сетками (рис. 75). На рисунке 76 такая сетка представлена отдельно. Полученную окись азота переводят в азотную кислоту так же, как и при дуговом методе. [c.234]

Применение повышенного давления при получении азотной кислоты методом контактного окисления аммиака было вызвано главным образом необходимостью увеличения скорости окис- [c.78]

Хорошо изучен процесс окисления аммиака. Установлено, что скорость процесса определяется скоростью диффузии от контактной [c.301]

Промышленные контактные реакции являются, как правило, реакциями быстрыми время соприкосновения газа с катализатором измеряется во многих случаях десятыми долями секунды, а иногда даже десятитысячными (окисление аммиака). Надо, поэтому, ожидать, что на работу промышленных катализаторов этапы переноса оказывают значительное влияние, быстро возрастающее по мере увеличения активности контактных масс. Учет скорости физических этапов контактного процесса необходим для правильного решения таких задач, как выбор линейной скорости газа, структуры и крупности зерен катализатора, определение диаметра труб для загрузки контактной массы, предельно допустимой интенсивности теплоотвода и ряда других. [c.404]

При применении Ог объем исходной аммиачно-кислородо-воздушной смеси на 1т моногидрата кислоты составит 1136 л и на выхлопе 80 ж вместо соответственно 4270 и 3450 в случае использования воздуха. Скорость окисления окиси азота — основной реакции, определяющей скорость образования азотной кислоты, увеличится примерно в 200 раз по сравнению с окислением нитрозного газа, полученного при окислении аммиака воздухом. Поэтому удельный абсорбционный объем на 1 т кислоты, получаемой в сутки, составит 0,1 вместо 36 при абсорбции обычных нитрозных газов при атмосферном давлении. Объем аппаратуры контактного узла уменьшится в 4 раза, абсорбционной колонны в 360 раз. [c.73]

Если активность катализатора и скорость реакции высоки, то используют катализатор в виде сеток, расположенных друг над другом в несколько слоев (рис. 6.48,6). Время контакта газа с поверхностью сеток составляет тысячные доли секунды. Реакция протекает практически на внешней поверхности катализатора. Поэтому такие реакторы называют контактными аппаратами поверхностного контакта. Их применяют для окисления аммиака на платино-родиевых сетках, для окисления метанола на медных или серебряных сетках и т. п. [c.136]

Контактный аппарат с катализатором в виде сетки применяется в тех случаях, когда скорость реакции очень велика. Например, окисление аммиака до окиси азота проводят на катализаторе, который представляет собой несколько слоев платиновых сеток, расположенных между верхней и нижней коническими крышками контактного аппарата (рис. УП1.4,б). Время соприкосновения t составляет около 10 с. При уменьшении т снижается степень превращения, а при увеличении t уменьшается выход N0 — целевого продукта за счет образования побочных продуктов. [c.172]

Повышение давления увеличивает -скорость окисления аммиака и производительность контактного аппарата. Установки, работающие под повышенным давлением, характеризуются большей компактностью, малыми размерами оборудования. [c.166]

Как видно из уравнения (I), окисление аммиака до окиси азота является экзотермической реакцией. Если образующееся тепло не отводить, то с повышением температуры в контактном аппарате скорость реакции может настолько повыситься, что значительная часть аммиака еще до контактирования либо диссоциирует на элементы (4), либо окислится до молекулярного азота и воды (3). Лишь меньшая его доля, достигнув катализатора, окислится до окиси азота (I). Но и то его количество, которое образовалось при столь высокой температуре по выходе из катализатора, частично распадается на азот и кислород (5). Следовательно, резкое повышение температуры ведет [c.97]

Впервые явление катализа было открыто в 1806 г. Н. Клеманом и Ш. Дезормом в камерном процессе получения серной кислоты. Они установили каталитическое действие оксидов азота на скорость окисления SO . В конце XIX в. промышленным методом получения серной кислоты стал контактный способ, основанный на окислении SOj кислородом в присутствии платинового катализатора. В настоящее время вместо дорогостоящих платиповых катализаторов успешно работают оксидные смеси (например, VjOj с K2SO4). Каталитическим способом проводят промышленный синтез аммиака (N ) + 3 (Н ) —> 2 (NH.,), где в качестве катализатора используют железо, промо-тированное оксидами алюминия и калия. Синтез азотной кислоты осуществляют с помощью каталитического окисления аммиака в присутствии платинового катализатора. [c.179]

Системы, работающие по комбинированной схеме с давлением 0,35— 0,4 МПа иа стадии абсорбции оксидов азота, состоят из нескольких агрегатов мощностью 45—50 тыс. т/год (в пересчете на 100%-иую НКОз). Концентрация продукционной кислоты 47—49% (масс.). Схема установки приведена на рис. 1-40. Атмосферный воздух и газообразный аммиак из газгольдера после очистки поступают в аммиачно-воздушный вентилятор из иего аммиачно-воздущиая смесь (АВС), пройдя подогреватель и дополнительно картонные фильтры, поступает в контактные аппараты. Процесс окислени аммиака ведут при температуре 800—820 °С и линейной скорости смеси около 1,0—1,2 м/с. Нитрозные газы после контактных аппаратов поступают в ко-тел-утилизатор, в котором оии охлаждаются до 160—190 С. При этом получают пар давлением 4,0 МПа и с температурой перегрева до 450 С. Далее иитрозные газы направляются в подогреватель аммиачио-воздушиой смесн здесь онн охлаждаются до 125—140 С и двумя параллельными потоками поступают в два газовых холодильника-промывателя, где температура газов снижается до 35—40°С. При охлаждении нитрозных газов происходит коиденсация водяных парой с образованием 12—15%-иой ННОз и поглощение не прореагировавшего аммиака. [c.63]

Определение кинетических параметров при окислении аммиака на платино-родиевых сетках. Определение температуры зажигания катализатора в зависимости от скорости аммиачно-воздушной смеси и от содержания аммиака в ней производилось в контактном аппарате, изображенном на рис. 1, включенном в проточную установку для окисления аммиака. [c.142]

Возрастаюш,ие потери катализатора при этих температурах уже не оправдываются теми преимуществами, которые определяются большой производительностью контактного аппарата. Если при 650° потери платины составляют 0,05—0,1 г на 1 г НЫОз, то при 900° потери уже составляют 0,25—0,30 г на 1 г НЫОз (давление 5—8 ата). Поэтому температура при окислении аммиака не должна превышать 920°, несмотря на возможность повышения скорости реакции при более высоких температурах. [c.49]

Выход окиси азота зависит не только от времени контактирования, но и от времени пребывания газа в контактном аппарате в зоне высоких температур раскаленных стенок. Это вызывает необходимость увеличения числа сеток при окислении аммиака под давлением (при этом увеличивается скорость газа и уменьшается время пребывания газа в самом аппарате). [c.62]

Для рационального использования тепла окисления аммиака контактный аппарат 7 изготовлен как единый аппарат с паровым котлом 8. Нижняя часть контактного аппарата 7 заполнена нагревательными трубками. Нитрозные газы, отдав часть тепла в котле, поступают далее в экономайзер 9. Вода из сепаратора 11 центробежным насосом высокого давления 6 подается в нагревательные трубки котла 8 здесь за счет тепла нитрозных газов образуется паро-водяная эмульсия, которая проходит трубки с большой скоростью и выбрасывается в сепаратор 11, где пар отделяется от воды. Насыщенный пар проходит пароперегревательные трубки, расположенные в средней части парового котла 8, и поступает потребителям. Свежая вода, предварительно подогретая в экономайзере 9, подается в сепаратор 11 насосом 5. [c.169]

М. В. Поляков с сотр. установил, что в условиях контактного окисления аммиака превращение его в азот происходит не в результате разложения NH3, а вследствие окисления. Аммиак, проходящий при большой скорости газового потока в пространство за ка-тализаторной сеткой, неизбежно теряется. Он может реагировать с окисью азота, давая элементарный азот, затем с двуокисью азота, образуя азотистокислый и азотнокислый аммоний, в свою очередь разлагающиеся при высокой температуре на азот и закись азота. [c.64]

При контактном окислении аммиака стремятся создать условия, при которых скорость юбразования окиси азота была бы наибольшей, т. е. преобладала бы первая реакция. [c.163]

ОтраТвление и старение катализаторов. Хорошо известно, что даже незначительные примеси некоторых посторонних веществ в реагирующих газах могут в короткий срок вызвать сильное уменьшение активности катализатора или даже полную потерю ее. Так, платиновый катализатор, применяющийся в контактном методе производства серной кислоты, очень чувствителен к наличию в реакционных газах даже самых незначительных количеств мышьяковистых соединений (которые обычно получаются при обжиге колчедана) и в присутствии их быстро теряет свою активность. Известно также, что скорость каталитического окисления аммиака на платине сильно уменьшается даже при очень малом содержании в газовой смеси фосфористого водорода, сероводорода или ацетилена. Например, выход продуктов реакции окисления аммиака при пропускании смеси воздуха с аммиаком (8,8% ЫНз) на платиновом катализаторе при 750 °С оказался равным в условиях опыта 93,8%. При прибавлении же к смеси фосфористого водорода в ко- [c.690]

Отравление катализаторов. Скорость рассматриваемых реакций, а следовательно, активность и избирательность катализаторов зависит от наличия в реагирующей среде ряда примесей. Некоторые вещества заметно снижают каталитическое действие даже тогда, когда присутствуют в смеси в очень малых концентрациях. Они называются ядами, а само явление, по аналогии с биологическими процессами,— отравлением катализатора. Трехокись мышьяка — яд для ванадиевого и платинового катализатора окисления двуокиси серы кислородом. Кислород, водяной пар, окись углерода, сероводород и другие сернистые соедипегшя — яды для катализатора синтеза аммиака фосфористый водород — яд для контактного окисления аммиака. Все эти вещества понижают активность катализатора уже при концентрациях, измеряемых сотыми и даже тысячными долями процента. [c.74]

Соотношение [28] может быть использовано и для решения вопроса о значении внутренней структуры катализаторов для протекания быстрых контактных процессов в условиях преобладающего влияния внешней диффузии (т)с 0.1). Согласно уравнению [28], в этом случае Л/ц ЮО. Изменение скорости в 10 раз будет происходить на глубине 0.023 средней длины капилляра. По сравнению с диаметром капилляра — это большая величина, и работающая внутренняя поверхность и в этом случае значительно превосходит внешнюю поверхность зерен катализатора. Так, например, при окислении аммиака на окиснокобальтовом катализаторе работающая внутренняя поверхность в 500 раз превосходит внешнюю поверхность зерен. Внутренняя структура зерен катализатора имеет, следовательно, существенное значение и для быстрых реакций. В условиях, когда проте кание этих реакций регулируется внешней диффузией, внутренняя структура не влияет на скорость, но определяет те граничные значения скоростей газового потока и температуры, при которых возможно протекание процесса во внешней диффузионной области. Этим объясняется увеличение допустимой нагрузки на платинородиевые сетки в процессе окисления аммиака после разрыхления внешней поверхности. [c.418]

Аммиак разлагается до N2 по пути к контактному аппарату за счет высокой температуры стенок газопроводов и малой скорости потока газа по уравнению 4ЫНз- -302 = 2Ы2-1-6Н20. Шероховатые стенки аппаратов ускоряют реакцию преждевременного окисления аммиака до N2. [c.23]

Реакции (а) — (г) практически необратимы и поэтому направление процесса определяется соотношением скоростей реакций. В отсутствие катализаторов окисление аммиака идет в основном с образованием азота по реакции (в). Для производства азотной кислоты необходимо наиболее полное окисление аммиака по реакции (а), поэтому применяют катализаторы, избирательно ускоряющие ее. На практике степень окисления аммиака кислородом воздуха до окиси азота, т. е. селективность процесса, достигает 98%. Процесс окисления проходит только при высоких температурах, Ъднако излишне высокая темп.ература (свыше 900° С) приводит к образованию элементарного азота. В качестве избирательных катализаторов, ускоряющих процесс окисления аммиака до окиси азота, могут служить платина и ее сплавы с металлами платиновой группы, окислы железа, марганца, кобальта и др. До настоящего времени платина и ее сплавы являются непревзойденными по своей активности катализаторами для этой реакции. Поэтому большинство заводов, производящих азотную кислоту из аммиака, работает с применением платиновых катализаторов. Неплатиновые катализаторы, хотя и менее активные, но более дешевые также широко применяются во второй стадии окисления аммиака. Неплатиновые катализаторы (например, железохромовые) применяются в виде таблеток размером 5x4 мм, которые засыпаются в контактный [c.54]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология