Аммиак скорость синтеза

Из рис. IV. 1 видно, что для каждого выхода аммиака скорость синтеза имеет максимальное значение при определенной температуре, причем эта температура тем выше, чем меньше выход аммиака. Поскольку при этих температурах достигается наибольшая скорость реакции, они наиболее выгодны для ведения процесса, т. е. являются оптимальными температурами. Точки, соответствующие максимальным скоростям синтеза для различных выходов аммиака, соединены прямой АВ, по которой можно определить оптимальные температуры синтеза аммиака по высоте зоны катализа для азото-водородной смеси стехиометрического состава при давлении 30 МПа. [c.160]

После разложения на пленке порции аммиака скорость синтеза при тех же экспериментальных условиях возрастала в десятки раз, причем в реакции расходовался только водород, а газообразный азот практически не расходовался и не влиял на скорость реакции. Кривая падения давления водорода при этой быстрой реакции изображена на рис. 2 (кривая 2). Сильное ускорение реакции после разложения на пленке аммиака [c.212]

У-12. Данные по скорости синтеза аммиака из водорода И азота были выражены с помощью уравнения Темкина и Пыжова [c.169]

Темкин при выводе зависимостей, выражающих скорости синтеза и разложения аммиака, получил степенное уравнение очень рациональным способом. В этом случае полученное уравнение полностью согласуется с экспериментальными данными. Уравнение Темкина будет рассмотрено ниже при расчете реакторов для синтеза аммиака (см. стр. 270). [c.219]

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]

С повышением температуры константа скорости синтеза аммиака растет. Но скорость синтеза зависит также от равновесной концентрации аммиака в газе, которая с повышением температуры уменьшается. [c.211]

Константа скорости синтеза аммиака на таком катализаторе может быть вычислена по уравнению [c.294]

В целом получение карбамида — гетерогенный процесс в системе Г—Ж, протекающий в кинетической области, причем скорость его лимитируется протекающей наиболее медленно стадией дегидратации карбамата аммония в расплаве. На равновесие и скорость синтеза карбамида влияют давление, температура и состав системы. Поскольку карбамат аммония обладает высоким давлением паров и, кроме того, синтез в целом протекает с уменьшением объема газа, то равновесный выход карбамида растет с увеличением давления (рис. 59). Скорость процесса и фактический выход карбамида также резко увеличиваются с повышением давления в результате возрастания движущей силы процесса, т. е. возрастания концентрацин газообразных реагентов. Скорость процесса, в частности скорость лимитирующей стадии (б), резко возрастает с повышением температуры, в результате чего растет фактический выход карбамида. Из рис. 60 видно, что выше 180°С кривые выхода проходят через максимум. При дальнейшем увеличении времени пребывания реакционной смеси в зоне нагрева выход карбамида падает из-за усиления побочных реакций. Выход продукта можно также увеличить применением избытка аммиака в исходной смеси по отношению к стехиометрическому соотношению [c.157]

Скорость синтеза аммиака на железном катализаторе в условиях, не слишком далеких от равновесия, определяют по уравнению Темкина и Пыжова (IV. 35). [c.149]

Высокой скорости реакции благоприятствуют высокие температуры и давление, но высокая температура означает более низкое значение равновесной концентрации аммиака и, следовательно, меньшую движущую силу . Поэтому скорость реакции возрастает с увеличением температуры, но достигает максимального значения и затем падает, поскольку приближается к равновесию. Вследствие этого оптимальный выход при заданном давлении получается в виде профиля, падающего вдоль слоя катализатора при возрастании температуры и содержания аммиака. В промышленных условиях максимальная скорость реакции получается при температуре на 70° С ниже равновесной. Таким образом, уравнение, описывающее скорость синтеза аммиака, должно учитывать температуру, давление, состав газа и равновесный состав. [c.167]

В 14.4.1 было показано, что температура и давление влияют на состояние системы и скорость синтеза аммиака противоположным образом, то есть существует противоречие между термодинамикой и кинетикой процесса. Поэтому, выход аммиака и удельная производительность катализатора зависят в первую очередь от этих параметров, а также от состава и объемной скорости газовой смеси, и активности катализатора и конструкции реактора. [c.200]

При выводе этого уравнения М. И. Темкин исходил из того, что при синтезе аммиака скорость реакции определяется скоростью активированной адсорбции азота, являющегося единственным адсорбированным газом на железе. При этом он также учитывал неоднородность поверхности катализатора, которая характеризуется параметром а [см. уравнение (XV. ) ]. Полученное уравнение находится в согласии с опытом. Оно имеет вид [c.411]

Представления об энергетической неоднородности поверхности катализатора были использованы М. И. Темкиным при изучении кинетики многих каталитических реакций и особенно синтеза аммиака. Разработанная им теория объясняет наблюдаемые на опыте дробные порядки реакций. Для процесса синтеза аммиака М. И. Темкин вывел общепринятое в настоящее время кинетическое уравнение, при помощи которого можно объяснить результаты более ранних исследований, а также и поздних исследований, не получивших до этого определенного истолкования. М. И. Темкин установил, что при синтезе аммиака на железном катализаторе единственным адсорбирующимся газом является азот и скорость реакции определяется скоростью его адсорбции. При выводе уравнения было учтено, что активные центры отличаются своими энергетическими характеристиками и на разных активных центрах адсорбция идет с различной скоростью. Упомянутое выше уравнение для скорости синтеза аммиака, находящееся в прекрасном согласии с опытом, имеет вид [c.278]

Синтез аммиака из азота и водорода протекает с заметной скоростью только в присутствии катализатора. Скорость синтеза аммиака на большинстве известных каталпзаторов описывается уравнением М. И. Темкина 1° [c.348]

Уже в 1931 г. было предположено [15], что медленной стадией при разложении аммиака может быть десорбция атомов азота. В последующем десятилетии очень детальное изучение синтеза и разложения аммиака в условиях, применяемых в промышленности, и в особенности работы, проведенные под руководством Темкина, Брунауэра и Эммета, Франкенбурга и X. С. Тэйлора, показали, что скорость адсорбции азота определяет скорость синтеза, а скорость его десорбции — скорость разложения аммиака. Недавно опубликованы превосходные обзоры [16, 17] этих исследований, в которых обращено большое внимание на разнообразие методов, использованных для получения данных по кинетике названных реакций. Для доказательства того, что поверхностные реакции протекают быстро, были использованы меченые атомы [18. Измерение поверхности катализаторов [19] сделало возможным более прямое сопоставление скоростей реакций на различных катализаторах. Было проведено также тщательное сравнение [20—22] скоростей адсорбции со скоростями реакций. При изучении хемосорбции частиц каждого типа на основе полученных результатов были проверены различные изотермы. Массивные катализаторы и их поверхности исследовали рентгенографически, пытаясь связать [16] каталитическую активность с кристаллической структурой . Рентгенографию и измерение величины удельной поверх- [c.244]

Примерами таких процессов являются синтез аммиака, скорость которого на различных катализаторах в области, не очень далекой от равновесия, определяется скоростью адсорбции азота [104, 138], окисление сернистого газа на платине или окиси железа, когда лимитирующей стадией является адсорбция сернистого газа или соответственно кислорода [475], а также некоторые другие процессы, рассмотренные в следующей главе. [c.141]

Как показывает совокупность экспериментальных данных, скорость реакции синтеза аммиака определяется скоростью химической адсорбции азота, а скорость разложения аммиака — скоростью десорбции азота (если система не очень сильно удалена от равновесия). [c.214]

Сопоставление скоростей должно, конечно, проводиться при равных степенях заполнения поверхности катализатора адсорбированным азотом. Соответствующая обработка экспериментальных данных, приведенная А. И. Горбуновым, показала, что на железе, как чистом, так и про-мотированном окисями калия и алюминия, скорость изотопного обмена в молекулярном азоте приблизительно в десять раз ниже скорости синтеза аммиака, что свидетельствует о справедливости механизма Темкина — Пыжева [23]. Пониженная, по сравнению с синтезом, скорость обмена указывает на ограниченную подвижность адсорбированных атомов азота.. В случае кобальта скорость обмена близка к скорости синтеза, для никеля же скорость обмена почти в 100 раз превышает скорость синтеза. Это можно было бы объяснить, в соответствии со схемой Хориути и сотр. [24], малой скоростью стадии гидрирования адсорбированного азота, но надо признать маловероятным предположение о меньшей скорости гидрирования адсорбированного азота на никеле по сравнению с железом. Возможно, что на никеле изотопный обмен молекулярного азота протекает не по адсорбционно-десорбционному, а по цепному механизму и его скорость может быть значительно больше скорости адсорбции. [c.136]

В последнее время японские исследователи [5, 6, 7] подвергли сомнению механизм Темкина—Пыжева [8], согласно которому скорость синтеза аммиака определяется скоростью хемосорбции азота, и высказали мнение, что лимитирующей стадией этого процесса является гидрирование хемосорбированного азота. [c.192]

Это противоречие может быть разъяснено путем сравнения скорости изотопного обмена в молекулярно.м азоте и скорости синтеза аммиака. Если обмен протекает по адсорбционно-десорбционному механизму и хемосорбция азота является общей стадией с процессами синтеза, то прн справедливости механизма Темкина — Пыжева скорость синтеза должна быть близкой к скорости обмена, если же лимитирующей стадией является гидрирование азота на поверхности катализатора, то скорость синтеза должна быть много меньше скорости обмена. [c.192]

Скорости этих процессов сильно зависят от степени заполнения поверхности катализатора азотом. В дальнейшем принимаем в соответствии с механизмом Темкина — Пыжева, что покрытие поверхности катализатора водородом не оказывает сильного влияния на скорость синтеза — разложения аммиака. [c.195]

Расчет показывает, что скорость разложения аммиака на дважды промотированном катализаторе в 10 раз превышает скорость обмена. Энергия активации процесса разложения аммиака, по данным различных исследователей, составляет при постоянной летучести азота от 31 до 44 ккал моль. Экспериментально найденная энергия активации обмена не выпадает из этих пределов. Кинетика реакции изотопного обмена также неплохо согласуется с известным уравнением Темкина—Пыжева. Увеличенную скорость синтеза по сравнению со скоростью обмена можно объяснить лишь малой скоростью поверхностной миграции атомов азота на катализаторе с данным содержанием промоторов. [c.197]

На никеле скорость изотопного обмена превышает скорость синтеза аммиака. Это можно объяснить малой скоростью гидрирования адсорбированного азота или отсутствием обгцей стадии в процессах синтеза и изотопного обмена. [c.198]

По мере приближения к равновесному состоянию процесса синтеза аммиака в зоне катализа диффузионное торможение уменьшается, скорость синтеза (и разложения) аммиака, по- [c.27]

Из рис. 108 видно, что для каждого выхода аммиака скорость синтеза достигает своего максимального значения при определенной температуре, причем эта температура тем выше, чем меньше выход аммиака. Поскольку при этих температурах двстигается наибольшая скорость реакции, они наиболее выгодны для ведения процесса, т. е. являются оптимальными температурами. Точки, соответству-юш ие максимальным скоростям синтеза для различных выходов [c.212]

Темкиным и Пыжейым [9] установлено, что скорость синтеза аммиака на железных и других катализаторах в состоянии, не слишком удаленном от равновесия, определяется уравнением [c.211]

Рис. 108. Относительная скорость синтеза аммиака при разлтных температурах. Цифры на кривых показывают выход аммиака в объемных %

Для этих температур константа скорости синтеза аммиака, рассчитанная по уравнению (VIII.И7), принимает значения — = 24,2 10 к, = 2,96 10 [c.296]

Отравляюш,ее действие воды сводится к минимуму, если концентрация ее паров поддерживается на низком уровне, который достигается использованием высокой объемной скорости, а также восстановлением при возможно более низких температуре и давлении. Синтез аммиака начинается сразу же, как только в конверторе восстановится некоторое количество железа, и экзотермическая теплота синтеза повышает температуру катализатора, что в свою очередь увеличивает скорость восстановления. Поэтому скорость восстановления должна контролироваться сохранением низкого давления и обычными методами регулирования температуры (добавление холодного газа и т. д.),, которые уменьшают выход аммиака. Скорость восстановления оценивается по концентрации-воды в выходящем газе, которая обычно не должна превышать 10 ООО объемн. ч1млн. [c.165]

Основной аппарат технологической схемы — колонна синтеза, представляющая собой реактор РИВ-Н. Колонна состоит из корпуса и насадки различного устройства, включающей ка-тализаторную коробку с размещенной в ней контактной массой, и систему теплообменных труб. Для процесса синтеза аммиака существенное значение имеет оптимальный температурный режим. Для обеспечения максимальной скорости синтеза процесс следует начинать при высокой температуре и по мере увеличе- [c.204]

АОт = 24,3 кДж/моль (при 400° С скорость синтеза аммиака становится ощутимой) следует лишь, что этот процесс невозможен при Ри, = Рнг = Рынз = 101,3 кПа (Робщ = 304 кПа) или при близких к этому условиях. Дело в том, что указанное значение АОб7з ниже упомянутого порога поэтому можно полагать что в иных условиях рассматриваемый процесс станет осуществимым. [c.110]

Зависимость констант скорости синтеза аммиака от температуры подчиняется уравнению Аррениуса (см. гл. IV). Кажущаяся энергия активации прямой реакции для двухпромотиро-ванного железного катализатора составляет 176 кдж/г-моль. [c.244]

Каган, Морозов и Подуровская [138], изучая сорбцию аммиака железными катализаторами, содержащими окись калия и окись алюминия как промоторы, при каталитическом синтезе аммиака пришли к выводу, что окись алюминия при этом адсорбирует относительно большие количества аммиака (при высоких температурах, достигаюш их 500°, и давлении 10 —500 мм рт. столба). Относительно большое тепло адсорбции указывает на активирующее действие. Окись калия понижает адсорбцио иную способностьи энергию адсорбции аммиака окисью алюминия. Таким образом, вследствие адсорбции аммиака, окись алюминия уменьшает скорость синтеза аммиака, в то время как окись калия уменьшает это отрицательное действие окиси алюминия. Молекулы аммиака адсорбируются преимущественно активными центрами катализатора, покрывая в то же время поверхность железа и поверхность промотора. [c.370]

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]

Аналогичным образом из уравнения скорости синтеза и разлол<ения аммиака в присутствии кислородсодержащих ядов, которой отвечает уравнение (V.259a) [438], получаем выражение кажущейся энергии активации разложения аммиака [c.305]

Сопоставлены скорости изотопного обмена азота и скорости синтеза (разложения) аммиака. Установлено, что на железном непромоти-рованном катализаторе и кобальте скорость синтеза аммиака по величине близка к скорости изотопного обмена. Если синтез и обмен протекают через общую стадию, то лимитирующим этапом синтеза аммиака на обоих катализаторах является диссоциативная хемосорбция азота. Однако на дважды промотированном железном катализаторе скорость обмена значительно меньше скорости синтеза, что, вероятно, связано с недостаточной нодвижиостью хемосорбированных атомов азота. [c.198]

Экспериментально установлено, что хемосорбция водорода и гидрирование адсорбированного азота на промышленном железном катализаторе протекают значительно скорее, чем хемосорбция азота, причем скорость последней близка к скорости синтеза аммиака. На основании этого М. И. Темкин предположил, что первая стадия является лимитирующей, а стадии адсорбции водорода и гидрирования адсорбированного азота до аммиака, объединенные в приведенной схеме в виде процесса (N2) + ЗН2 2ЫНз + ( ), являются практически равновесными (при не слишком большом удалении всего процесса от равновесия). При этом считается также, что в условиях катализа поверхность покрыта главным образом азотом, адсорбирующимся со средней силой. [c.133]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология