Окисление аммиака скорость реакции

Катализ имеет огромное значение в технике и природе. Подбирая соответствующим образом катализаторы, можно осуществить процессы в желаемом направлении и с нужной скоростью. Область применения каталитических реакций в химической промышленности в настоящее время совершенно необозрима. Напомним лишь, что такие важные процессы, как производство серной кислоты, синтез аммиака, окисление аммиака до азотной кислоты и многие другие, являются каталитическими. [c.274]

Реакции (а) — (г) практически необратимы и поэтому направление процесса определяется соотношением скоростей реакций. В отсутствие катализаторов прн высоких температурах (выше 900°С) 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 оксида азота, т. е. селективность процесса, достигает 98%. В качестве избирательных катализаторов, ускоряющих процесс окисления аммиака до оксида азота, могут служить платина и ее сплавы с металлами платиновой группы, оксиды железа, марганца, кобальта и др. До [c.100]

Рассмотрим построение оптимального температурного профиля на примере обратимых экзотермических реакций. К ним относится большое число известных промышленных процессов — синтез аммиака, окисление ЗОг, конверсия окиси углерода. Повышение температуры в этих реакциях уменьшает константу равновесия и достижимую степень превращения, но увеличивает скорость реакции. Для увеличения скорости реакции полезно, чтобы на входе в реактор, где количество образующегося продукта мало, температура была достаточно высокой, а на выходе низкой это положительно влияет на константу равновесия. Можно показать, что температуру, при которой проводится процесс, нужно понижать по мере увеличения количества продукта. [c.304]

Скорость каталитического окисления аммиака на платине кислородом воздуха при получении азотной кислоты уменьшается даже при очень малом содержании в газовой смеси фосфористого водорода, сероводорода или ацетилена. Например, выход продуктов реакции окисления аммиака (окислов азота) на платиновом катализаторе при 750° равен 93,8%, если применяются чистый аммиак, чистый воздух, свежий катализатор и т. д. Если в газовой смеси содержится [c.430]

Активность катализатора определяет собой степень ускорения данной реакции по сравнению с протеканием ее без катализатора при тех же условиях. Так, например, скорость окисления сернистого газа на платиновом катализаторе при / = 500—600° С увеличивается в сотни тысяч раз ( 10 раз) по сравнению со с1<оростью этого процесса, протекающего без катализатора, на ванадиевых — несколько меньше, а на железных—еще меньше реа.кция окисления аммиака до окиси азота без катализаторов ничтожно мала, в присутствии же платино-радиевых катализаторов она ускоряется в миллионы раз и заканчивается в десятитысячные доли секунды если реакция синтеза аммиака при 450° С и давлении 300—500 атм достигает равновесного состояния без катализатора через несколько часов, то в присутствии одних катализаторов при тех же условиях равновесие наступает через несколько минут, в присутствии других — через несколько секунд, в присутствии третьих процесс синтеза заканчивается и доли секунды. [c.230]

По стехиометрическому уравиению для окисления аммиака необходимо иметь в составе воздушно-аммиачной смеси 1,25 моль О2 на 1 моль NH3. Для увеличения выхода оксида азота и повышения скорости реакции окисления аммиака практически берут соотношение 02.NH3 = 1,7ч-2,0. Это отвечает содержанию аммиака в воздушно-аммиачной смеси примерно 10—12%. Кислород необходим не только для окисления аммиака, но и для дальнейшего окисления оксида азота до диоксида. Зависимость выхода оксида азота от соотношения концентраций кислорода и аммиака в исходной аммиачно-воздушной смеси показана на рис. 35 для платинового катализатора под атмосферным давлением. [c.102]

Окисление аммиака до элементарного азота, глубокое окисление метанола до СО2, наличие побочных реакций при окислении нафталина и в процессе окислительного аммонолиза пропилена предъявляют довольно жесткие требования к технологическому режиму процесса. Все перечисленные факторы и обусловливают температурный режим окислительных процессов. Очевидно, для экзотермических процессов, протекающих вблизи термодинамического равновесия (окисление SOg, H l и др.), надо добиваться понижения температуры с увеличением степени превращения. Для процессов во внешнедиффузионной области (нанример, окисление СНдОН) желателен режим, близкий к изотермическому, особенно для избирательного катализа, при котором отклонение температуры на 10—20 град от заданной (нанример, нри синтезе высших спиртов) приводит к резкому возрастанию скорости побочных реакций или к снижению скорости основной. Очень часто термостойкость продуктов реакции диктует условия температурного режима. [c.138]

На практике, в производственных условиях, внешне-диффузионная область в чистом виде реализуется лишь в немногих случаях, одним из которых и является окисление аммиака на платиновых сетках [840] и на неплатиновых катализаторах [841]. При окислении аммиака сама реакция протекает очень быстро, но скорость ее вследствие внешней диффузии снижается более чем на 90% [829, 841]. [c.404]

I Как уже отмечалось, молярное соотношение кислорода и акролеина играет существенную роль в процессе превращения акролеина в акрилонитрил. С увеличением количества воздуха, подаваемого в зону реакции, выход акрилонитрила проходит через максимум (рис. 3, б). Характер кривых выхода окислов углерода (рис. 3, г) свидетельствует о том, что с увеличением концентрации кислорода доля реакций глубокого окисления повышается. При небольших концентрациях кислорода выход акрилонитрила и окислов углерода был невелик, а в продуктах реакции присутствовал акролеин. Количества последнего возрастало с повышением температуры (рис. 3, а). Одновременно с этим падал выход акрилонитрила и других продуктов реакции. Данное явление было, по-видимому, связано с расходом кислорода на реакцию окисления аммиака, скорость которой на ванадиевых катализаторах с повышением температуры резко возрастает [7]. [c.278]

Реакторы с катализатором в очень тонком слое в виде металлических сит используют для проведения реакций, протекающих с большой скоростью определяющим этапом процесса в этом случае является диффузия. В промышленности реакторы такого типа применяют для окисления аммиака, производства азотной кислоты, формальдегида и т. д. [c.301]

Применение катализаторов дает возможность понизить Е до значений < 170 кДж/моль. Так, при гомогенном окислении SO2 без катализатора Е > 280, на платиновом катализаторе < 70 и на ванадиевом 90 кДж/моль SO2. При окислении аммиака па платиновом катализаторе Е составляет лишь 34 кДж/моль NH3, вследствие чего общая скорость процесса определяется скоростью диффузии аммиака. и кислорода к поверхности катализатора. Для ферментативных реакций, как правило, Е = 35—50 кДж/моль. [c.22]

Скорость реакции окисления аммиака. Скорость процесса окисления NHg на платиновом катализаторе характеризуется количеством аммиака, окисляемого на единице поверхности сеток за единицу времени. В промышленных условиях это понятие называется напряженностью катализатора, которая измеряется в кг NHg на 1 активной поверхности сеток в сутки. Величина напряженности находится в пределах 500—800 кг1 м -сутки) при работе под атмосферным давлением и в пределах 2600— 3900 кг м -су тки) при работе под давлением 8 ат. [c.364]

При определенном размере частиц достигается полное использование внутренней поверхности и дальнейшее измельчение их не ведет к повышению активности катализатора. С ростом температуры резко растет скорость реакции. Скорость массопереноса незначительно повышается с температурой. Из этого следует, что для более высоких температур полное использование внутренней поверхности должно наблюдаться на частицах меньшего размера. Это подтверждают и данные рис. 131. Если при 550° С полному использованию внутренней поверхности соответствует относительная величина внешней поверхности — 0,8, то при 630° С она повышается до 1,2. Аналогичные зависимости были получены нами для процессов Лот конверсии окиси углерода, синтеза 1 2 аммиака и метанола, окисления сернистого ангидрида. [c.245]

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]

Одни катализаторы сильно ускоряют реакцию — положительный катализ, или просто катализ, другие — замедляют — отрицательный катализ. Примерами положительного катализа могут служить получение серной кислоты, окисление аммиака в азотную кислоту с помощью платинового катализатора и др. Примерами отрицательного катализа являются замедление взаимодействия раствора сульфита натрия с кислородом воздуха в присутствии этилового спирта или уменьшение скорости разложения пероксида водорода в присутствии небольших количеств серной кислоты (0,0001 мае. частей) и др. Отрицательный катализ часто называют ингибированием, а отрицательные катализаторы, снижающие скорость реакции,— ингибиторами (механизм действия последних отличен от действия катализаторов). [c.94]

Одной из характерных особенностей окислительных процессов является широкое разнообразие их технологических характеристик. Они различны с точки зрения термодинамических характеристик. Например, окисление сернистого газа и хлористого водорода осуществляют в условиях, близких к термодинамическому равновесию, когда скорость обратной реакции значительна, а окисление аммиака и метанола, получение акрилонитрила окислительным аммонолизом практически необратимы. [c.137]

Азотная кислота получается преимущественно окислением аммиака в присутствии катализатора из сплава 90% платины и 10% родия в виде 20 слоев сеток (с размером отверстий 0,175 мм), изготовленных из проволоки толщиной 0,076 мм. Эта сетка имеет металлическую поверхность 1,5 м /м . В качестве катализатора используют также гранулированную смесь окиси железа и окиси висмута. В платиновый конвертор, работающий при давлении 7 кгс/см , при суточной производительности 55 т 100%-ной HNOз загружают 2977 г сплава. После зажигания реакция протекает автотермично путем соответствующего предварительного подогрева газовой смеси поддерживается температура 882—910 °С. При этих условиях время реакции составляет примерно 0,0001 сек, тогда как при атмосферном давлении требуется от 0,01 до 0,02 сек. Кислород адсорбируется на поверхности катализатора и реагирует с аммиаком, который диффундирует к поверхности. Скоростью диффузии аммиака определяется общая скорость процесса . [c.326]

Скорость окисления аммиака иа платиноидных катализаторах по реакциям (1.20)—(1.22) очень велика. Оптимальное время контактирования при атмосферном давлении составляет около ЫО с, причем выход N0 в этих условиях может достигать 997о- Время контактирования зависит от давления и температуры конверсии (рнс. 1-31). Для новых сеток оно может быть рассчитано по следующему уравнению, вывод которого дан в работе [6] [c.42]

С увеличением pH от 7 до 9 скорость реакции возрастает в 10-20 раз. Поэтому с экономической точки зрения озон выгодно применять для окисления аммиака в тех случаях, когда образуются щелочные воды и отпадает необходимость в специальном подщелачивании. [c.66]

Скорость этой реакции резко повышается при одновременном сжигании водорода, т. е. при неполном окислении метана и аммиака. При этом реакция становится экзотермической. Высокие выходы с одновременным значительным повышением скорости реакции достигаются при каталитическом осуществлении процесса (например, на платиновом и других катализаторах). [c.481]

Для нитрифицирующих бактерий характерны низкие скорости роста, что связано с низким энергетическим выходом реакций окисления аммиака и нитрита. Медленный рост таких бактерий — основная проблема при нитрификации на станциях биологической очистки стоков. [c.113]

На скорость реакции поликонденсации влияет концентрация мономеров и температурный режим С увеличением концентрации мономеров и повышением температуры скорость реакции возрастает При этом становится более вероятным взаимодействие растущих цепей макромолекул, а следовательно, и увеличение молекулярной массы полимера Однако в этих условиях ускоряются процессы деполимеризации низкомолекулярными веществами (избыточным мономером, низкомолекулярным продуктом реакции), а также возможно изменение химической природы функциональных групп (декарбоксилирование, окисление аминогрупп, отщепление аммиака и др ) Но повышение температуры способствует также и более быстрому удалению низкомолекулярного продукта реакции Таким образом, от выбора рецептуры исходной смеси мономеров и технологического режима зависят свойства получаемого полимера [c.25]

Принципиальные схемы аппаратов показаны на рис. 209. Реактор с катализатором в слое (рис. 209, а) представляет собой цилиндрический вертикальный сосуд 1, в котором катализатор 2 размещен на перфорированных пластинах 3. Количество слоев катализатора и высота зависят от скорости реакции, активности катализатора и температуры процесса. Аппараты с катализатором в слое применяются в производстве серной кис лоты при каталитическом окислении двуокиси серы ЗОг до ЗОз, для синтеза аммиака МИз и других реакций. [c.252]

Для иллюстрации приведем выдержки из сводки, составленной Г. К- Боресковым для некоторых промышленных процессов [115 (табл. 2). Как видно из таблицы, для большинства промышленных процессов торможение за счет внешнего переноса не превышает нескольких процентов. Но для таких быстрых процессов, как окисление аммиака, скорость реакции уменьшается в несколько десят ков раз и определяется, очевидно, почти исключительно скоростью внешнего переноса. [c.143]

Одной из наиболее важных и интересных реакций с точки зрения способов дугового й окисления аммиака является реакция окиси азота с кислородом. Это относительно медленная реакция по сравнению с большинством реакций технических газов и ее малая скорость является - весьма важным фактором для размеров установки, а следовательно и стоимости азотной кислоты, получаемой по обоим способам. При очень больших объемах газов, в особенности если содержание окиси азота в га ах мало, требуются громадные башни для окисленйя. Также и ло этой причине внимание было направлено как на проведение окислительной реакции под давлением, так и на проблему катализа реакции. [c.314]

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]

При рассмотрении реакции окисления аммиака можно отдельно обсудить процессы, которые проводят при высоком, среднем и низком давлениях. Установки высокого давления работают при 8 атм и температуре 900-950°С установки среднего давления - при 4 атм и температуре 850-880°С, а установки атмосферного давления - при температуре 800Яз. Во всех процессах смесь воздуха и КИд, содержащая 9,5-10,5% N113, предварительно нагревается и проходит через 10-30 слоев тонких металлических сеток (90%Р1 +10%ВЬ, 80-100 меш), уложенных друг на друга. Сетки сделаны из проволоки диаметром 0,04-0,125 мм. Реакция идет очень быстро, продолжительность контакта составляет 10 -10 с а среднечасовая объемная скорость газа превышает 10 [c.280]

Все эти катализаторы работают по рассмотренному ранее окислительно-восстановительному механизму, и скорость реакции зависит только от парциального давления пропилена (г = йЯсзНб )> свидетельствуя о лимитирующей стадии взаимодействия пропилена с окисленным активным центром катализатора, где образуется хе-мосорбированный аллильный радикал. В свою очередь, на другом активном центре сорбируется аммиак, вероятно, в виде иминного радикала NH. Взаимодействие их друг с другом с участием кислорода решетки и дает акрилонитрил. [c.424]

Для окисления аммиака на платиновом катализаторе можно принять Сшнз = 0, поскольку реакция на поверхности катализатора протекает с высокой скоростью. Тогда Сср.лог=1. Мольная доля аммиака на выходе по условиям задачи Скнзвых = 0,002. Подставив известные величины, имеем [c.131]

Время контактирования зависит от природы катализатора и составляет для платиновых катализаторов Ю —10 с, для окисных катализаторов около 10 с. Увеличение времени контактирования, то есть снижение объемной скорости АмВС приводит к развитию реакции окисления аммиака до элементарного азота (рис. 15.10). [c.218]

Схема превращения. Кинетика химических реакций описывает, как и с какой скоростью превращаются вещества. Для предсказания количества оставщихся и образовавщихся компонентов надо иметь стехиометрические уравнения, число которых определено из условия их независимости. Стехиометрия окисления аммиака представлена двумя уравнениями [c.51]

В ряде случаев смесь двух катализаторов оказывает значительно большее влияние на скорость реакции, чем каждый из катализаторов в отдельности. Поэтому часто применяются смешанные катализаторы. Иногда добавление малого количества вещества приводит к значительному увеличению каталитической активности катализатора. Такие вещества называются промоторами. Например, синтез аммиака осуществляется на железном катализаторе, промотированном малыми количествами КзО и AI2O3. В других случаях добавление некоторых веществ в весьма малых количествах замедляет протекание определенных реакций. Например, окисление растворов NaaSOj кислородом замедляется в присутствии ряда органических веществ (алко-голи, анилин). Такие замедляющие реакцию вещества называются ингибиторами. [c.408]

Окисление проходит через промежуточную стадию образования тиосульфата и гидроксокатиона молибдена (VI) [МоОаОНг. На степень перехода молибдена в раствор влияют давление, температура, концентрация щ,елочи. Скорость реакции зависит от концентрации ионов 0Н , поэтому она возрастает в ряду растворов аммиака—соды—щ,елочи. Ионы меди действуют на окисление каталитически при концентрации меди 100 мг/л скорость его в два раза выше, чем в отсутствие меди. Добавка меди позволяет снизить давление, температуру и время обработки. [c.207]

Нет сомнения, что адсорбция играет важную роль в контактном катализе, например в окислении двуокиси серы или аммиака над платиной или в гидрогенизации органических соединений никелем. Фарадею и другим ранним исследователям механизм гетерогенного катализа казался загадочным. Представление о мономо.лекулярной адсорбции в значительной мере пролило свет на этот процесс. Иллюстрацией может служить данно<-Лэнгмюром [41 ] объяснение каталитического окисления окиси углерода над платиной. При низких температурах (от 200 до 400°С) скорость реакции нропорциональпа парциальному давлению кислорода и обратно пропорциональна давлению окиси углерода п])и этом скорость реакции быстро возрастает с температурой. При более высоких температурах (500—800°С) скорость реакции пе зависит от температуры она пропорциональна давлению окиси углерода, если имеется избыток кислорода, и давлертию кислорода, если в [c.98]

Впоследствии указанный метод с применением ацетата двухвалентной меди в пиридине был использован Эглинтоном и Голб-райтом [117, 165] для препаративных целей. В этих условиях производное одновалентной меди не осаждается, а образующаяся кислота связывается пиридином. Уэсткотт и Баксендейл нашли, что скорость первоначальной реакции пропорциональна концентрации R S СН и Си + и обратно пропорциональна [H+J, но суммарная скорость реакции определяется постоянной концентрацией Си+. Следовательно, длительность индукционного периода зависит от автокаталитических свойств Си+. Авторы пришли к выводу, что окислитель — это ион Си +, но как таковой он неэффективен в отсутствие Си+. Конечно, не исключено, что истинным катализатором может быть R s u или другой родственный ему комплекс. Следует отметить, что окисление сульфатом меди в водном растворе можно сойоставить с кажущимся аналогичным окислением в жидком аммиаке. Наст [173] [c.260]

Если содержание аммиака в воздушноаммиачной смеси находится в пределах 10%, то приступают к окислению аммиака. С этой целью включают печь 14 и при достижении заданной температуры переключают кран 19 в положение (т), а кран 12 в положение ( ), отмечая при этом объем ам иака в газометре 1. Пропускают воз, душноаммиачную смесь через трубку с катализатором 14 и поглощают образующиеся нитрозные газы в поглотителях 18 до израсходования определенного объема аммиака из газометра (обычно в интервале 0,5—2 л). Работу можно проводить либо меняя температуру реакции при постоянной объемной скорости подачи газов, либо меняя объемную скорость газов при постоянной температуре. Раствор азотной кислоты сливают из поглотителей 18 в коническую колбу, промывают поглотители небольшими количествами дистиллированной воды, которые присоединяют к раствору в колбе-добавляют 3—5 капель метилового оранжевого и титруют раствором гидроксида калия концентрации 0,1 моль/л. Образовавшуюся в результате синтеза массу азотной кислоты вычисляют по формуле [c.40]

Наиболее трудной задачей, которую Оствальд разрешил удовлетворительно, было устранение из процесса окисления аммиака вредных сопутствующих реакций. Усдовия, при которых полное или почти полное превращение аммиака в азотную кислоту, осуществляются. в главных чертах, были выяснены Оствальдом. Идя к этому выяснению, Оствальд допустил, что конечным продуктом реакции аммиака с кислородом воздуха при высокой температуре в присутствии катализатора является азот если же при этой реакции образуются высшие окислы азота, то, вероятно, это имеет место потому, что главная реакция проходит через РЯД образований прежде, чем наступит ее равновесие- Следовательно, окислы азота должны быть рассматриваемы, как промежуточные соединения. Если эта гипотеза правильна, то, для полного окисления аммиака в азотную кислоту, надо создать условия, благоприятствующие преимущественному прохождению промежуточных реакций, ведущих к образованию окислов азота. На замедление же хода главной реакции, при которой аммиак распадается на азот с образованием воды, должны иметь влияние скорость прохождения газовой смеси, определяющая более или менее продолжительное прикосновение газов с катализатором, а также свойства и температура катализатора. Главная реакция тем активнее будет, чем дальше будет продолжаться соприкосновение газов с каталитическим веществом и тем меньше будет образоваться азота, чем быс- Рее газы будут покидать катализатор. Это теоретическое осве- [c.127]

В работе [371] иа молибдатах висмута разного состава (В1 Мо = 0,73 1 и В1 Мо = 2 1) изучено несколько реакций окисление аммиака, окисление пропилена в акролеин, окислительный аммонолиз пропилена и акролеина. Кроме того, сследоващо вос-стаиовление катализатора пропиленом и влняние аммиака на эту реакцию. В табл. 90, и 91 приведены константы скоростей этих реакций при 400 °С и энергия их активации. [c.236]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология