Анализ полученных результатов и выводы
Как показывают полученные расчетные величины, в рассмотренном интервале температур увеличение соотношения пар:газ повышает скорость реакции. Избыток водяного пара позволяет добиться приемлемой скорости процесса при более низких температурах, чем при меньшем соотношении пар:газ, что следует проиллюстрировать при оформлении и защите работы. Избыток пара предотвращает перегрев катализатора и его термическое отравление.
С увеличением степени конверсии СО скорость реакции ощутимо падает и, чтобы добиться приемлемой (с точки зрения дальнейшей переработки) концентрации СО в конвертированном газе, процесс проводят в две ступени, используя во второй низко-температурные катализаторы и избыток водяного пара.
Объяснить и отразить в отчете по работе следующие вопросы (в соответствии с вариантом или по заданию преподавателя):
1). Почему кривая зависимости скорости реакции (2.1) от температуры проходит через максимум? Каков физический смысл имеет «отрицательная скорость» ? Зависит ли положение максимума от типа катализатора? От давления ?
2). Как влияет на скорость реакции (2.1) соотношение пар:газ? На температуру, соответствующую максимальной скорости? Какое соотношение пар:газ поддерживают в промышленных реакторах при применении среднетемпературного катализатора ? Низкотемпературного? Существуют ли ограничения повышению соотношения пар:газ?
3). Как влияет повышение давления на равновесие и скорость реакции (2.1.)? Смещает ли повышение давления положение максимума скорости ? Плюсы и минусы повышения давлении
4). Как влияет на скорость процесса конверсии содержание СО в исходном газе?
5). Почему реакцию конверсии оксида углерода с водяным паром нельзя проводить в одну ступень на среднетемпературном катализаторе? На низкотемпературном
6). Как влияет достигнутая степень превращения СО на скорость процесса конверсии. Каким образом следует проводить процесс, чтобы добиться максимального превращения оксида углерода в водород. Влияет ли степень превращения на объём катализатора, необходимый для её достижения ?
7) Конструкции реакторов для проведения промышленного процесса конверсии СО.
По результатам работы сделать выводы.
При выполнении работы и подготовке к коллоквиуму использовать приведённую ниже литературу.
ЛИТЕРАТУРА
1. Справочник азотчика: Физико-химические свойства газов и жидкостей. Производство технологических газов. Очистка технологических газов. Синтез аммиака.- 2-е изд.- М.: Химия, 1986.- 512 с.
2. Технология связанного азота / В.И. Атрощенко, А.М. Алексеев, А.П. Засорин и др.; под ред. Акад. АН УССР В.И. Атрощенко-К.: Вища шк. Головное изд-во, 1985, 327 с.
3. Широков Ю.Г, Смирнов Н.Н, Прокофьев В.Ю. Теоретические основы технологии неорганических веществ: Сборник лабораторных работ с применением ЭВМ / Ив. гос. хим.-техн. ун-т; Иваново,1999.-116 с.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
Исследование равновесия и кинетики реакции синтеза аммиака
Часть первая. Исследование равновесия
Теоретическое введение
Синтез аммиака из азота и водорода осуществляется по реакции:
(3.1)
Реакция (3.1) является равновесной и обратимой, протекающей с выделением тепла и уменьшением объема, поэтому, согласно принципу Ле-Шателье, снижению равновесия в сторону продуктов способствует повышение давления и понижение температуры.
Данная реакция имеет большое практическое значение, поэтому хорошо изучена. Экспериментально определены равновесные концентрации аммиака в смесях стехиометрического состава в широком интервале температур и давлений. Полученные экспериментальные данные экстраполированы в область параметров, недоступных для практического исследования.
Константа равновесия реакции синтеза и равновесные концентрации азота и водорода связаны между собой уравнением:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.