Лабораторный практикум по дисциплинам "Технология и оборудование отрасли" и "Макрокинетика и расчет реакторов", страница 9

          Аналогично для других соотношений пар:газ

          Такой же вид будут иметь таблицы для вариантов 2 и 3. Для вариантов 5,6,7 значения температур выносятся в заголовок таблицы, а в графу 1  заносится соотношение пар:газ в исходной смеси. В варианте 4 в заголовок таблиц выносится исходный состав сухого газа  остальное, как в вариантах 1-3.

          На основании данных таблицы 2.2. строятся графические зависимости:

          - равновесной степени превращения СО    от температуры Х_р = f(t) при 3-х постоянных отношенях пар:газ  и заданном составе исходной газовой смеси;

          - равновесной степени превращения СО  от  соотношения пар:газ  Х_р = f(n₀); при постоянных температурах (выбрать 3 температуры);

          -равновесной степени превращения СО    в зависимости от  концентрации этого компонента  в исходном газе при постоянной температуре (выбрать 3 значения температуры) и соотношении пар:газ;

           -равновесной степени превращения СО  в зависимости от  температуры при различных содержаниях СО и постоянном значении пар:газ в исходном газе;

          - зависимость константы скорости от температуры.

          При недостатке опытных данных для построения графиков взять их у товарищей по группе, выполняющих другие варианты.

          По полученным результатам делаем выводы к первой части работы.

          Часть 2. Исследование кинетики      реакции конверсии СО водяным паром.  

                                 Теоретическое введение

          Скорость реакции конверсии СО водяным паром при протекании в гомогенных условиях незначительна, поэтому данный процесс проводят  в гетерогенных условиях, используя катализаторы. На ускорение этого процесса влияют оксиды железа, хрома, кобальта, никеля, меди. Все катализаторы конверсии СО можно разделить на 2 группы: среднетемпературные и низкотемпературные. Основу первых составляют оксиды железа и хрома. С достаточной скоростью среднетемпературные катализаторы работают при температурах 430-470 ^оС. По условиям равновесия реакции конверсии, степень превращения СО в Н₂ в указанном температурном интервале недостаточна, так как остаточное содержание оксида углерода в газе составляет 3-6 % об, поэтому необходимы вторая ступень конверсии, которую осуществляют при 180 - 250 ^оС. При этих условиях и избытке водяного пара остаточная концентрация СО в конвертированном газе около 0,3 %  об., и очистка газа перед синтезом аммиака от этой примеси значительно упрощается. Основу низко-температурных катализаторов составляют оксиды цинка, хрома и меди. Их недостатком является повышенная чувствительность к каталитическим ядам  и перегреву.

          Кинетика реакции конверсии оксида углерода  на средне- и низкотемпературных катализаторах  описывается уравнением:

                                                              (2.15)

где r – скорость реакции; k – константа скорости, 1/(с∙ат); К_Р – константа равновесия; А – постоянная величина; _, - парциальные давления компонентов, ат. За скорость реакции принят объем СО, вступающего в реакцию за 1 секунду на единицу объема катализатора.

          Для железохромовых катализаторов в интервале температур 400-500 ^оС имеем:

                                                                              (2.16)

                                                                             (2.17)

          Для катализаторов НТК-4 и НТК-8:

                                                                              (2.18)

                                                                              (2.19)

          Константа равновесия рассчитывается по уравнению (2.9)

                                                                                                                Таблица 2.3.

          Варианты заданий к лабораторной работе 2 (часть II)