Максимальный выход - окись - азот
Cтраница 2
 |
Зависимость выхода окиси азота от от времени контактирования. [16] |
Оптимальным временем контактирования называется отрезок времени, в течение которого при соприкосновении газовой смеси с катализатором достигается, максимальный выход окиси азота. [17]
Поскольку реакция окисления аммиака явлщгся экзотермической, смесь быстро нагревается. Максимальный выход окиси азота составляет, около 98 % от теоретического. Получение азотной кислоты из окиси азота в дальнейшем сводится к окислению NO до NO2 и растворению последней в воде. [18]
 |
Зависимость выхода окиси азота от температуры. [19] |
Иными словами, имеется температура, при которой скорость реакций, приводящих к образованию окиси азота, во много раз превышает скорость всех вредных реакций, в результате которых образуется элементарный азот. Температура, при которой достигается максимальный выход окиси азота, зависит от остальных условий ведения процесса. С повышением давления эта температура оказывается выше; с уменьшением времени контактирования также необходима более высокая температура для достижения максимального выхода. [20]
Для окисления аммиака применяется главным образом катализатор из сплава платины с родием ( 10 % Rh) в виде ряда плоских сеток, укрепленных горизонтально, через которые пропускают воздушно-аммиачную смесь. На платиновом катализаторе при температуре 800 - 900 С достигается максимальный выход окиси азота при минимальном времени контактирования. Катализатор долго сохраняет свою активность и относительно устойчив в условиях производственного процесса. [21]
При длительном контакте газа с катализатором ( малая напряженность катализатора) окисление аммиака в окись азота сопровождается выделением большого количества элементарного азота, образующегося при взаимодействии полученной окиси азота с аммиаком. По мере сокращения времени контактирования количество окиси азота увеличивается, а количество азота уменьшается. Максимальный выход окиси азота достигается при оптимальном времени контактирования. Дальнейшее уменьшение времени контакта газовой смеси с катализатором снова приводит к снижению выхода окиси азота, обусловленному проскоком через катализатор аммиака, частично превращающегося в элементарный азот. [22]
Существует вполне определенная скорость прохождения газового потока через катализатор, при которой достигается максимальное превращение аммиака в окись азота. Вначале, при малой скорости газа окисление аммиака в окись азота сопровождается образованием элементарного азота, количество которого постепенно уменьшается по мере увеличения скорости газового потока. Затем достигается максимальный выход окиси азота при вполне определенной скорости газа. [23]
 |
Принципиальная схема установки для каталитического окисления аммиака. [24] |
Принципиальная схема установки для каталитического окисления аммиака показана на рис. IX-24. Катализатор из сплава платины с 5 - 10 % родия оформляют в виде тонких сеток, сквозь которые и продувается смесь исходных газов. На практике пользуются смесью аммиака с воздухом, содержащей не более 12 объ-емн. Максимальный выход окиси азота составляет около 98 % от теоретического. [25]
Платиновые катализаторы чувствительны к действию ряда примесей, которые могут содержаться в аммиаке и в воздухе. Воздух на химических заводах часто бывает загрязнен сернистыми соединениями, фосфористым водородом, содержит много пыли. Фосфористый водород отравляет катализатор необратимо при очень малом содержании его в газовой смеси ( порядка 0 00001 %), сероводород - менее сильный яд обратимого действия. Синтетический аммиак иногда содержит взвешенные частицы катализаторной пыли, увлеченной газом из колонн синтеза аммиака. Коксовый аммиак содержит много вредных для данного процесса загрязнений, что и послужило основной причиной отказа от его применения для производства азотной кислоты. Аммиак, воздух и их смеси по пути к контактному аппарату могут загрязняться смазочными маслами при сжатии газа в компрессорах и насосах, и мелкими частицами окислов железа ( ржавчины), образующихся на стальных стенках газопроводов и аппаратуры. Все перечисленные вещества отравляют катализатор или, оседая на его поверхности, снижают активность и избирательные свойства. Указанный выше максимальный выход окиси азота на платиновых катализаторах получается только при условии работы на чистых аммиаке и воздухе. Поэтому необходимо исключить возможность отравления катализатора и загрязнения его. Это достигается применением синтетического аммиака и забором из атмосферы чистого воздуха, а также надлежащей очисткой газовой смеси и изготовлением всей коммуникации и аппаратуры до контактного аппарата не из стали, а из алюминия. [26]
Страницы: 1 2