10-ma’ruza Mavzu: Ammiakni sintez kilish jarayonini avtomatlashtirish. (2 soat)

Jarayon tezligi. Nisbatan yuqori haroratlarda ham azot molekulalarining faollashuv energiyasi yuqori bo'lib, bir hil gaz fazasida ammiak sintezi jarayonini amalda bajarib bo'lmaydi. Faollashtirish energiyasini kamaytirish uchun katalizatorlar jarayon haroratini sezilarli darajada kamaytirish uchun ishlatiladi.
Ammiak sintezi reaktsiyasi to'liq shakllanmagan d- va f-elektron darajalariga ega bo'lgan metallar tomonidan katalizlanadi. Bularga temir, rodiy, volfram, reniy, osmiy, platina, uran va boshqa metallar kiradi. Sanoatda temirga asoslangan kontakt massalari qo'llaniladi, masalan, GIAP katalizatori tarkibi

U arzon, 450-500 0 S haroratda ancha faol, boshqa katalizatorlarga qaraganda katalitik zaharlarga nisbatan sezgir emas. targ'ibotchilar kontakt massasining bir qismi sifatida ular yuqori darajada rivojlangan sirtni yaratishga hissa qo'shadi, katalizatorning qayta kristallanishini oldini oladi va uning faolligini oshiradi.
Aloqa massasi azotli atmosferada temir oksidi Fe 3 O 4, alyuminiy Al 2 O 3, kaliy K 2 O, kaltsiy CaO va silikon SiO 2 yoki metall kukunlari - temir va alyuminiy - kaltsiy oksidlari aralashmasini eritib tayyorlanadi. va kremniy va kaliy karbonat, keyin massani katalizator donalarining o'lchamiga (5 mm) maydalash va ularni ammiak sintezi ustunida vodorod bilan kamaytirish. Ayni paytda reaktsiyalar sodir bo'ladi
Temir katalizatorlari 400-500 0 S dan past bo'lmagan haroratda maksimal faollikka ega bo'lganligi sababli, ABCning ammiakga yuqori darajada aylanishini ta'minlab bo'lmaydi, ammiak sintezi muvozanatdan uzoq sharoitlarda amalga oshiriladi va to'g'ridan-to'g'ri reaksiya tezligi jarayonning umumiy tezligiga hal qiluvchi ta'sir ko'rsatadi.
Tezlik konstantasi katalizatorlarning harorati, faolligi va holatiga bog'liq. Konstantaning haroratga bog'liqligi Arrenius tenglamasi bilan ifodalanadi
bunda sanoat temir katalizatoridagi reaksiyalar uchun aktivlanish energiyasi 165 kJ/mol.
8.4.2. Sintez jarayonining optimal rejimi
8.4.1-bandda harorat va bosim tizim holatiga va ammiak sintez tezligiga teskari ta'sir ko'rsatishi, ya'ni termodinamika va jarayonning kinetikasi o'rtasida ziddiyat mavjudligi ko'rsatilgan. Shuning uchun ammiakning unumi va katalizatorning solishtirma mahsuldorligi birinchi navbatda ushbu parametrlarga, shuningdek, gaz aralashmasining tarkibi va kosmik tezligiga, katalizatorning faolligiga va reaktorning konstruktsiyasiga bog'liq.