химический каталог




Химическое равновесие и скорость реакций при высоких давлениях

Автор М.Г.Гоникберг

25 48 60,4 71,6

500 41,5 56 60,5

Бассэ [35] опубликовал результаты исследования синтеза аммиака при давлениях до 4500 кГ/см2 и температурах до 1200°. По его утверждению, при 4500 кГ/см2 и 850° выход аммиака составляет 97% за один проход в отсутствие специальных катализаторов и ис зависит от наличия быстро отрав3 М. Г. Гониьберг

ляющих катализатор примесей (до 5 % H2S или до 25 % СО) в исходных газах. При 2000 кГ/см2 и 700°выход аммиака, но данным Бассэ, составляет 65%, а при 1000 кГ/см2 — всего 3%. Указываемые в этой работе выходы аммиака представляются, однако, завышенными [36] и нуждаются в тщательной проверке.

Рассмотрим данные табл. 5 с точки зрения изложенных выше представлений о влиянии давления на химическое равновесие в идеальных газовых смесях. Значение величины Кр для реакции синтеза аммиака при 450° возрастает почти в четыре раза при росте давления с 1 до 1000 атм. Очевидно, смесь Н2 — N2 — NH3 значительно отличается от смеси идеальных газов. Чтобы установить, подчиняется ли эта смесь закономерностям, установленным для идеальных смесей реальных газов, сопоставим значения величин Кг, рассчитанные по коэффициентам летучести (рис. 5 и 6), с найденными из эксперимента (табл. 5) при помощи уравнения (I. 43). Необходимые для такого сопоставления данные приведены в табл. 7 [37].

Таблица 7

Значения Ж_, для синтеза аммиака

р атм 325е

1 350° 375° 400° ?425° 450° 475° 5PU6

10 расч. 0,981 0,981 0,984 0,986 0,987 0,988 0,990 0.992

эксп. 0,986 0,987 0,988 0,99.0 0,991 0,992 0,993 0,994

30 расч. — 0,960 0,963 0,965 0,967 0,969 0,971 0,973

эксп. — 0,963 0,968 0,972 0,974 0,978 0,982 0,985

50 расч. ?— 0,935 0,942 0,946 0,956 0,953 0,956 0,959

эксп. — 0,937 0,946 0,954 0,958 0,965 0,970 0,978

100 расч. — — 0,889 0,895 0,900 0,905 0,910 0.914

эксп. — — 0,894 0,907 0,918 0,929 0,941 0.953

300 расч. эксп. 0,750 0,757 0,768 0,765 0,788 0,773

600 расч. эксп. 0,573 0,512 0,594 0,538 0,612 0,578

1000 расч. эксп. 0,443 0,285 0,473 0,334 0,487 0,387

Как видно из данных этой таблицы, наблюдается весьма хорошее совпадение расчетных и найденных из эксперимента значений Кг при давлении до 300 атм. Даже при 600 атм и 450—500° расчет дает довольно хорошие результаты. Следует отметить, что совпадение равновесных концентраций аммиака является более близким, чем совпадение значений А\.

Так, при 450° и 600 атм концентрация аммиака в равновесной смеси, вычисленная по расчетной величине Ку, равна 51,6%, а найденная экспериментально—53,7% (см. табл. 5). Совпадение результатов эксперимента н расчета, конечно, вовсе не означает, что при давлениях до 600 атм (или даже до 300 атм) азото-водородо-аммпачная смесь является действительно идеальной газовой смесью, т. е. такой, в которой молекулы компонентов обладают мало отличающимися силовыми полями. Об г.том свидетельствует, в частности, весьма значительное расхождение между вычисленным значением Ку и найденным по экспериментальным данным при давлении 1000 атм.

Отметим, что расчеты равновесия синтеза аммиака, проведенные Джиллеспай и Битти [38] по уравнению Битти — Бриджмена (1.18), позволили получить близкие к экспериментальным значения константы равновесия во всем исследованном интервале давлений (до 1000 атм).

В 1940 г. Я. С. Казарновский, Г. Б. Симонов и Г. Е. Аристов [39] измерили сжимаемость тройной смеси Н2 — N2 —NH3 (трех различных составов) при 150, 200, 250 и 300° в интервале давлений 72—1547 атм. Полученные ими результаты представляют большой интерес; однако эти данные, по-видимому, еще не позволяют установить с достаточной полнотой зависимость летучести компонентов изучавшейся смеси от состава при высоких давлениях.

Таким образом, химическое равновесие синтеза аммиака при давлениях до 300—600 атм может быть удовлетворительно выражено уравнением для идеальных смесей реальных газов; дальнейшее повышение давления приводит к весьма значительным отклонениям результатов расчета от экспериментальных данных.

В заключение этого раздела рассмотрим новые экспериментальные данные о равновесии синтеза аммиака (в присутствии железного катализатора, промотированного АЬОз и КаО), полученные в работе Винчестера и Доджа [40]. Эти авторы провели исследование равновесия реакции, подходя к нему с обеих сторон, при 400 и 450° и давлениях до 3500 атм. Результаты работы приведены, в табл. 8. Данные этой таблицы ярко иллюстрируют увеличение значения Кр при повышении давления. В цитируемой работе приведены также (табл. 9) интересные результаты сопоставления экспериментально найденных величин Кр и содержания аммиака (в мол. %) в условиях равновесия с вычисленными по уравнениям (I. 12) и (I. 43), а также по методу Джоффе [41], основанному на использовании псевдокритических констант, находимых по уравнениям, аналогичным (I. 19), и, наконец, по уравнению Джиллеспай и Битти [38].

Таблица 8

К,

NBS (равп.), мол.%

Из приведенной таблицы следует, что результаты расчета, наиболее близкие к экспериментальным данным, были получены по ур

страница 10
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95

Скачать книгу "Химическое равновесие и скорость реакций при высоких давлениях" (3.63Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
пропуск срока исковой давности судебная практика
подсветка дверей с логотипом
плитка topcer купить
наклейки на гос номера от камер отзывы

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(06.12.2016)