химический каталог




Химическое равновесие и скорость реакций при высоких давлениях

Автор М.Г.Гоникберг

лось, что при давлениях выше 100 атм начинается постепенное уменьшение константы к. Приближенные расчеты [196] показали, что указанный факт находится в соответствии с изложенными выше теоретическими положениями.

В заключение этого раздела необходимо отметить выполненное Д. С. Циклисом [197] исследование возможности синтеза аммиака из азотоводородной смеси в отсутствие катализатора при высоких давлениях и температурах. Исследование было проведено на установке конструкции. Ю. М. Рябинина [184] (для адиабатического сжатия газов); в этой установке сжатие осуществлялось всего за 0,01—0,02 сек. Опыты показали, что при адиабатическом сжатии азотоводородной смеси до давле; ний порядка 3000—10 000 атм и температур порядка 2000— 4000° К наблюдается образование аммиака в количествах до 20% от равновесного и что таким образом синтез аммиака из азота и водорода может быть осуществлен и в отсутствие катала

лизатора. Вместе с тем автор отмечает, что выход аммиака все >ке в значительной степени зависел от состояния поверхности реакционного сосуда (ствола) — он всегда был больше на све-жеочищенной поверхности.

3. Синтез метилового спирта

Натта с сотрудниками [198] изучили кинетику синтеза метилового спирта из СО и Н2 в аппаратуре непрерывного действия при 320—400° и давлениях 150, 220 и 300 атм при различных составах газовой смеси (Н2 : СО = 5,10 и 20). Авторы установили, что скорость суммарного процесса определяется наиболее медленной стадией реакции на поверхности катализатора между адсорбированной молекулой окиси углерода и двумя адсорбированными молекулами водорода. Некоторые результаты исследования (при Н2 : СО = 10 и температурах 373,5—377°) приведены в табл. 36.

Таблица 36

(i ктсз меэглоЕОю спирта из ОКЕ си углерода и водорода

Давление, атм Температура, °С Условное время контакта, сек. Выход СНаОЫ {моли/моль исходного газа.100)

150 373,5 0,30 0,53 0,81 1,62 1,40 2,10 2,55 2,85

220 375,5 0,38 0,55 1,09 1,67 3,07 4,06 4,74 5,07

300 377 0,35 0,59 0,95 1,42 3,75 4,75 5,30

5,60

Данные этой таблицы свидетельствуют о росте скорости процесса с увеличением давления (достигаемые выходы ниже равновесных).

Авторы вывели уравнение для скорости суммарного процесса, в которое, подобно уравнению (11.34), входят не парциальные давления, а летучести компонентов газовой смеси1.

i 4 2 /СИ30Н

/со ш2 ^—

W = И + ^/СО+^/Н2 + ^/СНЗОН)3 ' (П'37)

где Я — термодинамическая константа равновесия синтеза метилового спирта; А, В, С и D — константы, являющиеся функциями температуры.

М, В. Велтистова, Б. Н. Долгов и А. 3. Карпов [199] исследовали синтез метилового спирта на катализаторе 8ZnO Сг203 Сг03 -жН20, который после восстановления приобретал состав 8ZnO -1,5 Cr203. Опыты проводились при 390— 396° и объемной скорости 9000—10 000 час'1. Были получены выходы метилового спирта, близкие к равновесным:

Р, атм 150 200 250

Выход сырца, см3 с литра катализатора в час 563 910 1520

На менее активном катализаторе 4ZnO Cr203 получены следующие результаты, характеризующие изменение скорости реакции с давлением:

Р. атм 200 220 230 240 250

Выход сырца, см3 с литра катализатора в час 215 235 260 320 450

Эти данные также показывают, что выход метилового спирта (на единицу объема исходной окиси углерода при постоянной объемной скорости) вдали от равновесия быстро возрастает с повышением давления.

4. Дегидрирование циклогексана

В ряде случаев влияние давления на скорость гетерогенно-каталитических реакций может определяться происходящими при этом измерениями в составе и свойствах катализатора. Так, например, Г. Н. Маслянский и Н. Р. Бурсиан [200] при изучении кинетических закономерностей реакции дегидрирования циклогексана на хромовом катализаторе (Сг203/А120з) установили, что уменьшение глубины реакции при проведении ее под повышенным давлением водорода в значительной степени обусловлено дезактивацией катализатора. Резкое снижение активности катализатора в этой реакции под давлением водорода наблюдалось также в работе [201].

Г. Н. Маслянский и Н. Р. Бурсиан [200] для получения стабильных и воспроизводимых результатов после окончания регенерации катализатора воздухом проводили восстановление его водородом при 550° и давлении 20 атм. Изучение кинетики осуществлялось в интервале температур 505—550° и при парциальных давлениях водорода не выше 20 атм. В этих условиях равновесие реакции целиком сдвинуто в сторону бензола. Проведенные опыты показали, что суммарная скорость превращения циклогексана в ароматические и непредельные углеводороды w может быть выражена уравнением:

w = -^g- , ,11.38)

где к и Ь — константы.

Проведя преобразования, аналогичные предложенным Т. В. Антипиной и А. В. Фростом [202], авторы [200] получили следующее уравнение для вычисления константы скорости реакции:

к — ьо —р—

Здесь г;0 — скорость подачи исходного вещества, у — степень превращения циклогексана, а — молярное отношение Н2 G6Hi2.

Результаты опытов пр

страница 37
< 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
цветы ромашки купить
Компания Ренессанс: уличные лестницы из металлической конструкции картинки - продажа, доставка, монтаж.
стул jola
где в москве можно сдать имущество на хранение

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
(09.12.2016)