Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 2" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 1" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 12" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 11" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 10" (Журналы)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Неорганическая химия -> Амелин А.Г. -> "Производство серной кислоты " -> 43

Производство серной кислоты - Амелин А.Г.

Амелин А.Г., Яшке Е.В. Производство серной кислоты — М.: Высшая школа, 1980. — 245 c.
Скачать (прямая ссылка): proizvod1980.djvu
Предыдущая << 1 .. 37 38 39 40 41 42 < 43 > 44 45 46 47 48 49 .. 85 >> Следующая

-1
Вода или растВор
. '2 со^ы ^^ В канализацию
2S02+02^S03 + A//,
(45)
ной кислоты, рассмотрим основные особенности обратимых экзотермических реакций на примере более простой реакции. Обозначим левую часть уравнения (45) буквой А, а продукт реакции буквой R:
A^1R+LH. (46)
Общая скорость обратимой реакции равна разности скоростей прямой и обратной реакций, что в рассматриваемом случае можно выразить таким уравнением:
w=wl — w2=klCA — k2CR, (47)
где w — общая скорость обратимой реакции; Ш|, w2— скорости прямой и обратной реакций; kit k2 — константы
Рис. 49. Зависимость равновесной х* и фактической Хф степени превращения от температуры Т для обратимой экзотермической реакции
скорости прямой и обратной реакций; СА, Си — концентрации исходного реагента А в реакционной смеси и продукта реакции R.
Из уравнения (47) следует, что общая скорость обратимой реакции с течением времени уменьшается, так как С а уменьшается, a CR увеличивается. Поэтому через некоторый промежуток времени т наступает равенство kiCA~k2CR, общая скорость реакции становится равной нулю (ш = 0) ив системе наступает равновесие. Достигаемую при этом степень превращения называют равно весной степенью превращения и обозначают х*. Для экзотермической реакции равновесная степень превращения понижается с повышением температуры (рис. 49). Фактическая степень превращения Хф в рассматриваемом случае с повышением температуры вначале увеличивается, достигает некоторого максимального значения, а затем снижается.
Показанная на рис. 49 кривая зависимости Хф от температуры соответствует некоторому времени Ti соприкосновения газа с катализатором. Если это время уве-
личить до т2 (t2>Ti), то фактическая степень превращения увеличится и кривая зависимости Хф от Т расположится выше первой кривой (рис. 50). Для Тз, когда Тз>Тг, кривая будет еще выше.
Кривую АВ, соединяющую максимумы кривых, называют линией оптимальных температур (ЛОТ). По ней определяют температуру, которую необходимо поддерживать, чтобы обеспечить оптимальные результаты. Про-
Рис. 50. Зависимость степени превращения х от температуры Т и времени соприкосновения газа с катализатором T(T3>T2>Ti)
Рис. 51. Изменение температуры Т и степени превращения в 1,2.3 и 4-м слоях катализатора; / поч / :¦ о жиг
цесс следует начинать при максимальной температуре, а затем по мере повышения степени превращения, температуру следует понижать в соответствии с кривой ЛОТ. Таким образом, при проведении обратимой экзотермической реакции не существует одной какой-либо оптимальной температуры, должна соблюдаться оптимальная температурная последовательность — процесс необходимо начинать при высокой температуре, а затем ее понижать.
Приведенные закономерности по отношению к реакции (46) справедливы также и по отношению к реакции
(45). Но так как процесс окисления SO2 на ванадиевом катализаторе проводится при высокой температуре, то нагревание газа до этой температуры связано с большими затратами топлива, поэтому на практике поступают так. Нагревают газ до температуры, при которой процесс начинает протекать с достаточной для практических целей скоростью (до температуры Тъач> рис. 51), и направ-
ляют его на первый слой катализатора. При окислении
S02 по реакции (45) выделяется тепло, за счет которого температура газа повышается по прямолинейному закону в соответствии с уравнением
Т=Т0-\-а{х — х0), (48)
где Т0, Т — температура в начале и в конце процесса; х0, х — степень превращения в начале и в конце процесса; а — коэффициент.
На первом слое катализатора процесс ведут так, чтобы температура газа на выходе из этого слоя Тх была несколько выше оптимальной, соответствующей ЛОТ (рис. 51). Затем процесс ведут вблизи ЛОТ. Для этого газ направляют в теплообменник, где он охлаждается до температуры Т\, несколько более низкой, чем это следует из ЛОТ (см. рис. 51). После этого газ направляют на второй слой катализатора, где он вновь нагревается по прямолинейному закону за счет тепла реакции; затем газ охлаждают и направляют на третий слой катализатора; так поступают до тех пор, пока степень превращения не достигнет заданного значения.
Реакция окисления S02 до S03 идет в присутствии катализатора. Ранее в качестве катализатора при получении контактной серной кислоты применяли платину, теперь она полностью вытеснена ванадиевым катализатором, более дешевым и менее чувствительным к ядам (мышьяк, селен, хлор и др.).
Реакция (45) экзотермична. Тепловой эффект экзотермической реакции зависит от температуры, при которой она протекает:
Теплота Теплота
Температура, реакции*, Температура, реакции*,
° С ккал/моль ° С ккал/моль
25 22,393 500 22,506
Предыдущая << 1 .. 37 38 39 40 41 42 < 43 > 44 45 46 47 48 49 .. 85 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама