Файл: Эпштейн Д.А. Химия в промышленности учеб. пособие по факультатив. курсу для учащихся X классов.pdf

2)на нем образуются нестойкие, поверхностные кислород­ ные соединения платины;

3)молекулы аммиака, сталкиваясь с ними, превращаются в оксид азота N 0 и водяной пар. На поверхности платины вновь образуются ее кислородные соединения, и цикл продолжается.

Если такое предположение о механизме реакции справедли­ во, то условия, которые благоприятствуют образованию поверх­ ностных кислородных соединений, содействуют и повышению вы­ хода продукта. По-видимому, для этого и необходим избыток кислорода, притом совершенно определенный.

Как зависит выход оксида азота от температуры? Пользуясь общими кинетическими закономерностями, вы можете высказать только предположение, что скорость всех возможных реакций

рости-отдельных конкурирующих реакций по-разному меняются при повышении температуры. При 800—850°С скорость образо­ вания N0 становится во много раз больше, чем других про­ дуктов.

Все рассмотренные реакции идут с выделением теплоты. Сме­ си аммиака с воздухом, а тем более с кислородом взрывчаты. При нагревании до нескольких сотен градусов аммиачно-воз- душные смеси взрываются, если объемный процент аммиака на­ ходится в пределах от 15 до 27.

§4. Оптимальные условия окисления аммиака

воксид азота N0

Рассматриваемая реакция сложная (разветвленная), экзо­ термическая, необратимая, гетерогенно-каталитическая.

При выборе оптимальных условий на первое место выдвига­ ется задача получения высокого выхода N0 . Это особенно важ­ но, потому что аммиак — дорогой продукт и нужно свести по­ тери его к минимуму. Решающее значение имеет состав катали­ затора. Он должен быть селективным, стабильным в течение длительного времени и дешевым. Как вы знаете, платинородиевый катализатор удовлетворяет первым двум требованиям, но он очень дорог. К тому же он постепенно разрушается, и обра­ зующаяся пыль уносится потоком газа. Окисножелезный ката­ лизатор обладает необходимой селективностью, он дешев, но не­ стабилен. Однако найдено, что при некоторых условиях он со­ храняет свою активность и избирательность в течение многих лет. Эти условия создаются при окислении аммиака в две сту­ пени:, частично на платинородиевом катализаторе и окончатель­

атмосферным давлением, то в аппарат укладывают горизонталь­ но одну на другую 3 сетки; под давлением в несколько атмос­ фер — 16—20 сеток. Двухступенчатый катализатор в аппаратах, работающих под атмосферным давлением, состоит из 1 сетки и

потери платины и родия в ходе эксплуатации. Двухступенчатые катализаторы получили применение на заводах.

Вычислите состав аммиачно-воздушной смеси в объемных процентах, в которой на I моль аммиака приходится необходимое количество кислорода? Не взорвется ли она при соприкосновении с горячим катализатором? При ка­ ком нарушении режима неизбежен взрыв установки? Какие меры можно по­ рекомендовать, чтобы обеспечить безопасность?

В связи с тем что рассматриваемая реакция каталитическая, воздух и аммиак не должны содержать веществ, отравляющих катализатор, и пыль, засоряющую его. В воздухе на террито­ рии химических заводов содержатся, например, ацетилен и дру-