I shamshidinov noorganik moddalar va


Ammiakning kontaktli oksidlanishi


Download 7.06 Mb.
Pdf ko'rish
bet65/131
Sana12.09.2023
Hajmi7.06 Mb.
#1676157
1   ...   61   62   63   64   65   66   67   68   ...   131
Ammiakning kontaktli oksidlanishi. Ammiakning kontaktli 
oksidlanishi – ekzotermik jarayon bo‘lib, jarayonni o‘tkazish sharoitiga 
bog‘liq holda ammiak va kislorod orasida quyidagi parallel reaksiyalar 
sodir bo‘ladi: 
4NH
3
+ 5O
2
→ 4NO + 6H
2
O + 907,3 kj 
4NH
3
+ 4O
2
→ 2H
2
O + 6H
2
O + 1104,9 kj 
4NH
3
+ 3O
2
→ 4N
2
+ 6H
2
O + 1269,1 kj 
Oksidlanish jarayoni faqat yuqori haroratda sodir bo‘ladi, lekin 
ortiqcha (800-900
O
C dan) yuqori harorat ammiak va hosil bo‘ladigan 
NO ning qisman parchalanishiga olib keladi: 
2NH
3
⇄ N
2
+ 3H

2NO ⇄ N
2
+ O
2
Yuqori haroratda (900
O
C gacha) ammiakning azot(II)-oksidga 
aylanishi alohida reaksiyalar tezliklari nisbati orqali aniqlanadi. 
Katalizator bo‘lmaganda ammiakning oksidlanishi asosan azot hosil 
bo‘lish bilan sodir bo‘ladi. Nitrat kislota ishlab chiqarish uchun 
ammiakni NO ga nisbatan to‘la oksidlanishini ta’minlash kerak, shuning 
uchun 
reaksiyani 
nisbatan 
yuqori 
tezlikda 
amalga 
oshishini 
ta’minlaydigan katalizatorlar ishlatiladi. Amalda ammiakning kislorod 
bilan NO gacha oksidlanish darajasi 98% gacha yetadi. 
Ammiakning azot(II)-oksidga oksidlash jarayonini tezlashtiruvchi 
katalizatorlar sifatida platina va uning platina oilasi metallari bilan 
qotishmalari, temir, marganes, kobalt va boshqa metallarning oksidlari 
ishlatiladi.
Platina katalizatorlari yupqa 0,06-0,09 mm diametrli simdan 
tayyorlangan to‘r shaklida bo‘lib, 1 sm
2
yuzada 1024 yacheyka bo‘ladi. 
Atmosfera bosimi ostida ammiakni aksidlash jarayonini o‘tkazish 
uchun: Pt+4% Pd + 3,5% Rh tarkibli, bosim ostida jarayonni o‘tkazish 
uchun esa: Pt+7,5% Rh tarkibli platina qotishmalaridan tayyorlangan 


149 
to‘rlar ishlatiladi. Platinaga palladiy va rodiyning qo‘shilishi katalizator 
to‘ri mustahkamligini oshiradi va platina xarajatlarini kamaytiradi. 
Ammiakni platina katalizatorida oksidlash – murakkab geterogen 
katalitik jarayon bo‘lib, birin-ketin bir necha bosqichda sodir bo‘ladi: 
1)katalizator sirtiga ta’sirlashuvchi reagentlar diffuziyasi; 2)kislorodning 
faollangan adsorbsiyasi; 3)katalizator sirtida molekulalarning kimyoviy 
ta’sirlashishi; 
4)katalizator 
sirtidan 
reaksiya 
mahsulotlarining 
desorbsiyasi. 
Jarayonning nisbatan sekin sodir bo‘ladigan bosqichi oksidlanish 
tezligini belgilab beradi va u katalizator sirtiga ammiakning diffuziyasi 
hisoblanadi. 
Harorat, bosim va gazlar aralashmasining tarkibi o‘zgarmas 
bo‘lganda azot oksidi unumining atmosfera bosimida (platina-rodiy 
katalizatori) kontaktlanish vaqtiga bog‘liqligi 2.15-rasmda tasvirlangan. 
Gazning katalizator bilan to‘qnaish vaqti ortishi bilan dastlab azot(II)-
oksidning unumi ortadi, so‘ngra pasayadi, bu qo‘shimcha reaksiyalar 
sodir bo‘lishi bilan izohlanadi. Kontaktlanishning optimal vaqti 0,001-
0,002 sek chegarasida o‘zgaradi. 
2.15-rasm. Azot(II)-oksid unumining kontaktlanish vaqtiga bog‘liqligi. 
Havo-ammiak aralashmasining katalizator yuzasi bilan ma’lum vaqt 
to‘qnashuvini ta’minlash uchun kontakt jihoziga taxlam tarzida bir 
necha to‘r joylanadi, ulardan gazlar aralashmasi birin-ketin o‘tadi. 
Atmosfera bosimda ishlaydigan qurilmalarda taxlamlarga odatda 3-4 ta 
to‘r kiradi, yuqori bosim ishlatilganda taxlamda 15-20 ta to‘r ishlatiladi. 
Platinali katalizatorlar kontakt jihoziga ammiak-havo aralashmasi 
bilan kiradigan qo‘shimchalarga ta’sirchandir. Ayniqsa kuchli zahar – 


150 
vodorod ftorid platina katalizatorini xattoki gazlar aralashmasida 
0,00001% miqdorda bo‘lganda ham qaytmas zaharlaydi. 
Tarkibida oltingugurt bo‘lgan birikmalar katalizatorni qaytar 
zaharlaydi. Katalizator sirtiga chang, yelim va kompressorning surkov 
moylarini yopishib qolishiga yo‘l qo‘yib bo‘lmaydi. Shuning uchun 
havo odatda yaxshilab tozalanadi. Ko‘rilgan choralarga qaramay, oz 
miqdorda bo‘lsa ham zararli qo‘shimchalar kontakt jihoziga kiradi, 
natijada katalizator aktiligi sekin-asta pasayadi. Katalizator to‘ri 
faolligini tiklash uchun xlorid va nitrat kislotalarning kuchsiz eritmalari 
bilan yuviladi. 
Ammiak oksidlanish jarayoni sharoitida platinali katalizator sekin-
asta mo‘rt bo‘lib boradi, boshlang‘ich mustahkamligini yo‘qotadi va 
uning mayda zarrachalari gaz oqimi bilan chiqib ketadi. 800
O

haroratda atmosfera bosimida ishlaydigan qurilmalarda 1 t HNO
3
hisobiga platina katalizatorining yo‘qotilishi 0,04-0,06 g ni tashkil etadi. 
Bosim va haroratning ortishi bilan katalizatorning yo‘qotilishi ortadi. 
Masalan, 7 atm bosim va 900
O
C haroratda ishlaydigan qurilmalarda 1 t 
HNO
3
hisobiga platina katalizatorining yo‘qotilishi 0,3-0,4 g ga yetadi. 
Nitroza gazlari bilan yo‘qotiladigan platinaning bir qismi tutib qolinadi, 
ammo uning ko‘p qismi qaytarilmasdan yo‘qotiladi. Yo‘qotilgan massa 
taxminan 30% ga yetganda to‘r qayta quyishga yuboriladi. Atmosfera 
bosimi ostida ishlaydigan qurilmalarda platina-rodiy katalizatorlari 12-
14 oy, yuqori bosim ostida esa anchagina kam xizmat qiladi. Platina 
katalizatorlarining ko‘p miqdorda yo‘qotilishi faol va arzon platinasiz 
katalizatorlar topishni va ishlatishni talab etadi. 
Ammiakning oksidlanishi uchun stexiometrik tenglama bo‘yicha 1 
mol azotga 1,25 mol kislorod to‘g‘ri keladigan tarkibdagi azot-vodorod 
aralashmasi talab etiladi. Atmosfera bosimida ishlaydigan platina 
katalizatori uchun azot(II)-oksid unumining boshlang‘ich ammiak-havo 
aralashmasidagi kislorod va ammiak konsentratsiyalari nisbatiga 
bog‘liqligi 2.16-rasmda ko‘rsatilgan. Amalda azot(II)-oksid unumi va 
jarayon tezligini oshirish uchun O
2
:NH
3
nisbat 1,7-2,0 ga teng deb qabul 
qilinadi: 
NH
3
+ 2O
2
= HNO
3
+ H
2

Bu havo-ammiak aralashmasida 9,5-11,5% NH
3
bo‘lishini bildiradi. 
Ammiak va havo ma’lum nisbatda bo‘lgan ammiak-havo 
aralashmasi portlash havfi mavjuddir. 2.17-rasmda atmosfera bosimida 
ammiak-havo aralashmasidagi NH
3
miqdorining portlash havfi chegarasi 


151 
ko‘rsatilgan. Ishlab chiqarish sharoitida ammiak va havo nisbati portlash 
havfi chegarasidan tashqarida bo‘ladigan ammiak-havo aralashmasi 
bilan ishlanadi. 
2.16-rasm. Azot(II)-oksid unumining boshlang‘ich ammiak-havo 
aralashmasidagi kislorod va ammiak konsentratsiyalari nisbatiga 
bog‘liqligi. 
2.17-rasm. Quruq va suv bug‘i bilan to‘yingan ammiak-havo 
aralashmasining portlash chegaralari. 
2.18-rasmda Atmosfera bosimida platina katalizatorida azot(II)-
oksid unumining haroratga bog‘liqligi ko‘rsatilgan. Bosimning ortishi 
ammiakning konversiya darajasiga salbiy ta’sir ko‘rsatadi, bu esa bosim 
ostida ishlaydigan jihozlarda to‘rlar sonining oshirilishini talab etadi. 


152 
Bosim ko‘tarilishi bilan konversiyaning optimal harorati oshadi. 
Atmosfera bosimi ostida ishlaydigan qurilmalarda plptina-rodiy 
katalizatori ishlatilganda gazning haroratini 700-800
O
C chegarasida, 
yuqori bosimda esa 800-900
O
C chegarasida ushlab turish kerak. 
Katalizatorning harorati gazlar aralashmasi haroratidan taxminan 75
O

yuqori bo‘ladi. 
2.18-rasm. Azot(II)-oksid unumining haroratga bog‘liqligi. 
2.19-rasm. Kontakt jihozi sxemasi: 
1-panjara; 2-katalizator to‘ri; 3-to‘ldirgich; 4-ko‘rish oynasi; 5-yoqish tirqishi. 
Reaktor – kontakt jihozi. 3,5-4,0 atm bosim ostida ishlaydigan 
reaktor – kontakt jihozi 2.19-rasmda ko‘rsatilgan. Jihozning diametri 
1,5-2,5 m dir. Gaz kontakt jihozining yuqori qismidan kiradi. Katalizator 


153 
to‘ri kontakt jihozining markaziy silindr qismiga joylangan. Jihozning 
quyi qismi havo bilan sovitiladi. Jihozning korpusida yoqish tirqishi va 
to‘r holatini ko‘rish oynasi o‘rnatilgan. Atmosfera bosimi ostida 
ishlaydigan kontakt jihozlarida odatda uchta to‘r o‘rnatilgan bo‘ladi; 7-
10 atm bosim ostida ishlaydigan jihozda esa 16-18 ta to‘r bo‘ladi. 

Download 7.06 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   ...   61   62   63   64   65   66   67   68   ...   131




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling