Моддий хисоб

Жараённинг физик кимёвий асослари.
Аммиакни оксидлаш экзотермик жараёндир. Жараённи олиб бориш шароити катализатор турлари ва кислород сабабли реакция давомида NO, NO₂ ва N₂ хосил бўлиши мумкин:
4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O + Q
4NH₃ + 4O₂ = 2NO₂ +6H₂O + Q
4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O + Q
4NH₃ + 6NO = 5N₂ + 6H₂O + Q
Реакциянинг узоқ вақт кетиши аммиакни азотгача парчаланишга олиб келади. Бу жараён контакт аппаратида боради. Кетаётган ҳар хил реакцияларнинг бориши катализатор ҳусусиятига боғлиқ. Аммиакни катализаторсиз оксидлаш фақат элементар азотни хосил бўлишига олиб келади. Аммиакни конверциялашда платина ва унинг қотишмалари ишлатилади. Платинанинг қимматлиги сабабли плaтинасиз, темир – хром катализатори хам ишлатилиши мумкин. Унинг қалинлиги 60 – 50 мм гача. Платина катализатор ингичка симлардан (d = 0,06 – 0,09 мм) тўқилган сетка қилиб тайёрланади ва 1 смда 1024 та тешиги бор.
Каталитик тозалаш реакторида қуйидаги реакциялар боради:
4 NH₃ + 6NO 5N₂ + 6H₂O + Q (1)
8NH₃ + 6NO₂ 7N₂ + 12H₂O + Q (2)
Бу реакциядаги NO ва NO₂ нисбатлари стехиометрик усулда аниқланади. Шартга кўра нитроза газларининг ютилиш даражаси η=99.5 %.
Катализатор сифатида АМЦ (алюмомедьцинковий) ишлатилади. Реакциянинг узоқ вақт кетиши аммиакни азотгача парчаланишга олиб келади. Бу жараён контакт аппаратида боради. Кетаётган ҳар хил реакцияларнинг бориши катализатор ҳусусиятига боғлиқ. Аммиакни катализаторсиз оксидлаш фақат элементар азотни хосил бўлишига олиб келади. Аммиакни конверциялашда платина ва унинг қотишмалари ишлатилади. Платинанинг қимматлиги сабабли плaтинасиз, темир – хром катализатори хам ишлатилиши мумкин. Унинг қалинлиги 60 – 50 мм гача. Платина катализатор ингичка симлардан (d = 0,06 – 0,09 мм) тўқилган сетка қилиб тайёрланади ва 1 смда 1024 та тешиги бор.
Аммиакни оксидлаш атмосфера босими остида борса, 3 қават ўрта босим остида борса 10 – 12 қават, юқори босим остида борса, 18 қаватгача сетка қўйилади. Жараён боришида қуйидаги нисбат бўлиши шарт :
NH₃ : O₂ = 1:1,25
Бундан ташқари аммиак ҳаво аралашмаси маълум шароитда портлаш ҳусусиятига эга. Шунинг учун аммиак ҳаво аралашмасидаги аммиакнинг миқдори 10 – 12% бўлади ва контакт аппаратида юқоридан пастга қараб йўналтирилади. Портлаш чегараси ҳарорат ошиши билан кенгайиб боради. Агар аралашмада сув буғи бўлса, портлаш чегараси қисқаради. Платинали катализатор иштирокида олиб борилган жараёнда ҳарорат қуйидагича:

1. 
   атмосфера босим остида 700 – 800⁰Сгача
   
2. 
   босим остида 800 – 900⁰С гача
   

Аммиак молекулалари ҳам катализатор юзасига адсорбцияланиб, ундаги кучсиз кислород алоқасини узади ва у билан комплекс хосил қилади. Бу комплексларни кенглиги келаётган молекулалар таъсирида бузилиши натижасида азот оксиди ва сув хосил бўлади. Бу моддалар катализатор юзасидан газ оқими ёрдамида олиб кетилади. Кейин жараён қайтарилади.
Кислород диффузияси тезлиги аммиак диффузияси тезлигидан кўпроқ бўлганлиги учун катализатор юзаси доимий равишда қопланган бўлади, натижада азот оксиди хосил бўлиши жараёни кучаяди. Катализаторларни кислород билан қопланмаган юзасида аммиак элементар азотгача оксидланади.