Noorganik kislotalar ishlab chiqarish nazariyasi va texnologik hisoblari

Ammiakning oksidlanishi - murakkab qaytmas ekzotermik katalitik reaksiyadir. Ammiak N₂ va NO gacha oksidlanadi. o‘tish ikki mustaqil stexiometrik tenglamalar orqali ifodalanadi:

4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O + 904 кJ (4)

4NH₃+3O₂ = 2N₂ + 6H₂O+ 1269 kJ (5)

Katalizator sifatida platina yoki platinopalladiyrodiyli qotishma qo‘llanadi (Pt miqdori 81-92%). Jarayonning harorati 1100-1200° K. Bunday sharoitlarda azot oksidi N₂O amalda hosil bo‘lmaydi. Ekzotermik reaksiyaning qaytar reaksiya boMganligidan (1) uning muvozanati ammiakning oksidlanish haroratida chapga surilgan, shuningdek, azot dioksidi mavjud emas.

1-ammiakning oksidlanishi; 2—gazning sovuslii; 3—azot oksidining oksidlanishi; 4—absorbsiya.

O‘tish (aylanish) sxemasi stexiometrik tenglamalar (4)-(5) tizimidan farq qiladi — ammiakning oksidlanish reaksiyasi to‘rtta xususiy reaksiyalarni (bosqich) o‘z ichiga oladi:

(6)

Bu sxema eksperimental aniqlangan: katalizatorga faqat NO berib, 2NO=N₂ + O₂ reaksiyasi bo‘yicha azot va kislorodning hosil boMishi kuzatildi; NH₃ va NO aralashmasini berib 4NH₃ + 6NO = 5N₂ + 6H₂O reaksiyasi bo‘yicha N₂ hosil bo‘lishi kuzatildi.

O’tishning (aylanish) bunday sxemasi azot oksidi chiqishining o‘tish (aylanish) vaqtiga ekstremal bog‘liqligini beradi (2-rasm).

Reaksiya tez sodir bo‘ladi, tashqi diffuzion sohada o‘tadi. Modomiki, tezlik oqim hamda katalizator yuzasidan issiqlik va moddaning olib o‘tilishi bilan cheklanar ekan, uning ichki yuzasini rivojlantirishga zaruriyat qolmaydi va u 0,09 mm diametrli metall simdan to‘qilgan to‘rdan iborat bo'ladi. Tutashish vaqti (to‘qnashish) (1_{ }2) -10⁴ miqdorni tashkil etadi. Bu vaqt ichida ammiak to’liq oksidlanadi, shunday bo‘lgach NO ning chiqishi azot oksidi bo‘yicha reaksiya selektivligiga mos tushadi.

Tashqi diffuzion olib o‘tilishning hisobga olinishida quyidagi formulalardan foydalaniladi:

(7)

Indekslar qayerda betta 1, va betta 2 kam bo’lsa, muvofiq ravishda NH₃ va O₂ ga taalluqli bo‘ladi; betta 1 , betta 2 - oqim va yuza orasidagi massa olib o‘tilish

2-rasm. Hosil bo'lgan azot oksidi miqdorining E_no ammiakni 0,1 MPa (1) va 0,7 MPa (2) bosimlarda oksidlanishida tutashish vaqti t ga bog'liqligi.
koeffitsiyentlari; С₁ C₂ -oqimdagi konsentratsiyalar; C_ln, C_2n - yuzadagi
konsentratsiyalar; V ₁ = 4, V ₂ = 5-stexiometrik koeffitsiyentlar; r(C_ln, C_2n) - reaksiya tezligi.