охт (6sem) / labs 6sem / 1лаб Каталитическое окисление аммиака
.docx
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«МИРЭА – Российский технологический университет»
РТУ МИРЭА
|
Институт тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова |
|
(наименование Института)
|
Кафедра общей химической технологии (ОХТ) |
|
(наименование кафедры)
ОТЧЕТ
о лабораторной работе:
«Каталитическое окисление аммиака»
Работу выполнил
студент группы
Руководитель работы
Москва, МИТХТ 2019
-
Цель работы
Знакомство с основными закономерностями и обоснованием выбора условий реализации сложного, необратимого, каталитического, гетерогенного процесса и расчет основных технологических показателей.
-
Теоретическая часть
Химия процесса. Окисление аммиака кислородом воздуха до оксида азота (II) является первой стадией процесса получения азотной кислоты. Наряду с основнойреакцией окисления аммиака до оксида азота (II) (2.1.1)(здесь и далее приведены тепловые эффекты реакции):
4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O 946 кДж/моль(2.1.1)
происходит окисление аммиака до элементарного азота и оксида азота (I):
4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O1328 кДж/моль(2.1.2)
4NH3 + 4O2 = 2N2O + 6H2O1156 кДж/моль(2.1.3)
При определенных условиях возможна диссоциация аммиака
2NH3 = N2 + 3H2– 91кДж/моль (2.1.4)
а также последовательные реакции, приводящие к образованию элементарного азота (2.1.5 и 2.1.6):
2NO = N2 + O2180 кДж/моль(2.1.5)
4NH3 + 6NO = 5N2 + 6H2O1810 кДж/моль(2.1.6)
Кинетика процесса.
Зависимость количества адсорбированного кислорода от температуры: 1 – равновесная кривая физической адсорбции, 2 и 3 – равновесная и практическая кривые хемосорбции. |
Рис.2.1.3 Зависимость практического выхода оксида азота (II) оттемпературы при разных давлениях : 1 – 0,1 МПа, 2 – 0,8 МПа.
|
-
Описание лабораторной установки
Рис.2.1.6 Схема лабораторной установки для окисления аммиака: 1 – баллон; 2,6 – ротаметры; 3 – смеситель; 4 – воздуходувка; 5 – фильтр; 7 – контактный аппарат: 8 – катализаторная корзина; 9 – термопара; 10 – спираль; 11 – смотровое окно; 12 – колба для отбора пробы газа.
-
Исходные и экспериментальные данные
Расход воздуха при условиях
лаборатории _____л/мин Перепад давления в расходомере для
воздуха _____ мм Расход аммиака при условиях
лаборатории (расч. после анализа) _____л/мин Перепад давления в расходомере для
аммиака _____ мм Температура в контактном аппарате _____ °С Данные о катализаторах:
платиновый:
число сеток _____
рабочая площадь сетки _____ м2
диаметр нити сетки _____ мм
число петель на 1 см2 _____
неплатиновый:
объем катализатора _____ мл
доля свободного объема _____
Температура в лаборатории _____оС Барометрическое давление _____мм. рт. ст. Время контактирования:
для платинового катализатора _____ с
для неплатинового катализатора _____ с
Интенсивность платинового катализатора _____кг/ч·м3
Интенсивность неплатинового
катализатора _____кг/ч·м3
Объемное отношение кислорода к аммиаку _____
Практический выход оксида азота (II) _____%
Таблица 1
Анализ газовых фаз
|
Определение содержания NH3 в исходном газе |
Определение содержания NO в нитрозных газах |
№ колбы |
|
|
Масса колб, г: |
||
после отбора пробы до отбора пробы |
|
|
|
|
|
Навеска, г |
|
|
Кол-во ратвора NaOH, мл |
||
исходное на обратное титрование |
|
|
|
|
|
Кол-во ратвора H2SO4, мл |
||
исходное на обратное титрование |
|
|
|
|
|
|
= __ %масс. |
= __ %масс. |
Таблица 2
Материальный баланс контактного аппарата для окисления аммиака
Базис расчета _______1
Приход
|
Расход
|
|||||||
Наименование
|
л н.у.
|
г
|
% масс
|
Наименование
|
л н.у.
|
г
|
% масс
|
|
Аммиак
Воздух:
В том числе: Кислород Азот
|
|
|
|
Оксид азота (II)
Азот по реакции
Азот из воздуха
Кислород
Вода
Невязка: |
|
|
|
|
Всего |
|
|
100 |
Всего |
|
|
100 |
1 - задаётся преподавателем.