Курсовая работа на тему: Физико-химические основы процесса

Введение

Процесс конверсии оксида углерода (II) водяным паром протекает по реакции:

CO + H2O ↔ CO2 + H2 + 41,19 кДж. (1)

Механизм данного процесса исследовали многие ученые. В результате исследований было предложено несколько гипотез.

Темкин М.И. и Кулькова Н.В. считают, что механизм процесса конверсии СО водяным паром является окислительно-восстановительным:

Fe3O4 + H2O → Fe2O3 + H2 (1)

Fe2O3 + CO → Fe3O4 + CO2 (2)

Так как процесс конверсии проводят при избытке водяного пара, то лимитирующей является стадия (2). Водород оказывает отрицательное влияние на реакцию конверсии.

Кириллов И.П. с сотрудниками, в результате исследований показали, что лимитирующей стадией данного процесса является окисление поверхности катализатора (1). Выделяющийся водород замедляет данный процесс, который протекает в кинетической области.

Применительно к катализаторам среднетемпературного (СТК) и низкотемпературного (НТК) можно использовать следующее кинетическое уравнение:

Для НТК (Т = 100-300°С):

Для СТК (Т = 300-600°С):

Реакция конверсии оксида углерода (II) является обратимой. Она протекает с выделением тепла без изменения числа газовых молей. Для увеличения выхода водорода реакцию необходимо осуществлять при низких температурах с избытком водяного пара, причем давление не оказывает влияния на состояние равновесия. Для определения количественного влияния температуры и соотношения реагирующих компонентов на равновесную степень конверсии и состав конвертированного газа необходимо знать константу равновесия этой реакции:

где - равновесные парциальные давления компонентов; - равновесные концентрации компонентов.

Оглавление

* преподаватель Ожогина О.Р. подпись

* Выполнил: студент группы ХТ-15з Киселева В.А подпись

* г. Дзержинск

* Содержание

* Введение

* Физико-химические основы процесса

* Механизм процесса

* Энтальпия, энтропия, изменение энергии Гиббса и тепловой эффект реакции

* Зависимость константы скорости реакции от температуры

* Обоснование оптимальных условий процесса конверсии оксида углерода II водяным паром

* Температура

* Давление

* Скорость подачи парогазовой смеси

* Требования, предъявляемые к составу исходной газовой смеси

* Технологическая схема конверсии оксида углерода (II) паром

* Характеристика катализаторов конверсии оксида углерода (II)

* Описание технологической схемы конверсии оксида углерода (II)

* Материальный баланс

* Выводы

* Список использованной литературы

Список литературы

* 1. Под ред. Мельникова Е.Я «Справочник азотчика», том 1, стр. 492.

* М.: Химия, 1967 г.

* 2. «Справочник азотчика», под ред. Мельникова Е.Я., том 2, стр. 444.

* М.: Химия, 1969 г.

* 3. Тимонин А.С. «Инженерно-экологический справочник», том 1, стр. 917.

* Калуга: Изд-во Н.Бочкаревой, 2003 г.

* 4. Дыбина П.В. «Расчёты по технологии неорганических веществ».

* М. 1967 г.

* 5. Атрощенко В.И., Каргин С.И. «Технология азотной кислоты», стр. 494.

* М.: Химия, 1970 г.

* 6. Белов П.С., Голубева И.А., Низова С.А. «Экология производства

* химических продуктов из углеводородов нефти и газа», стр. 256.

* Учебник для вузов. М.: Химия, 1991 г.

* 7. Гиндич В.И., Забелин Л.В., Марченко Г.Н. «Производство нитратов

* целлюлозы. Регенерация отработанных и рекуперированных

* нитрационныхкислотных смесей», стр. 216. М.: НПО «Информ ТЭИ»,

* 1991 г.

* 8. Гороновский И.Т., Назаренко Ю.П., Некряч Е.Ф. «Краткий химический

* справочник», стр. 833, 5-е изд., испр. и доп. К.: Наукова думка, 1987 г.

* 9. ГОСТ 12.1.007-76 «Классификация вредных веществ и общие

* требования безопасности»

* 10. Гуревич Л.А. «Проектные исследования химических производств»,

* стр.208. М.: Химия, 1976 г.