ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние температуры на скорость контактного процесса из "Технология серной кислоты" Равновесный выход SO3 возрастает с понижением температуры (см. 62). Поэтому с точки зрения статики реакцию окисления SOo в SO - следовало бы вести при низких температурах. Однако с точки зрения кинетики требуется обратное. Поэтому для правильного решения вопроса о температурном режиме контактного процесса нужно одновременно учитывать и статику и кинетику этого процесса. [c.171] Значит, зная константу скорости данного процесса для какой-либо одной температуры, можно вычислить k для любой другой температуры. Для этого расчета нужна еш,е величина энергии активации Е для данного катализатора. По опытным данным, для реакции окисления SOa в SOg на платине =16—17тыс. тл1г-мол. [c.172] Для удобства расчета здесь берется ие истинное, а условное, фиктивное время реакции о- объем газа, прошедший через катализатор в единицу времени, приводится к нормальным условиям (О , 760 мм рт. ст.) и делится на объем катализатора. Интеграл в правой части уравнения не решается в общем виде его находят с помощью графического интегрирования. Отсюда по опытным данным и вычисляют константу к. [c.174] Как видно из рис. 71, в интервале 400—460° константа к для ванадиевого катализатора имеет два ряда значений. Основная линия ( =23 ООО) относится к пятивалентному ванадию. Ответвление вниз от этой линии, свидетельствующее о резком снижении скорости процесса, относится к тому же катализатору, частично превратившемуся в сернокислый ванадил У0504. [c.174] Для практики важно знать температурную границу между зонами, резко отличающимися по энергии активации. Исследования показали, что эта граница зависит от содержания ЗО и ЗО в газе. Чем больше 30 и меньше 30 содержится в газе, тем более высокая температура нужна для разложения неактивного УОЗО и перехода четырехвалентного ванадия в пятивалентный. Таким образом, при контактном процессе на ванадиевом катализаторе изменяется не только состав газа под влиянием катализатора, но и состав катализатора под влиянием газа, с которым он соприкасается. [c.174] В начале процесса контактирования, когда в газе содержится много ЗОо и мало ЗОз, для перевода ванадия в пятивалентную форму нужна сравнительно высокая температура. При содержании в газе 7% ЗО2 (колчеданный газ) эта температура составляет --470°. По мере того, как 30 в газе переходит в 30 , температура, необходимая для превращения четырехвалентного ванадия в пятивалентный, становится все ниже и температурная граница между зонами с двумя разными значениями передвигается книзу. К концу процесса, когда ЗОг окисляется в ЗО на 90% и более, эта граница смещается в область температур ниже 400°. Таким образом, энергия активации имеет высокое значение только в самом начале контактного процесса, а затем процесс на ванадиевом катализаторе вплоть до конца идет при нормальном значении . [c.174] Необходимо отметить, что до 1953 г. этот вопрос в литература 2,4,u,i5 освещался иначе считалось, что для успешной работы ванадиевого катализатора температура вообще должна быть не ниже 430—440 . Основанием к этому считались приведенные на рис. 71 данные об изломе кривой констант скорости реакции. Однако эти данные относились лишь к начальной стадии реакции. В опытах, по результатам которых построен график, контактирование проводилось лишь на 30—50%, и вывод о резком спаде активности катализатора при температурах ниже 430—440 относится именно к этим условиям. Этот вьшод был некритически распространен на весь процесс контактного окисления SO., в SOg, в том числе и на конечную стадию процесса, в результате чего создалось мнение, что контактный процесс на ванадиевом катализаторе должен не только начинаться, но и заканчиваться при температуре не ниже 440°. [c.175] Последние исследования, проведенные в Советском Союзе- , показали, что точка перелома в значениях /с и для ванадиевого катализатора с изменением состава газа в процессе реакции смещается в область более низких температур. Значит, избегать низких температур нужно лишь в начале процесса контактирования, а в конце процесса допустимы температуры значительно ниже 430°. Это обстоятельство имеет большое практическое значение поскольку реакция может заканчиваться при температуре ниже 430°, можно не ограничиваться окислением SOj в SOg на 97%, а поднять степень контактирования до 98 и даже до 99%. [c.175] Вернуться к основной статье