<<
>>

5.2. Экспериментальные данные, полученные напилотной установке

  На пилотной установке были проведены исследования, результатом ко-

торых являлся подбор температурного диапазона, расходов потоков реагентов

и объемных скоростей их подачи в процессе синтеза меламина.

Напомним еще раз реакции синтеза меламина из карбамида:

первая стадия CO(NH2)2 О HNCO + NH3 - Q              (21)

жгг

вторая стадия              2HNCO о H2NCN + С02 +Q              (22)

ггг

3H2NCNС3Н^6 + Q              (23)

гг

суммарная реакция 6 CO(NH2)2С3Н^б + 6NH3+ ЗС02 - Q              (24)

На рис.

31 представлена зависимость степени превращения карбамида и

выхода меламина от температуры процесса синтеза при давлении 0,1 МПа.

Как видно из графика обе кривые проходят через максимум. При низких

температурах равновесие реакции (1) должно смещаться в сторону образова-

ния продуктов реакции, но так как скорость реакции невелика, карбамид на-

ходится в реакционной зоне недостаточное время, чтобы степень превраще-

ния достигла более высоких значений. При температуре 380-400°С степень

превращения карбамида приближается к 100%. При температурах свыше

420°С наблюдается снижение степени превращения карбамида за счет смеще-

ния равновесия реакции (1) влево, так как она экзотермическая.

я

/ 1

*
/ /

ж •

/ I

F •

/

/

*

1

1

1

г

1

*

1

1 10Г
я

i

*

[

200

500

зоот

Температура, °С

Рис.

31. Зависимость степени превращения карбамида (1)

и выхода меламина (2) от температуры процесса

при давлении 0,1 МПа.

Максимальный выход меламина наблюдается при температуре 380-

400°С. Снижение выхода меламина при температуре более 420°С можно объ-

яснить двумя факторами: уменьшением степени превращения карбамида и

протеканием побочных реакций (в готовом продукте наблюдается большое

количество примесей).

Нами рассчитана активность катализатора как количество меламина,

полученного с 1 см3 катализатора в единицу времени и определена селектив-

ность катализатора при различных температурах (отношение количества ме-

ламина в сырце к общему количеству полученного продукта). Результаты ис-

следований показаны на рис. 32. Наибольшая селективность наблюдается при

температуре 400°С (96%). С повышением температуры увеличивается количе-

ство побочных продуктов, что приводит к необходимости очистки меламина

от примесей путем перекристаллизации. В интервале температур 380-420°С

селективность изменяется в пределах 84-96%.

Активность исследуемого катализатора в зависимости от температуры

тоже имеет свой максимум. При низких температурах (ниже 380°С) скорость

процесса мала, при высоких (выше 420°С) уменьшается степень превращения

карбамида и увеличивается количество примесей, что приводит к уменьше-

нию активности катализатора по меламину.

На основании проведенных исследований по активности, селективности

катализатора, выходу меламина и степени превращения карбамида выбрана

оптимальная температура (380-400°С) ведения процесса синтеза меламина.

Активность катализатора можно рассматривать и как скорость процесса

синтеза, так как она показывает количество меламина, получаемого с единицы

объема катализатора в единицу времени. Как видно из рис. 32 скорость про-

цесса мало зависит от температуры в интервале 380-420°С. При температуре

500

300              400

Температура, °С

Рис.

32. Зависимость активности (1) и селективности (2) катализатора

температуры в процессе синтеза меламина при давлении 0,1 МПа.

ниже 380°C скорость процесса сильно зависит от температуры (лимитирую-

щей стадией является химическая реакция) и процесс лежит в кинетической

области.

Зависимость выхода меламина от соотношения количества аммиака к

количеству карбамида (NH3/CO(NH2)2) представлена на рис. 33. С увеличени-

ем этого соотношения выход меламина возрастает и достигает максимума

(96%) при NH3/CO(NH2)2 = 8, что соответствует объемной скорости W = 720

ч"1. Дальнейшее повышение объемной скорости не приводит к значительному

повышению выхода меламина.

Влияние выхода меламина от температуры при различном диаметре

гранул катализатора показано на рис. 34 (при температуре 420°С). Как видно

из этих зависимостей с уменьшением диаметра гранул происходит значитель-

ное увеличение выхода меламина. Это связано, очевидно, с увеличением

внешней поверхности катализатора.

По всей видимости, значительное увеличение выхода меламина при

увеличении объемной скорости и уменьшении диаметра гранул катализатора

связано с тем, что процесс синтеза меламина на данном катализаторе лежит в

диффузионной области и лимитирующей стадией процесса является внешняя

диффузия. Для повышения активности катализатора следует увеличивать

удельную поверхность.

<< | >>
Источник: МОИСЕЕВА ИРИНА ДМИТРИЕВНА. РАЗРАБОТКА КАТАЛИЗАТОРА И ТЕХНОЛОГИИ СИНТЕЗА МЕЛАМИНА. ДИССЕРТАЦИЯна соискание ученой степеникандидата техническихнаук. Новомосковск - 2002. 2002

Еще по теме 5.2. Экспериментальные данные, полученные напилотной установке:

  1. ПРИЛОЖЕНИЕ З ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ РАБОТЫ СУШИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
  2. Глава IV. Данные, полученные наблюдением над явлениями, следует предпочитать тому, что известно из описаний путешествий
  3. № 156 Письмо И.В. Полянского ответственному руководителю ТАСС Н.Г. Пальгунову об экуменическом движении и необходимости получения своевременной информации о его деятелях, материальной базе движения, программных установках и др.
  4. 1.2 Сушка в установках барабанного типа и типичная сушильная установка (устройство, принцип действия).
  5. 38. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТРАТЕГИИ
  6. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
  7. Короткоживущие данные
  8. ПОРИЗМЫ И ДАННЫЕ
  9. Зашифрованные данные
  10. 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
  11. Рациональности как данные
  12. Биографические данные
  13. Биографические данные
  14. Данные «от первого лица»
  15. Биографические данные