- Hthu hồi dưới= 8000.
2 NH4O H+ HS = (NH4)S + HO +Q (5) Đồng thời H S hũa tan trong dung dịch đồng cũn cú thể kết hợp vớ
6.2. Cơ sở lý thuyết quá trình tổng hợp NH3:
Phơng trình tổng hợp NH3:
H2 + N2↔ 2NH3 + 9,374 cal/mol * Đặc điểm của phản ứng:
Là phản ứng giảm thể tích, có kèm theo tỏa nhiệt, nhiệt phản ứng có quan hệ với nhiệt độ và áp suất. Là phản ứng thuận nghịch, đồng thời với phản ứng giữa H2 và N2 để tạo thành NH3 thì cũng có phản ứng phân hủy của NH3. Để phản ứng đợc tiến hành nhanh theo chiều thuận cần có chất xúc tác.
* Động học của quá trình tổng hợp NH3:
Cơ chế của quá trình tổng hợp NH3 về cơ bản là cơ chế xúc tác rắn- khí. Thông thờng cơ chế xúc tác hệ khí-rắn đợc tiến hành theo các bớc sau:
1. Thể khí tham gia phản ứng khuếch tán lên bề mặt xúc tác.
2. Chất tham gia phản ứng từ bề mặt ngoài của chất xúc tác khuếch tán vào mao mạch bên trong của chất xúc tác.
3. Hấp thụ lên bề mặt xúc tác.
4. Thể khí ở trạng thái hấp phụ phản ứng hóa học trên bề mặt xúc tác và tạo ra sản phẩm.
6. Sản phẩm khuếch tán tới các mao quản bên trong xúc tác ra ngoài bề mặt.
7.Sản phẩm từ bề mặt xúc tac khuếch tán ra ngoài.
Trong 7 bớc trên, bớc 1 và 7 là quá trình khuếch tán ngoài, 2 và 6 là quá trình khuếch tán trong; 3, 4 và 5 là quá trình động học của phản ứng. Nếu một bớc nào đó diễn ra chậm nhất thì bớc đó quyết định tốc độ của cả quá trình phản ứng.
H2 và N2 từ không gian pha khí khuếch tán đến bề mặt xúc tác, phần lớn thể khí này khuếch tán vào mao quản bên trong xúc tác, đồng thời tiến hành hấp phụ hoạt tính hóa học trên bề mặt ấy. N2 hấp phụ (N2hp) phản ứng với H2 hấp phụ (H2hp) và H2 pha khí (H2k) lần lợt tạo thành NH, NH2, NH3. Sản phẩm cuối cùng tách ra khỏi bề mặt xúc tác để đi vào pha khí. Quá trình này có thể biểu diễn theo sơ đồ:
N2(k) à N2(hp) à 2NH(hp) à 2NH2(hp) à 2NH3(hp) à 2NH3(k)
Trong quá trình phản ứng trên, khi tốc độ dòng khí tương đối đủ lớn và cỡ hạt xúc tác nhỏ vừa phải thì ảnh hởng của các nhân tố khuếch tán ngoài và khuếch tán trong đối với phản ứng là rất nhỏ. Trong khi tốc độ của N2 hấp phụ lên bề mặt xúc tác thì rất gần với tốc độ tổng hợp NH3, tức là bớc hấp phụ hoạt tính của N2 tiến hành chậm nhất là mấu chốt quyết định tốc độ phản ứng.