工业化学反应过程及反应器
- 格式:pptx
- 大小:543.06 KB
- 文档页数:46
工业制硝酸的化学反应方程式工业制硝酸是通过氨气和氧气在高温高压条件下发生氧化反应得到的。
具体的化学反应方程式如下:4NH₃(g) + 5O₂(g) → 4NO(g) + 6H₂O(g)2NO(g) + O₂(g) → 2NO₂(g)3NO₂(g) + H₂O(l) → 2HNO₃(aq) + NO(g)氨气和氧气在催化剂的作用下发生反应生成一氧化氮和水蒸气。
这个反应是一个放热反应,同时也是一个亚硝酸气体的生成反应。
然后,一氧化氮与氧气发生反应生成二氧化氮,这个反应是一个吸热反应。
最后,二氧化氮与水反应生成硝酸,这个反应是一个放热反应。
整个过程可以简化为以下两个步骤:4NH₃(g) + 5O₂(g) → 4NO(g) + 6H₂O(g)3NO₂(g) + H₂O(l) → 2HNO₃(aq) + NO(g)在第一个步骤中,氨气和氧气在高温高压条件下通过催化剂催化反应生成一氧化氮和水蒸气。
氨气和氧气的摩尔比为4:5,生成的一氧化氮和水蒸气的摩尔比为4:6。
在第二个步骤中,一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮。
这个反应是一个吸热反应,需要提供能量。
一氧化氮和氧气的摩尔比为2:1。
在第三个步骤中,二氧化氮和水反应生成硝酸。
这个反应是一个放热反应,同时生成一氧化氮。
二氧化氮和水的摩尔比为3:1,生成的硝酸和一氧化氮的摩尔比为2:1。
整个反应过程中,氨气和氧气作为原料进入反应器,经过一系列的化学反应,最终生成硝酸。
硝酸是一种无色液体,具有强烈的腐蚀性和氧化性,广泛应用于化工、农业和医药等领域。
总结起来,工业制硝酸的化学反应方程式可以简化为:4NH₃(g) + 5O₂(g) → 4NO(g) + 6H₂O(g)3NO₂(g) + H₂O(l) → 2HNO₃(aq) + NO(g)通过这个化学反应方程式,我们可以了解到工业制硝酸的原理和过程。
这个反应是一个复杂的氧化还原反应,需要在特定的条件下进行。
同时,这个反应也涉及到能量的转化和释放,是一个热力学过程。
序号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 3132 33 3435 36 37 3839 40 41 42题干按物质的聚集状态,反应器分为均相反应器和非均相反应器。
按照反应器的结构型式,可把反应器分成釜式、管式、塔式、固定床和流化床。
长径比较大的流化床反应器中的流动模型可以看成平推流。
单段绝热床反应器适用于反应热效应较大、允许反应温度变化较大的场合,如乙苯脱氢制苯乙烯。
单一反应过程,采用平推流反应器总比全混流反应器所需要的体积小。
对同一反应,活化能一定,则反应的起始浓度越低,反应的速率常数对浓度的变化越敏感。
对液—气、液—固非均相的反应物系,若热效应不大时,多采用釜式反应器。
对于可逆放热反应而言,并非温度越高反应速度越快,而是存在最佳反应温度,即反应速度最快时的对应的温度。
对于零级反应,增加反应物的浓度可提高化学反应速率。
反应过程的整体速度由最快的那一步决定。
反应器并联的一般目的是为了提高生产能力。
串联的一般目的是为了提高转化率。
非均相反应器可分为:气-固相反应器、气-液相反应器。
釜式反应器返混小,所需反应器体积较小。
釜式反应器既可以用于间歇生产过程也能用于连续生产过程。
釜式反应器体积越大,传热越容易。
高速搅拌的釜式反应器中的流动模型可以看成全混流。
工业反应器按换热方式可分为:等温反应器;绝热反应器;非等温、非绝热反应器等。
鼓泡塔反应器和釜式反应器一样,既可要连续操作,也可以间歇操作。
固定床反应器比流化床反应器的传热效率低。
固定床反应器的传热速率比流化床反应器的传热速率快。
固定床反应器适用于气一液相化学反应。
管式反应器的优点是减小返混和控制反应时间。
管式反应器亦可进行间歇或连续操作。
管式反应器主要用于气相或液相连续反应过程,且能承受较高压力化学反应的活化能是指基元反应,分子反应需吸收的能量间歇反应器由于剧烈搅拌、混合,反应器内有效空间中各位置的物料温度、浓度均相同。
反应器的原理及应用1. 引言反应器是化学工程中一种非常重要的设备,广泛应用于化工生产中。
本文将介绍反应器的原理及应用,通过对反应器的介绍,帮助读者理解反应器的基本工作原理和常见应用场景。
2. 反应器的工作原理反应器是一种用于进行化学反应的设备,其工作原理是利用加热、冷却、搅拌等方式控制反应物质在反应过程中的温度、压力和混合程度。
下面将介绍几种常见的反应器工作原理:2.1 批量反应器批量反应器是最简单的一种反应器,其工作原理是将待反应的物质一次性加入反应器中进行反应。
其优点是操作简单,适用于小规模生产和实验室研究。
然而,由于无法连续供给反应物质,生产效率较低。
2.2 连续流动反应器连续流动反应器是一种持续供给反应物质并连续收集产物的反应器,其工作原理是通过分别将反应物质和催化剂以一定流速供给反应器,使反应在反应器内进行。
连续流动反应器由于可以连续供给反应物质,生产效率较高,适用于大规模生产。
2.3 催化反应器催化反应器是通过添加催化剂来提高反应速率的反应器,其工作原理是将催化剂与反应物质一起放入反应器中进行反应。
催化反应器由于催化剂的作用,可以在较低的温度和压力下进行反应,节省能源和提高反应效率。
3. 反应器的应用反应器在化工生产中有着广泛的应用,下面将列举几个常见的应用场景。
3.1 石油炼制在石油炼制过程中,反应器用于各种催化反应、裂化反应、加氢反应等。
例如,催化裂化反应器用于将重质石油馏分转化为轻质石油产品,加氢反应器用于将硫化氢等有害物质转化为无害物质。
反应器在石油炼制中起到了非常重要的作用。
3.2 化学品生产在化学品生产中,反应器用于各种有机合成反应、聚合反应等。
例如,聚乙烯反应器用于合成聚乙烯,硝化反应器用于合成硝酸等。
反应器不仅可以提高产品的纯度和产量,还可以控制反应物质的选择性。
3.3 生物工程在生物工程领域,反应器用于培养微生物、细胞培养、酶反应等。
例如,发酵反应器用于培养微生物产生乙醇、酸等产物,细胞培养反应器用于培养动物细胞合成蛋白质。