آشنایی با واکنش های مطلوب و نامطلوب در راکتور و عوامل کاهش دهندة راندمان

آشنایی با واکنش های مطلوب و نامطلوب در راکتور و عوامل کاهش دهندة راندمان
واکنش های شیمیایی متعددی در درون راکتور انجام می‌گیرد، که البته به جز یکی از آن ها بقیه نامطلوب می‌باشند. بنابراین سعی می‌شود که حتی‌‌الامکان واکنش های جانبی رخ ندهد. 
مکانیزم واکنش اکسیداسیون آمونیاک سه مرحله دارد. 
الف- جذب اکسیژن بوسیلة کاتالیست. 
ب- واکنش کاتالیست و تولید هیدرات نیتروژن روی سطح کاتالیست. 
ج- واکنش اکسیژن جذب شده روی سطح کاتالیست با رادیکال هیدرات نیتروژن و تولید مونوکسید نیتروژن و آب. واکنش کلی به این صورت است: 
             
این واکنش در مدت زمان یک هزارم ثانیه شروع و انجام می‌شود و مدت زمان بیشتر تماس گاز، باعث تجزیة مونوکسید نیتروژن در شرایط فرآیندی می‌شود. چون که این واکنش در دمای C۸۱۰ تا C۹۰۰ اتفاق می‌افتد و در این شرایط مونوکسید نیتروژن ناپایدار است. بنابراین باید به سرعت جریان گاز را سرد و زمان اقامت را کاهش داد. 
حرارت ناشی از واکنش معادل ۵۴۰۷۳ کیلو کالری به ازای یک کیلو مول از آمونیاک تولیدی می‌باشد که بسیار بالاست و دمای گاز را تا C۸۷۰ افزایش می‌دهد. این گرما باعث گداخته شدن سطح کاتالیست می شود و به پیشرفت واکنش کمک می‌کند. البته در راکتور مشعلی وجود دارد که در ابتدا جهت راه‌اندازی واحد و تأمین حرارت اولیه جهت انجام واکنش روشن می‌شود که سوخت آن گاز سنتز است. اما پس از ایجاد حرارت اولیه و شروع به کار سیستم چون واکنش اکسیداسیون به شدت گرمازا است و گرمای مورد نیاز واکنش را تأمین می‌کند، مشعل به صورت خودکار خاموش می‌شود و از سیستم خارج می‌گردد.  به دلیل مسائل ایمنی و نیز عدم انجام واکنش های مزاحم، در صورتیکه تراکم صورت گیرد و درجه حرارت تا C۹۱۰ بالا رود، راکتور و واحد به صورت خودکار از سرویس خارج می‌شود. 

همان طور که ذکر شد امکان انجام تعدادی واکنش نامطلوب نیز در راکتور وجود دارد. این واکنش ها عبارتند از: 
1- واکنشی که طی آن آمونیاک در اثر حضور اکسید فلزات و درشرایط راکتور تجزیه می‌‌شود. 
    
2- واکنشی است که طی آن NO ضمن زمان توقف زیاد در راکتور، تجزیه می‌شود.
 
3- واکنشی که طی آن آمونیاک در مجاورت یک سطح داغ می‌سوزد. 
     

4- واکنشی که میل ترکیبی No و NH3 را با یکدیگر نشان می‌دهد و البته کمتر از واکنش های دیگر اتفاق می‌افتد و شرایط آن، اختلاط خوراک با محصول است. بنابراین باید محصولات واکنش اصلی را هرچه سریع تر از راکتور خارج کرد. 

 

واکنش سوم بدترین نوع واکنش نامطلوب می‌باشد. به عنوان مثال اگر فاصله توزیع کننده از توری های پلاتین کم باشد، در اثر تشعشع توری‌های داغ، سطح توزیع کننده بیش از اندازه گرم می‌شود و مخلوط گاز ورودی قبل از رسیدن به سطح کاتالیست در واکنش نامطلوب سوم به کار برده می‌شود و طبیعتاً با وقوع این واکنش و حرارت آزاد شده ناشی از آن، سطح توزیع کننده باز هم داغ تر می‌شود و به پیشرفت واکنش نوع سوم کمک می‌کند. 
وقوع هر کدام از واکنش های نامطلوب راندمان پلاتین‌ها و در نتیجه راندمان راکتور را کاهش می‌دهد.

http://cesarkmml06162.blogzag.com/18569342/