工業(yè)裝置尿素合成動(dòng)態(tài)模型及其應(yīng)用 第二節(jié) 動(dòng)力學(xué)模型
作者/來(lái)源:沈華民(上海化工研究院,上海 200336) 日期: 2008-06-19 點(diǎn)擊率:1514
任何化學(xué)反應(yīng)過(guò)程,不論是單一的還是復(fù)合的,都必須研究化學(xué)平衡和反應(yīng)速度兩個(gè)問(wèn)題。前者屬于熱力學(xué)范疇;后者則為動(dòng)力學(xué)范疇。
對(duì)于由兩個(gè)串聯(lián)反應(yīng)構(gòu)成的尿素合成亦不例外,我們?cè)谇肮?jié)已敘述了尿素合成反應(yīng)的熱力學(xué)問(wèn)題;本節(jié)將對(duì)尿素合成反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方面的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行討論。
關(guān)于尿素合成反應(yīng)的生成過(guò)程(或稱(chēng)為反應(yīng)歷程),在尿素生產(chǎn)前期,曾有尿素氣相生成說(shuō)[1],認(rèn)為存在著一種非甲銨的氣體中間體:
2NH3(g)+CO2(g)→氣體中間體→(NH2)2CO(g)+H2O(g)
但之后的實(shí)驗(yàn)研究證實(shí),尿素合成反應(yīng)是兩步串聯(lián)的液相反應(yīng),并非氣相反應(yīng)。
尿素合成的生成過(guò)程是,超臨界態(tài)的NH3與CO2首先生成液態(tài)甲銨中間產(chǎn)物,然后熔融態(tài)的甲銨再脫水轉(zhuǎn)化為尿素。
尿素合成反應(yīng)條件必須是高溫高壓,以保證物系處于液相狀態(tài)。也只有保持甲銨的熔融態(tài),才有明顯的反....