ДОСЛІДЖЕННЯ КІНЕТИКИ ПРОЦЕСУ ОКИСНЮВАЛЬНОГО АМОНОЛІЗУ МЕТАНУ
DOI:
https://doi.org/10.24025/2306-4412.1.2020.193467Ключові слова:
ціанистий водень, синильна кислота, каталізатор, час контактування, швидкість реакції, платина.Анотація
Представлено основні результати досліджень кінетики процесу окиснювального амонолізу метану. Промислове виробництво ціанистого водню є основою виробництва одного з важливих компонентів видобутку золота – ціаніду натрію. На сьогоднішній день основний спосіб виробництва ціанистого натрію базується на нейтралізації синильної кислоти, отриманої каталітичним синтезом метану, аміаку і кисню повітря на платиноїдному каталізаторі, розчином лугу. Проведено дослідження кінетичних параметрів процесу окиснювального амонолізу метану, а саме, визначення залежності часу контактування та швидкості реакції від технологічних параметрів процесу. Відомо, що найбільше впливає на процес окиснювального амонолізу метану вміст платиноваих металів у каталізаторі, а також кількість сіток у пакеті та розвиненість його поверхні. Встановлено, що при зниженому вмісті одного з реагентів у початковій газовій суміші, а саме NH3, після реактора синтезу ціанистого водню в контактному газі наявна значна кількість непрореагованих компонентів суміші. Проведено розрахунки часу контактування для платиноїдних сіток різної розвиненої поверхні при різних тисках і сталій температурі 1193о К. Виявлено, що найбільший вплив на час контактування має кількість сіток у пакеті платиноїдного каталізатора. Доведено, що при збільшенні лінійної швидкості газового потоку підвищується вихід ціанистого водню. На основі експериментальних даних визначено швидкість процесу реакції утворення НСN і перебігу дифузійного процесу за першим порядком. При об’ємній концентрації за аміаком 10,75 % об. швидкість реакції утворення ціанистого водню становить 0,75 с.Посилання
L. L. Tovazhnyanskiy, O. Ya. Loboyko, H. I. Grin, et al., The technology of bound nitrogen. Kharkiv: NTU «KhPI», 2007 [in Ukrainian].
M. E. Pozin, Mineral salt technology. Le-ningrad: Khimiya, 1974 [in Russian].
S. I. Avina, "Ways to improve the quality of cyanide sodium", in I Int. Sci. Conf. of stu-dents, postgraduates and young scientists. Chemical problems of the present (CPP-2018): abstracts coll., Vinnitsya, 2018, p. 232 [in Ukrainian].
H. Dong, J. Zhao, J. Chen, Y. Wu, and B. Li, "Recovery of platinum group metals from spent catalysts: A review", International Journal of Mineral Processing, vol. 145, pp. 108-113, 2015. doi: 10.1016/j.minpro.2015.06.009
V. V. Barchenkov, Technology of hydro-metallurgical processing of goldcontaining flotation concentrates with the use of activated carbon. Chita: Search, 2004 [in Russian].
S. I. Avina, H. I. Grin, and T. V. Shkolnikova, "Investigation of the effect of the composition of initial gas mixture on the formation of hydrogen cyanide", Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu «KhPI». Seriia: Khimiia, khimichna tekhno-lohiia ta ekolohiia, no. 39 (1315), pp. 27-30, 2018 [in Ukrainian].
doi: 10.20998 / 2079-0821.2018.39.05
D. Hasenberg, and L. D. Schmidt, "HCN synthesis from CH4, NH3, and O2 on clean Pt", J. of catalysis, vol. 104, рр. 441-453, 1987.
Daniel A. Hickman, Marylin Huff, and Lanny D. Schmidt, "Alternative catalyst supports for HCN synthesis and NH3 oxida-tion", Ind. Eng. Chem. Res., vol. 32, no. 5, 1993.
A. G. Knapton, "The structure of catalyst gauzes J after hydrogen cyanide produc-tion", Platinum Metals Rev., 22, (4), 1978.
Zhi-Pan Liu, and P. Hua, "General trends in the barriers of catalytic reactions on transi-tion metal surfaces", Journal of chemical physics, vol. 115, no. 11, 2001. doi: 10.1063/1.1403006
G. Deschênes, "Project development and operation", in Gold Ore Processing (Second Edition), 2016, pp. 429-445. doi:10.1016/B978-0444-63658-4.00026-8
R. K. Asamoaha, W. Skinnera, and J. Addai-Mensah, "Alkaline cyanide leaching of refractory gold flotation concentrates and bio-oxidised products: the effect of process variables", Hydrometallurgy, vol. 179, pp. 79-93, 2018. doi: 10.1016/j.hydromet.2018.05.010
E. La Torre, S. Gámez, and E. Pazmiño, "Improvements to the cyanidation process for precious metal recovery from WPCBs", in Waste Electrical and Electronic Equip-ment Recycling, 2018, pp. 115-137.
doi: 10.1016/B978-0-08-102057-9.00005-6
S. S. Bobkov, and S. K. Smirnov, Hydrocyanic acid. Moscow: Himiya, 1970 [in Russian].
V. F. Berezina, N. A. Koskina, and N. T. Meshenko, "Method for calculating technological indicators of hydrocyanic acid synthesis", Khimicheskaya tekhnologiya, no. 6, pp. 33-37, 1989 [in Russian].
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
URN
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Світлана Іванівна Авіна, Аліна Андріївна Фандеєва, Григорій Іванович ГриньАвтори, які публікуються в цьому збірнику, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають збірнику право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License CC BY-NC, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи в цьому збірнику.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи в тому вигляді, в якому її опубліковано цим збірником (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати в складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому збірнику.
Політика збірника наукових праць дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
