Modelling of non-stationary ammonia synthesis kinetics over an iron catalyst II. Modelling results of forced feed composition in periodic operation and for step-changes

Authors


Abstract

Simulation using the two-site dissociative adsorption model given in Part 1 of this study fails to predict the improvement observed in the time-average rate under cyclic operation even though it does recreate the observed steady-state and transient response features following a step-change in the feed composition. The improvement in the time-average cycling rate is probably due to the diffusion of nitrogen into the bulk-phase of the iron catalyst, which is a metastable nitrogen? Iron system under forced feed composition cycling. A two-site adsorption model, modified to take account of the inventory of nitrogen in the bulk-phase of the iron catalyst, is presented. This model predicts the improvements in ammonia production observed under periodic operation.

Abstract

La simulation qui emploie le modèle d'adsorption dissociative à deux sites, prèsenté dans la Partie I de ce travail, ne permet pas de prédire l'améglioration observée de la vitesse moyenne dans le temps, lors d'un fonctionnement cyclique, alors qu'elle permet de représenter les caractéristiques du régime stationnaire et des réponses transitoires observées aprés une demande Echelon dans la composition de l'alimentation. L'augementation de la vitesse moyenne dans le temps en règime cyclique est probablement due à la diffusion de I'azote dans la masse du catalyseur au fer, qui constitute une solution métasatable axote-fer sous un cyclage forcé de la composition d'alimentation. On présente un constitute une solution métastable azote-fer sous un cyclage forcé de la composition d'alimentation. On présente un modèle d'adsorption à deux sites, modifié pour tenir compte du bilan de l'azote stocké dans la masse du catalyseur au fer. Ce modéle permet de prédire les augmentations de la production d'ammoniac observées avec le fonctionnement cyclique.

Ancillary