Большая техническая энциклопедия
1 2 3 4 6
C J W Z
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
ТА ТВ ТЕ ТИ ТО ТР ТУ ТЩ ТЯ

Термическое разложение - углеводород

 
Термическое разложение углеводородов начинается при 380 - 400 С. С увеличением температуры скорость крекинга быстро растет. Повышение температуры крекинга при постоянном давлении и постоянной степени превращения приводит к повышению содержания легких компонентов, к снижению выхода тяжелых фракций и кокса.
Термическое разложение углеводородов является предметом многолетнего изучения. За это время были предложены различные механизмы реакции. Согласно его представлениям обязательным промежуточным продуктом разложения является ацетилен, который, полимеризуясь, образует сложные углеводороды, способные, в свою очередь, к разложению. Однако в результате более точных последующих исследований было установлено, что ацетилен является лить побочным продуктом реакции, и теория Бертло вскоре была оставлена.
Термическое разложение углеводородов довольно обстоятельно изучено теоретически. Развиты методы определения кинетических параметров для элементарных реакций, протекающих при пиролизе, причем среди этих методов есть как экспериментальные, так и расчетные. В настоящее время расчет реакций термического разложения базируется на представлениях об образовании и превращениях углеводородных радикалов.
Термическое разложение углеводородов с получением ацети -; лена издавна привлекало внимание многих исследователей в разных странах. Это объясняется тем, что отпадает необходимость использования концентрированного кислорода и не требуются затраты электроэнергии.
Термическое разложение углеводородов с получением ацетилена издавна привлекало внимание многих исследователей в разных странах. Это объясняется тем, что отпадает необходимость использования концентрированного кислорода и не требуются затраты электроэнергии.
Термическое разложение углеводородов начинается при 380 - 400 С. С увеличением температуры скорость крекинга быстро растет.
Термическое разложение углеводородов начинается при 380 - 400 С. С увеличением температуры скорость крекинга быстро растет. Повышение температуры крекинга при постоянном давлении и постоянной степени превращения приводит к повышению содержания легких компонентов, к снижению выхода тяжелых фракций и кокса. Выход газа при повышении температуры заметно увеличивается, причем растет содержание в нем непредельных углеводородов.
Термическое разложение углеводородов является основным методом получения низших олефиновых углеводородов. Жидкие углеводородные фракции с невысокими моторными свойствами - газовые бензины, фракции газовых конденсатов, низкооктаиовые бензино-лигроиновые фракции прямой гонки представляют собой перспективные виды сырья дли переработки их в низкомолекулярные олефины - этилен, пропилен, бу-тилены.
Термическое разложение углеводородов при повышенных температурах часто приводит к образованию смеси разнообразных продуктов. С позиции свободно-радикального механизма это объясняется тем, что в стадии зарождения цепи радикалы образуются медленно, а многочисленные реакции продолжения цепи происходят быстро.
Термическое разложение углеводородов связано с промежуточным образованием термически устойчивого углеводорода - метана. Данные о равновесии этой реакции приводились в гл. Теоретически разложение метана на 98 - 99 % должно происходить при 1000 - - 1200 С. Однако при таких температурах скорость расщепления метана до элементов еще недостаточна, и для достижения приемлемых выходов водорода процесс приходится вести в интервале 1350 - 1400 С. Скорость термического разложения метана может быть увеличена при использовании катализаторов, содержащих железо, никель и другие металлы.
Термическое разложение углеводородов начинается при температуре 380 - 400 С. С увеличением температуры скорость крекинга растет. Глубина разложения углеводородов зависит от температуры и времени пребывания сырья в зоне высокой температуры. Крекинг может осуществляться в паровом, жидком и двухфазном состоянии.
Продукты термического разложения углеводородов нежелательны для безокислительного нагрева металла.
Механизм термического разложения углеводородов, в ходе которого весьма вероятна относительно высокая концентрация радикалов, как правило, цепной.
Процессы термического разложения углеводородов в газовой и жидких фазах различаются между собой.
Механизм термического разложения углеводородов, в ходе которого весьма вероятна относительно высокая концентрация радикалов, как правило, цепной.

Процесс термического разложения углеводородов весьма сложен и пока еще недостаточно изучен. Экспериментально установлено, что этот процесс протекает через ряд параллельных и последовательных реакций с образованием большого количества промежуточных веществ. Например, при разложении метана при 1000 С в качестве промежуточных продуктов были обнаружены этан, этилен, ацетилен, бензол и другие углеводороды. Более детально механизм разложения углеводородов будет рассмотрен ниже.
Механизм термического разложения углеводородов еще слабо изучен.
Процессы термического разложения углеводородов в газовой и жидких фазах различаются между собой.
Процессы термического разложения углеводородов возможно осуществить также в расплавах металлов и их солей. В этом случае обеспечивается интенсивная теплопередача между расплавленным металлом или солью и пиролизуемым сырьем, эффективное разделение продуктов реакции и теплоносителя даже при переработке тяжелых видов сырья, значительное повышение теплового КПД процесса за счет циркуляции жидкого металла в замкнутом контуре.
Процессы термического разложения углеводородов, при обычной перегонке нефти, почти не изучены. Несомненно, разложению подвергаются в первую очередь тяжелые, смолистые вещества. Кроме них легко подвергаются распаду некоторые сернистые соединения ( сульфиды) и высокомолекулярные нафтеновые кислоты. Одновременно с процессами разложения, при перегонке, наблюдается и окисление нестабильных углеводородов за счет действия кислорода, присутствующего в водяном паре, при высокой температуре.
Скорость термического разложения углеводородов определяют двумя методами: в периодически действующих и проточных реакторах.
Процессы термического разложения углеводородов в газовой и жидких фазах различаются между собой.
Реакции термического разложения углеводородов нефти являются сложными процессами в результате которых образуются весьма различные смеси продуктов. Анализ этих смесей представляет значительные трудности. Изучение крекинга углеводородов в битумах представляет собой еще более сложную проблему. В настоящее время для характеристики крекинга предельных углеводородов нефти используют йодное число - количество Иода которое может присоединиться к двойным связям. Йодное число является мерой ненасыщенности углеводородов образующихся при крекинге т.е. продуктов реакции крекинга. По существующим методикам определение йодного числа в битумах затруднено. Поэтому о возможности влияния крекинга на битумы можно судить по изменениям их свойств после термического воздействия.
Применение термодинамики к химическим, реакциям нефтяных углеводородов Francis и Kleinschmidt. Термодинамикой термического разложения углеводородов различных типов теоретически занимались Francis и Kleinschmidte на основе вычислений свободной энергии.
При термическом разложении углеводородов источником водорода может служить как газообразное, так и жидкое сырье.
При термическом разложении углеводородов в газовой фазе одновременно протекают различные химические процессы, в результате которых возникают как более легкие, так и более тяжелые углеводороды, водород, различные твердые углеродные продукты. Структура и свойства углеродных продуктов многообразны и зависят от условий протекания процесса.
При термическом разложении углеводорода образование сажи в объеме всегда сопровождается отложением твердого слоя пироуглерода на стенках реактора. На рис. 1.1 схематически изображены эти процессы в условиях потока углеводорода через обогреваемый снаружи реактор в виде трубы с круглым сечением.
При термическом разложении углеводородов на пористых контактах не образуется сажи, поэтому не требуется очистка получаемого водорода от сажи.
Динамометрические испытания смазочных масел.
При термическом разложении углеводородов в двигателях, работающих при высоких температурах, синтетические масла, для которых характерна высокая величина отношения водород: : углерод, образуют летучие продукты и не дают отложений смол, асфальтенов и кокса.
При глубоком термическом разложении углеводородов в газовой фазе одновременно протекают различные химические процессы, в результате которых образуются как более легкие, так и более тяжелые углеводороды, водород, а также различные твердые углеродные продукты. Структура и свойства углеродных продуктов очень многообразны и зависят от условий протекания процесса.
При газофазном термическом разложении углеводородов наряду с гомогенными реакциями в некоторой степени протекает реакция с образованием твердого вещества, содержащего 99 % и более углерода - пироуглерода. Хотя относительно баланса процесса образование пироуглерода обычно несущественно, технологически эта реакция весьма важна.
Радикально-цепной процесс термического разложения углеводородов, как любой цепной процесс, складывается из трех стадий: инициирование цепи, продолжение цепи, обрыв цепи.
Радикально-цепной процесс термического разложения углеводородов, как любой цепной процесс, складывается и: трех стадий: инициирование цепи, продолжение цепи, обрыв цепи.
Охватывает процессы термического разложения углеводородов, современные теории крекинга, химизм крекинга нефтепродуктов, основные факторы крекинг-процесса, химический состав, продуктов крекирования и методы их анализа.
Схема получения термической сажи. В результате термического разложения углеводородов исходного газа в атмосфере, не содержащей кислорода, и образования сажи газы, выделяющиеся из печи, содержат мало углерода и очень большое количество водорода.
В результате термического разложения углеводородов исходного газа в атмосфере, не содержащей кислорода, и образования сажи газы, выделяющиеся из печи, содержат мало углерода и очень большое количество водорода. Ниже приведен состав газа ( в объемн.
В присутствии катализаторов термическое разложение углеводородов на уголь и водород может быть осуществлено при несколько более низких температурах, чем: это требуется обычно.
Пиролизом называют процесс термического разложения углеводородов под действием высоких температур.
Рассмотренный выше процесс термического разложения углеводородов с образованием сажи дает представление только о начальном и конечном состояниях системы. Механизм образования сажевых частиц еще до сих пор недостаточно изучен. Несомненно только, что сажевые частицы не могут образоваться при простом соударении молекул углеводородов, так как это потребовало бы огромной энергии для отрыва большого количества атомов водорода. Образованию сажевых частиц, очевидно, предшествует длинная цепь химических превращений с участием свободных радикалов и таких промежуточных продуктов, как непредельные и многоядерные ароматические углеводороды.
Наиболее вероятным направлением термического разложения алкилнафтенового углеводорода является разрыв алкильнои цепи, так как связи С-С в цикле значительно прочнее связей в алкильнои группе; при повышении температуры может происходить полное деалкилирование углеводорода с последующим насыщением водородом свободной связи у атома углерода, входящего в цикл.
Наиболее вероятным направлением термического разложения алкилнаф-тенового углеводорода является разрыв алкильной цепи, так как связи С-С в цикле значительно прочнее связей в алкильной группе; при повышении температуры может происходить полное деалкилирование углеводорода с последующим насыщением водородом свободной связи у атома углерода, входящего в цикл.
Если водород получается чисто термическим разложением углеводородов, то единственными обычно присутствующими в продукте примесями являются небольшие количества углеводородов ( обычно - метана) и, возможно, небольшое количество азота. Необычайно трудно добиться полного разложения углеводородов, даже при высоких температурах, так как в таких пиролитических процессах приближение к равновесию происходит очень медленно. Подвергая пиролизу польский естественный газ, Mantel195 получил водород, содержавший еще 0 7 % метана. Во многих уже кратко описанных процессах получающийся водород загрязнен окислами азота и небольшими количествами газообразных углеводородов. Эти загрязнения присутствуют также в газах, получаемых при взаимодействии углеводородов с водяным паром при высоких температурах ( см. гл. В настоящем разделе мы должны по необходимости ограничиться кратким перечислением методов удаления только этих примесей. Чистота водорода должна быть различной в зависимости от того, для какой цели она предназначается. Для некоторых процессов гидрогенизации ( например сжижение угля) может с успехом применяться сравнительно загрязненный водород.

Образование углерода при термическом разложении углеводородов подчиняется простым кинетическим закономерностям.
Возможность получения при термическом разложении углеводородов частиц, имеющих подобно СН, СН2 и СН8 лишь краткий срок существования, учитывалась еще в 1908 г. ( Бон и Коцард), так как только подобным образом возможно логично объяснить природу получающихся продуктов. Вопрос этот в последние годы вновь изучался Ф. О. Райсом, который рассматривал прочность различных связей в углеводородах и предположил, что энергия активации, необходимая для разрыва какой-нибудь данной связи, равна энергии соединения.
Технологическая схема производства синтез-газа в печах с обогревом высоконагретой парогазовой смесью. При этой температуре происходит термическое разложение углеводородов ( СН4, С2Н4 и др.), которые содержатся в цолу-коксовом газе. Из регенератора парогазовая смесь поступает в печь. По пути в печь к ней добавляют некоторое количество вторичного водяного пара, при этом температура парогазовой смеси снижается. Каждая печь имеет два регенератора.
Однако кроме температуры на термическое разложение углеводородов влияет присутствие металлов, например меди и цинка, которые значительно снижают температуру, необходимую для разложения. Присутствие меди и цинка способно, следовательно, привести к ошибке при определении количества продуктов термического разложения, образующихся в масле.
Явления, которыми сопровождается термическое разложение углеводородов, стали известны задолго до того, как был достаточно изучен вопрос о структуре и химии углеводородов и сформулирована современная теория термического разложения.
В настоящее время механизм термического разложения углеводородов еще недостаточно изучен.
Данные по промышленному процессу термического разложения углеводородов, известному в литературе как метод Хайпро, подтверздают перспективность термоконтактных методов.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11