Последовательные и параллельные реакции
Последовательно-параллельные реакции термических превращений горючих ископаемых. Молекулярная масса и структура природных асфальтенов. Последовательность и тип образующихся продуктов уплотнения (карбоидов) в процессах термического крекинга и коксования.
| Рубрика | Химия |
| Вид | доклад |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.08.2013 |
| Размер файла | 187,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Последовательные и параллельные реакции
При термических превращениях горючих ископаемых протекает ряд параллельных и последовательных реакций. Параллельными называют реакции, когда исходное вещество одновременно реагирует по двум или более направлениям. Так, например, термический крекинг н-бутана при пониженном давлении, при температуре 575 оС протекает одновременно по трем параллельным реакциям:
1. Образование метана и пропилена;
2. Образование этана и этилена;
3. Образование бутилена и водорода.
Последовательной реакцией называется реакция, имеющая промежуточные стадии типа А > В > С. Глубоко проведенный крекинг может рассматриваться как последовательная реакция, так как наряду с первичной реакцией, например газойль > бензин + газ будет протекать реакция: бензин > газ + продукты уплотнения. Характерной особенностью такой реакции является максимум на кривой - количество промежуточного продукта (в данном случае бензина) - время реакции. Признаком последовательности протекания сложных реакций в химической кинетике общепринято считать наличие экстремума на кинетических кривых для концентрации промежуточных продуктов. При термолизе ТНО таковые экстремумы имеются для бензина и полициклических ароматических углеводородов, асфальтенов и карбенов. Отсутствие экстремума для смол объясняется высоким их содержанием в исходном сырье. Схема течения термического крекинга может быть представлена рядом параллельных и последовательных реакций:
где: А - исходное сырье; Б - бензин; Г - газ; О - крекинг-остаток и кокс. Сплошными линиями показаны основные направления реакций, а пунктиром возможные направления, но играсющие подчиненое значение.
Повышение давления при термокрекинге приводит к повышению выхода бензина, т.к. снижается разложение легких фракций за счет более тесного контакта углеводородов и увеличивается конденсация непредельных углеводородов. реакция термический карбоид коксование
Зависимость выхода бензина от степени превращения проходит через максимум: с ростом степени превращения возрастает крекинг бензина, его выход падает и увеличивается выход газа.
Протекание реакций уплотнения и образования кокса обусловлено присутствием ароматических, непредельных и смолисто-асфальтеновых веществ нефти. С углублением крекинга, коксования, висбрекинга и других процессов в их продуктах накапливаются наиболее термически стабильные голоядерные (или с короткими алкильными цепями) полициклические ароматические углеводороды, которые вступают в реакции поликонденсации, постепенно обедняясь водородом.
Природные асфальтены имеют молекулярную массу 250-2000 и представляют собой сочетание полициклических структур - преимущественно ароматических, но дополненных конденсированными нафтеновыми циклами, а также метильными и метиленовыми группами, атомами S, N и О.
При термическом воздействии асфальтены разлагаются с образованием газа, жидких масел и кокса. Асфальтены разных нефтей очень неодинаковы по термической стабильности, что объясняется разнообразием их структуры и состава, однако большинство асфальтенов довольно стабильно.
Природные нефтяные асфальтены содержатся только в остаточном прямогонном нефтяном сырье. При крекинге как остаточного, так и дистиллятного сырья образуются асфальтены вторичного происхождения, значительно отличающиеся от природных. Молекулярная масса их ниже, чем у природных, и тем меньше, чем глубже протекал крекинг. Так, для одного и того же сырья асфальтены, содержащиеся в мазуте, имели молекулярную массу ? 2500, а асфальтены, содержащиеся в остатке после неглубокого крекинга гудрона, -- всего 1300. Асфальтены, выделенные из смол пиролиза, в зависимости от жесткости процесса имели еще меньшую молекулярную массу - 330--380.
Пониженная по сравнению с природными молекулярная масса вторичных асфальтенов объясняется менее сложными составом и структурой их молекул. Более высокое содержание углерода во вторичных асфальтенах свидетельствует о значительном преобладании в них ароматических структур и о малом содержании боковых алкильных цепочек.
Начало образования продуктов уплотнения зависит от состава исходного сырья и режима крекинга. Сырье, содержащее парафиновые и алкилароматические углеводороды, претерпевает вначале разложение, подготавливающее материал для последующих реакций уплотнения; таким материалом являются голоядерные ароматические и непредельные углеводороды. Образование продуктов уплотнения происходит по радикально-цепному механизму через алкильные и ароматические радикалы. Последовательность и тип образующихся продуктов уплотнения (карбоидов) в процессах термического крекинга и коксования ясны из схемы на рис. 1.
Каждый последующий продукт уплотнения обладает все более высокими молекулярной массой и степенью ароматичности, а также уменьшающейся растворимостью. Карбоиды не растворимы в горячем бензоле; карбены растворимы в бензоле, но не растворимы в сероуглероде и хлороформе; асфальтены растворимы во всех этих растворителях, но осаждаются легкими парафинами.
В промышленных условиях при жидкофазном крекинге в качестве конечного продукта образуется твердое углеродистое вещество -- кокс. Основная его масса представлена карбоидами, но в процессе образования в коксе могут частично оставаться не превращенные продукты менее глубокого уплотнения -- карбены, асфальтены и даже наиболее тяжелые углеводороды. Кокс может являться целевым продуктом, и в этом случае стремятся получить его максимальный выход (коксование). В других случаях образование кокса нежелательно; например, при пиролизе с целью получения газообразных олефинов в трубчатом реакторе последний может коксоваться.
Рис. 1. Схема образования карбоидов при термическом крекинге и коксовании сырья
Каталитический крекинг и гидрокрекинг проходят также с последовательными и параллельными реакциями.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Изучение реакционной способности гидропероксидов, образующихся в процессах деструкции ДНК при окислении гетероциклических оснований, на основе модельной реакции гомолитического распада гидропероксида тимина. Молекулярная геометрия и электронное строение.
реферат [424,9 K], добавлен 08.10.2014Расчет объема воздуха и продуктов горения, образующихся при сгорании вещества. Уравнение реакции горения этиленгликоля в воздухе. Горение смеси горючих газов. Расчет адиабатической температуры горения для стехиометрической смеси. Горение пропанола.
контрольная работа [76,8 K], добавлен 17.10.2012Принципы независимости скоростей элементарных реакций в системе и детального равновесия. Последовательные односторонние реакции. Метод квазистационарных концентраций Боденштейна и мономолекулярные реакции. Аррениусовская зависимость в газах и жидкостях.
реферат [85,7 K], добавлен 29.01.2009Выбор наилучшей реакторной схемы, исходя из кинетических зависимостей протекания реакции. Химические превращения углеводородов в процессе замедленного коксования. График зависимости удельной производительности реакторов от температуры и конверсии сырья.
курсовая работа [648,8 K], добавлен 08.12.2013Механизм и субстраты реакции Даффа. Хроматографическое исследование синтезированных соединений. Получение метилфеофорбида (а), выделение метилового эфира 13(2)-гидроксифеофорбида (а) в ходе реакции Даффа. Анализ полученных результатов превращений.
курсовая работа [362,4 K], добавлен 04.07.2011Структура и химические свойства кетонов, стадии их енолизации и схема реакции нуклеофильного присоединения. Возможные побочные эффекты при синтезе диметилэтилкарбинола. Расчет количества исходных веществ, характеристики продуктов реакции и ход синтеза.
курсовая работа [826,5 K], добавлен 09.06.2012Структурная формула, кристаллы и молекулы сахарозы, ее содержание в продуктах питания. Описание химических и физических свойств (молекулярная и молярная масса, растворимость), взаимодействие с реагентами. Формула химической реакции сахарозы с водой.
презентация [280,2 K], добавлен 20.05.2011Реакции, протекающие между ионами в растворах. Порядок составления ионных уравнений реакций. Формулы в ионных уравнениях. Обратимые и необратимые реакции обмена в водных растворах электролитов. Реакции с образованием малодиссоциирующих веществ.
презентация [1,6 M], добавлен 28.02.2012Классификация реакций поликонденсации, глубина ее протекания, уравнение Карозерса. Влияние различных факторов на молекулярную массу и выход полимера при поликонденсации. Методы осуществления реакции. Полимеры, получаемые реакцией поликонденсации.
контрольная работа [420,8 K], добавлен 19.09.2013Окислительно-восстановительные реакции. Колебательные химические реакции, история их открытия. Исследования концентрационных колебаний до открытия реакции Б.П. Белоусова. Математическая модель А.Лоткой. Изучение механизма колебательных реакций.
курсовая работа [35,4 K], добавлен 01.02.2008Зависимость скорости PGH-синтазной реакции от концентрации гемина, кинетическое уравнение процесса. Константа Михаэлиса и величина предельной скорости реакции. Зависимость начальных скоростей реакции от концентраций субстрата при наличии ингибитора.
курсовая работа [851,2 K], добавлен 13.11.2012Свойства и применение ацетальдегида, методы получения. Электронная структура реагентов и продуктов реакции, термодинамический анализ, исходные данные для расчёта. Получение ацетальдегида, анализ факторов, влияющих на протекание реакции окисления этилена.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 08.12.2010Уравнения реакций промышленных способов получения полиамидов. Обменные и обратные реакции при синтезе полиамидов. Аминолиз, ацидолиз и гидролиз. Молекулярная масса и прочность технических полиамидов, правила безопасного ведения процесса получения.
контрольная работа [78,7 K], добавлен 04.04.2014Структурные формулы углеводородов, типы гибридного состояния углеродных атомов в молекулах. Уравнения последовательно протекающих реакций, названия продуктов этих реакций. Реакция электрофильного замещения в ароматическом кольце ароматических соединений.
контрольная работа [402,0 K], добавлен 14.01.2011Скорость химической реакции. Понятие про энергию активации. Факторы, влияющие на скорость химической реакции. Законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля. Влияние температуры, давления и объема, природы реагирующих веществ на скорость химической реакции.
курсовая работа [55,6 K], добавлен 29.10.2014Фенолы, реакции по гидроксильной группе. Замещение в кольцо. Нитрование. Сульфирование. Галогенирование. Реакция Кольбе. Конденсация с карбонилсожержащими соединениями. Перегруппировка Кляйзена. Аллилвиниловый эфир 4-Пентеналь. Перициклические реакции.
реферат [167,1 K], добавлен 04.02.2009Общие сведения о пиротехнических составах и их компонентах. Реакции горения, составление основных пиротехнических смесей. Образование пиротехнических составов, их компоненты, чувствительность, скорость горения. Изучение продуктов реакции горения.
реферат [258,1 K], добавлен 16.10.2011Трактовка тримолекулярных реакций по Траутцу. Конечное уравнение для скорости световой реакции. Понятие эффективной энергии активации. Формулы для квазистационарных концентраций свободных валентностей. Особенности цепных неразветвлённых процессов.
курс лекций [236,8 K], добавлен 30.01.2009Виды и реакции спиртов. Реакционные центры в молекуле спиртов. Кислотно-основные свойства спиртов, реакции в которых они проявляются. Реакции с участием нуклеофильного центра. О-Ацилирование. Реакция этерификации. О-Алкилирование, алкилирующие агенты.
реферат [127,5 K], добавлен 04.02.2009Цель функционирования любой химико-технологической схемы - достижение полной конверсии реагентов и разделение продуктов реакции на компоненты с заданной степенью чистоты. Внешняя и внутренняя рециркуляция. Совмещенные реакционно-массообменные процессы.
дипломная работа [572,8 K], добавлен 04.01.2009
