ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Высокотемпературное беспламенное окисление углеводородов из "Физико-химические основы процесса горения топлива" Таким образом, в идеальных условиях на каждые 0,5 моля кислорода мы получаем 1,898 молей пропилена. [c.113] Отличие и преимущество окислительного пиролиза перед другими процессами заключается в том, что тепло, необходимое для нагрева сырья до реакционной температуры и осуществления реакций крекинга, передается от газа к газу, а не от твердой поверхности к газу, как при пиролизе в трубчатых печах и пиролизе с твердым теплоносителем. [c.113] Подвод тепла к реагирующей смеси с передачей его от газа к газу применяется также и при так называемых гомогенных процессах. В этих случаях часть сырья или отопительный газ сжигают с кислородом и получившиеся продукты сгорания с высокой температурой смешивают с подлежащим пиролизу сырьем. [c.113] При окислительном пиролизе кислород мгновенно смешивается с углеводородным сырьем и реакции окисления начинают идти без воспламенения. Здесь кислород является инициатором реакций крекинга. В результате меняется химизм процесса пиролиза, и протекают в основном реакции дегидрирования с образованием непредельных соединений, а не реакции полного окисления части углеводородного сырья. [c.113] Затруднением при технологическом оформлении других процессов пиролиза является образование кокса и сажи, из-за чего через определенные промежутки времени (иногда очень короткие) подачу сырья в систему приходится прекращать и продувкой воздухом выжигать отложения кокса. Процесс выжигания требует длительного времени и сопряжен с высокими температурами, что вредно отражается на материале реактора (особенно в случае трубчатого реактора). Сажа и мельчайшие частицы кокса уносятся вместе с газообразными продуктами пиролиза в разделительную и охлаждающую аппаратуру, что вызывает ряд серьезных затруднений и ограничивает использование тепла продуктов пиролиза. [c.114] В процессах окислительного крекинга [135, 136] и окислительного пиролиза сажа образуется только при плохом смешении углеводородного сырья с кислородом, как это наблюдалось в первых заводских опытах К. К- Дубровай по процессу парофазно-окисли-тельного крекинга [135]. [c.114] В углеводородной смеси, прилегающей к фронту образовавшегося диффузионного пламени, идут процессы глубокого разложения с выделением сажи. В результате углеводородная смесь частично сгорает, частично крекируется до углерода и водорода, и лишь незначительная часть исходных углеводородов подвергается обычному термическому пиролизу, причем кислород в этом процессе уже не участвует, так как он израсходован на реакции горения. Воспламенение сопровождается также повышением давления в реакторе и резким снижением содержания кислородных соединений в конденсируемых продуктах. [c.114] ХОДИТ и с эжекти руемым газом. В результате газы сталкиваются в камере смешения при вакууме и пониженной температуре, что благоприятствует смешению без воспламенения. После того как смешение закончилось, скорость продвижения паро-газовой смеси уменьшается, давление и температура восстанавливаются. Смесь не воспламеняется, так как при высокой концентрации углеводородов одновременно с окислением идет с достаточной скоростью их крекинг, требующий затраты значительных количеств тепла. [c.115] Механизм высокотемпературного окисления высших алканов изучен недостаточно, поэтому предлагаемые основные радикальные реакции, по которым протекает процесс окислительного пиролиза, являются в значительной степени гипотетичными. [c.115] Изменение температуры, реагирующей в адиабатических условиях смеси этана с кислородом в зависимости от продолжительности реакции, свидетельствует о вырожденном характере происходящих при этом окислительных реакций. На рис. 23 показано изменение температуры по высоте реактора. Основываясь на этом предположении и известных из литературы сведениях [27, 42, 139—143], последовательность реакций, идущих при окислительном пиролизе пропана, можно представить следующим образом. [c.115] Во второй стадии процесса происходит окисление углерода, содержащегося в молекуле пропилена, о чем говорят полученные нами и другими исследователями [132] экспериментальные данные. При этом образуются формальдегид, ацетальдегид, вода и другие продукты [35]. [c.116] Предлагаемая схема является схемой процесса, протекающего с вырожденными разветвлениями, т. е. она правильно описывает окислительный пиролиз, осуществляемый без образования пламени. Кокс в процессе не выделяется, вероятно, потому, что кислород разрушает ненасыщенные молекулы, которые в дальнейшем могут быть источником его образования. [c.116] В лабораторных условиях процесс осуществлялся по следующей схеме (рис. 24). Реактор изготовлен из стали 1Х18Н9Т, зарекомендовавшей себя как сталь, способствующая наибольшему образованию сажи и кокса в процессе пиролиза. В наших опытах коксооб-разования и сажеобразования не наблюдалось. С применением вставок различного диаметра можно было в широких пределах изменять реакционный объем и, не меняя производительности установки, проводить опыты при различном времени пребывания паров в реакционной зоне. [c.117] Чтобы показать, какое действие оказывает вводимый в зону реакции кислород, были проведены опыты с подачей кислорода и в аналогичных условиях без подачи кислорода. Для сохранения постоянной продолжительности реакции вместо кислорода подавали азот. Результаты опытов представлены в табл. 21. Как видно из табл. 21, без подачи кислорода выход этилена за проход значительно ниже, чем в случае окислительного пиролиза. [c.117] Температурный режим, продолжительность пребывания паров в зоне реакции и конверсия сырья для этих опытов приводятся в табл. 22. Необходимо подчеркнуть, что приведенные опыты не являются оптимальными как для обычного, так и для окислительного пиролиза во всяком случае в равных условиях они убедительно показывают преимущество последнего. [c.117] Изменяя режим, в основном расход кислорода и соответственно температуру реакции (табл. 23), можно в довольно широких пределах регулировать соотношением между получаемым в результате пиролиза этиленом и пропиленом (рис. 25). [c.117] Интересен состав газов окислительного пиролиза после выделения из них углеводородов Сз и выше. Такой газ можно переработать на водород, использовать для химических синтезов или в качестве восстановительного газа для металлургии. В случае пиролиза этановой фракции он состоит из 25 объемн. % окиси углерода, 61 объемн. % водорода и 14 объемн. % метана. [c.119] Процесс окислительного пиролиза осуществляется при высоких температурах (1023—1173° К), поэтому концентрация кислородсодержащих органических соединений в продуктах реакции в отличие от процесса окислительного крекинга (803—823°К) незначительна. Многократная проверка кислотности циркулирующей воды показала ничтожное содержание органических кислот в газах пиролиза. Для нейтрализации их требуется всего 30—40 мг щелочи (МаОН) на 1 пирогаза. [c.119] Опыты по окислительному пиролизу газового бензина, характеристика которого дана ниже, были проведены на прямоточной лабораторной установке, изображенной на рис. 24. [c.119] Вернуться к основной статье