Цепное окисление

Процесс цепного окисления углеводородов можно представить состоящим из следующих стадий возбуждение молекул, зарождение активных центров, продолжение цепей, разветвление цепей и обрыв цепей. При газофазном окислении углеводородов в зоне высоких температур две первые стадии могут протекать слитно, в одном элементарном акте. По этой причине стадию возбуждения молекул часто не рассматривают в качестве самостоятельной стадии. При окислении жидких углеводородов, как показано далее, возбуждение молекул является одной из стадий, определяющих скорость процесса в целом. [c.24]

Если для реакций (1) — (6) воспользоваться условием стационарности концентраций и допустить, что концентрация кислорода в системе достаточно велика, г, >гй,, [К00-]> [ К-], а обрыв цепей происходит только по реакции (6) в схеме цепного окисления углеводородов, то скорость образования первичного стабильного продукта окисления — гидропероксида — можно вычислить по формуле [c.26]

Надежная количественная оценка скорости цепного окисления углеводородов затруднительна. Чтобы воспользоваться известными способами оценки скорости цепного окисления, необходимо детально изучить механизм цепного процесса и прежде всего механизм его наиболее медленных стадий — возбуждения молекул и зарождения цепей. [c.26]

Свободные радикалы К и НОО десорбируются с поверхности в объем жидкого углеводорода и служат инициаторами цепного окисления. [c.29]

Такой вывод был сделан на основании исследований механизма зарождения цепей в окисляющихся жидких углеводородах косвенными методами — по начальной скорости цепного окисления и методом ингибиторов, что не всегда позволяет однозначно определить действительный механизм процесса [17]. [c.30]

Приведенная выше принципиальная схема цепного окисления углеводородов характерна для процессов, протекающих при сравнительно низких температурах. Окисление углеводородов в газовой фазе протекает обычно при достаточно высоких темпе- [c.30]

Если считать, что в рассматриваемой системе преобладает гомогенный механизм зарождения цепей, и допустить, что в начальной стадии окисления скорость процесса определяется наиболее медленной элементарной реакцией — зарождения цепей, то согласно [24], активированный комплекс этой реакции (рис. 2.1,6) можно рассматривать в качестве сольватированного комплекса, и в этом случае для константы скорости реакции (О ) в схеме цепного окисления справедливо уравнение [c.33]

Ускоренное окисление бензинов при применении в карбюраторных двигателях вызывает образование смолистых отложений во впускном трубопроводе. Здесь благодаря действию воздуха, повышенной температуры и металла создаются наиболее благоприятные условия для окисления бензина, причем происходит энергичное радикально-цепное окисление не только углеводородной части бензина, но и ранее накопившихся смолистых вешеств с образованием продуктов, не растворяющихся в бензине. Отложения во впускном трубопроводе уменьшают его проходное сечение и затрудняют подвод тепла к рабочей смеси. Вследствие этого ухудшается наполнение цилиндров и затрудняется испарение топлива, что, в свою очередь, приводит к снижению мощности и экономичности двигателя. Состав отложений по ходу впускного тракта не постоянен. Отложения, образующиеся непосредственно за карбюратором, в основном состоят из асфальтенов. В отложениях на тюльпанах впускного клапана всего 3— 5% асфальтенов, а 7з отложений составляют карбены и карбо-иды [78]. [c.62]

В поршневых двигателях сгорание топливо-воздушной смеси происходит при сравнительно высоких давлениях. В этих ус-лов 1ях наблюдается двухстадийное самовоспламенение топлив с предварительным образованием голубого пламени. Исследования интенсивности излучения холодных пламен и их индукционного периода позволили установить корреляцию между этими параметрам и антидетонационными свойствами топлива. Существование данной связи дает основания рассматривать холодное пламя в качестве активной стадии, ускоряющей появление горячего пламени. Однако механизм ускоряющего действия холодного пламени должен отличаться от механизма цепного окисления смесей. [c.133]

Рассмотренная выше схема окисления, в которой цепи обрывались только по реакции двух пероксидных радикалов, справедлива для условий, когда концентрация растворенного кислорода достаточно велика и реакция К с Ог не лимитирует процесс. С уменьшением ро и соответственно [Ог] режим цепного окисления меняется чем ниже [Ог], тем в большей степени продолжение цепи лимитирует реакция алкильного радикала с кислородом, а обрыв цепей все интенсивней идет по реакциям [c.35]

Таким образом, кинетика цепного окисления смеси углеводородов должна подчиняться тем же основным кинетическим закономерностям, что и окисление индивидуальных углеводородов. [c.48]

В дизельном топливе, содержащем нестабильные фракции вторичного происхождения, при действии растворенного кислорода в условиях хранения и эксплуатации накапливаются низкомолекулярные продукты окисления (гидропероксиды, карбоновые кислоты, альдегиды и т. д.), вступающие в реакции уплотнения (этерификации, конденсации, полимеризации) с образованием высокомолекулярных соединений, часть которых медленно коагулирует в нерастворимые соединения. Катализаторами реакций уплотнения являются кислотные продукты, поэтому введение в топливо веществ основного характера (третичных аминов), нейтрализующих кислоты и способных эффективно ингибировать радикально-цепное окисление, оказывает стабилизирующий эффект [11, 43, 46]. Анализ результатов [83-86, 99] свидетельствует, что этим требованиям отвечает основание Манниха ионола (Агидол-3). [c.183]

Скорость цепного окисления индивидуального углеводорода или смеси углеводородов при достаточно высокой [О2] (больше 10 моль/л) описывается простым выражением [c.55]

Для неингибированного цепного окисления, как мы видели (см. с. 32), скорость окисления равна [c.104]

Как указывалось в гл. 2, обрыв цепей в жидкой фазе происходит обычно по квадратичному механизму. Однако имеются экспериментальные данные, свидетельствующие о том, что и в жидкой фазе в ряде случаев существенную роль в обрыве цепей, или точнее в определении направления цепных реакций, играет поверхность [7, 8]. В работе [91 приводятся прямые экспериментальные доказательства влияния гидродинамического режима на состав продуктов реакции при цепном окислении пропилена в растворе бензола. Вследствие этого при расчете и конструировании реакторов для цепных процессов могут возникать специфические ситуации, поскольку величины поверхности в единице объема реактора и коэффициента переноса к ней определяют направление реакции и интенсивность теплоотвода [c.103]

Реакция экзотермична — примерно на 400 кДж/моль и протекает бимолекулярно. В окисляющемся углеводороде фосфиты реагируют не только с R OOH, но и с пероксидными радикалами, подвергаясь цепному окислению [236] [c.122]

Поскольку скорость цепного окисления прямо пропорциональна длине цепи, F равен отношению длины цепи в отсутствие ингибитора к длине цепи при окислении с ингибитором [c.133]

Полученные указанным способом значения а достаточно хорошо совпадают со значениями а, измеренными при цепном окислении топлив (см. табл. 5.2). [c.145]

Известны также случаи, когда окисление протекает чисто гетерогенно, без выхода радикалов в объем [298]. Например, гетерогенно можно окислять олефины кислородом до соответствующих оксидов. В некоторых, сравнительно редких случаях, на поверхности идет интенсивный обрыв цепей, и введение такого соединения тормозит цепное окисление [330]. [c.206]

Это типичный случай большинства простых реакций, протекающих в растворах. Если же реакция происходит только на поверхности между двумя фазами, то говорят, что такая реакция гетерогенна. Имеется очень много примеров реакций этого типа среди них можно отметить контактный процесс окисления ЗОг кислородом на поверхности платино-асбестового катализатора и гидрогенизацию ненасыщенных соединений в жидких суспен-гшях никелевого катализатора Ренея (N 02). Кроме этих двух категорий реакций, имеется группа реакций, так называемых цепных процессов, скорость которых может зависеть не только от химического состава, но также от размера и геометрии поверхности, ограничивающей реагирующую систему. Хотя такие реакции классифицировались как гетерогенные, это определение не точное, поскольку реакция не ограничивается поверхностными слоями скорее всего поверхность лишь способствует процессам, происходящим в объеме газовой фазы или изменяет их. Типичными примерами таких реакций являются цепное окисление водорода, окиси углерода, углеводородов и фосфора. Большинство изученных газофазных реакций относится к этой категории. [c.17]

Wo2 = 1/2Ш1 = а + l/2Wi, где — скорость цепного окисления. [c.79]

Поэтому при определении скорости цепного окисления и значения параметра а, характеризующего окисляемость топлива, внесены поправки [66] [c.79]

Важное значение при радикально-цепном окислении имеют последовательные превращения. Кроме рассмотренных ранее продуктов при этом могут получаться оксикетоны, дикетоны, окси- и кетокарбоновые кислоты, сложные эфиры, лактоны и т. д. Наконец, наблюдается и полное окисление до СО2. Главным способом снижения роли этих побочных реакций является регулирование степени конверсии. В этом отношении все процессы радикально-цепного окисления подразделяют на две группы [c.366]

При температурах выше 200° последняя реакция является основным путем образования СН2О в процессе окисления углеводородов. Последовательность реакций, приводяш их к В СНаО, типична для вырожденного цепного окисления углеводородов. [c.414]

Параметр kp 2kt позволяет 1) рассчитать скорость цепного окисления V (при известных и и [КН]) 2) сравнить углеводороды по их склонности к окислению 3) рассчитать у по экспериментальному значению V у,= и2/[КН] (АрУ2й ) 4) оценить условия, при которых реакция окисления протекает по цепному механизму. Длина цепи [c.33]

К.] - / 7 н у = кр [Оз] [К.] = кр /У [Оа] ViУ2 т. е. скорость цепного окисления не зависит от [КН], прямо пропорциональна [Ог] и по-прежнему Такой режим, [c.35]

Выбор инициатора. К инициатору предъявляется ряд требований. Чаще всего инициатором служит вещество, которое мономолекулярно распадается на радикалы, часть которых рекомбинирует в клетке растворителя, а часть выходит в объем и инициирует цепное окисление. Константа скорости инициирования ki связана с константой скорости распада ка и вероятностью выхода радикалов в объем с соотношением ki = 2ekd. Важно, чтобы инициатор не вступал в другие (побочные с точки зрения инициирования) реакции, в частности в реакции с пероксиради-калами. Поэтому (и из других соображений) инициатор вводят в углеводород в невысокой концентрации, обычно не превышающей 5-10 моль/л. Но так как скорость окисления до чжна быть больше (см. выше), а то для данной темпера- [c.57]

Параметр Ь характеризует автокаталитическую кинетику окисления углеводорода, когда оно протекает цепным путем, а главным источником радикалов является образующийся гидропероксид. Этот параметр является комплексным, так как включает и параметр а, характеризующий скорость цепного окисления при yi= onst (см. с. 42) и й,-rooh — эффективную константу скорости автоинициирования. [c.61]

Подставляя сюда вместо КОг- выражение vjkp [КН] и принимая во внимание, что при [1пН] =0 у = Уо= р [RH] получаем следующую зависимость скорости цепного окисления i (v> 1) от [1пН] и о, [c.105]

По реакции In - с гидропероксидом в окисляющемся углеводороде возрождается пероксидный радикал, который продолжает цепную реакцию окисления. Поэтому при введении гидропероксида в окисляющийся углеводород, содержащий ингибитор, скорость обрыва цепей уменьшается и окисление ускоряется [197]. Цепное окисление в присутствии 1пН и ROOH включает следующие реакции [c.109]

Существование резкого перехода от быстрого протекания окисления к очень медленному и соответственно критической концентрации ингибитора связано с рядом условий. Во-первых, практически все цепи должны обрываться на молекулах ингибитора прн изменении его концентрации в достаточно широком интервале. Во-вторых, обрыв цепей на ингибиторе должен быть линейным, а скорость цепного окисления — обратно пропорциональна концентрации ингибитора. Как отмечалось выше, это наблюдается, если радикалы ингибитора не принимают участия в продолжении цепи по реакциям с гидропероксидом и углеводородом, т. е. при этом должно выполняться неравенство (1пн+коон1-ЬИ(1п-нкн)<У . В-третьих, в периоде индукции ингибитор должен израсходоваться главным образом за счет радикалов, генерируемых гидропероксидом, т. е. должно выполняться [c.114]

Если ингибитора введено достаточно много, так, что fe iскорость цепного окисления в стационарном режиме равна [c.132]

Наиболее распространен катализ через распад гидроперок-сида на поверхности катализатора. Образующиеся при цепном окислении углеводорода молекулы гндропероксида диффундируют к поверхности катализатора, адсорбируются на активных центрах и распадаются на поверхности 5 с разрывом по О—О-связи. Образовавшийся радикал R0 выходит в объем и вызывает цепное гомогенное окисление [329, 330] [c.205]

На примере окисления углеводородов на гетерогенных окисных катализаторах было установлено, что в жидкофазном процессе в ряде случаев образуются иные продукты, чем в газофазном с той же исходной системой [77, 78]. Продукты реакции при этом приближаются к продуктам реакции жидкофазного цепного окисления с гомогенными катализаторами из растворимых солей металлов переменной валентности. Так, о-ксилол в газовой фазе окисляется на пятиокиси ванадия во фталевый ангидрид, а в жидкой — в о-толуи-ловую кислоту, которая получается при окислении о-ксилола в жидкой фазе и с солями кобальта и марганца. В некоторых работах роль поверхности окисных катализаторов при жидкофазном окислении углеводородов сводят только к генерированию радикалов для ценного процесса, протекающего в объеме [79, 80]. Однако исследования [c.42]

Радикальной реакцией с простыми цепями является, но-видимому, осуществляемое при радиационно-химическом инициировании разложение хлороформа в присутствии кислорода в температурном инторпале —80 —[-ЪТС [503]. Было обнаружено, что реакция идет в две стадии. Главным продуктом первой стадии является перекись I3OOH, причелг скорость ее образования не зависит от копцентрации кислорода. Во второй стадии перекись исчезает, и на смену ей появляются фосген, H I, G I4, СО и другие продукты. Существенно отметить, что аналогичная стадийность наблюдается и при термическом цепном окислении углеводородов в области медленного окисления (см. 44) с преимущественным образованием перекисей в первой стадии. Это можно рассматривать как указание на сходство химического механизма вторичных процессов в обеих реакциях. [c.226]

Катализаторами многих реакций уплотнения являются кислотные соединения. Не исключено, что они инициируют и процессы радикально-цепного окисления. Поэтому введенные в топливо агенты, нейтрализующие кислоты, оказывают стабилизирующий эффект. На практике в качестве таких агентов используют алкиламины. Широкое применение получил ди-метилалкил(С4 С2о)амин, входящий в состав многих товарных присадок. Такие соединения в зарубежной литературе названы несколько неопределенно — стабилизаторами [43]. [c.29]

Альдегиды являются наиболее легко окисляемыми соединениями, поэтому при окислении углеводородов в жидкой фазе они либо образуются в небольшом количестве, либо их вообще не удается обнаружить в продуктах реакции. При радикально-цепном окислении они дают промежуточные ацильный и перацильный радикалы и надкислоту [c.360]

Поэтому для синтеза ароматических кислот наиболее подходят метильные производные бензола, радикально-цепное окисление которых фотекает через стадии первичного гидропероксида и альдегида [c.395]

Ранее указывалось, что гетерогеннокаталитическое эпоксидиро-зание олефинов дает положительный результат только для этилена, а у его гомологов происходит окисление более реакционноспособного аллильного положения (синтез акролеина и др.). При ра-дикально-цепном окислении гомологов этилена, аналогичном реакции с парафинами, затрагивается как аллильное положение, так и двойная связь. При этом образуются смеси продуктов, в том числе (1-оксид, возникающие за счет атаки двойной связи пероксидным радикалом [c.438]

На этой основе был предложен сопрял<енный метод окисления пропилена п этилбензола с одновременным получением двух ценных продуктов — оксида пропилена и стирола, однако выход оксида пропилена был невысоким. Лучшие результаты получены при сопряженном радикально-цепном окислении пропилена с ацетальдегидом с одновременным получением оксида пропилена и уксусной кислоты. В этом случае ацнлпероксидный радикал оказывается более избирательным в отношении атаки двойной связи (по сравнению с аллильным положением олефина) [c.438]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология