Химические основы процессов окисления углеводородов

Химические основы процессов окисления углеводородов [c.56]

По цепному механизму протекают такие важные химические реакции, как горение, взрывы, процессы окисления углеводородов (получение спиртов, альдегидов, кетонов, органических кислот) и реакции полимеризации. Поэтому теория цепных реакций служит научной основой ряда важных отраслей техники и химической технологии. [c.203]

Б числе химических процессов, применяемых в производстве искусственных и синтетических волокон, пластических масс, синтетического каучука и изделий на их основе, моющих средств, сельскохозяйственных препаратов, важное место занимают процессы окисления углеводородов. [c.3]

Неявный алгоритм численного решения нестационарных уравнений сохранения лежит в основе наиболее общего и эффективного метода теоретического исследования ламинарных пламен предварительно перемешанных смесей произвольного (в принципе) химического состава. Действительно, по мере усовершенствования методов измерения профилей параметров в пламени возможность расчета таких систем открывает путь к исследованию механизма реакций даже в углеводородных пламенах. При моделировании процесса окисления углеводорода в пламени, требующего учета примерно 25 реагирующих частиц и около 80 элементарных реакций, особое значение имеет разумный компромисс между точностью вычислений и их объемом, определяющий выбор метода расчета и степень детализации описания процессов переноса. [c.99]

Нефтяной парафин представляет собой смесь углеводородов метанового ряда со значительным преобладанием молекул нормального строения. Мягкий парафин (температура плавления 40—42°) применяется главным образом в спичечной промышленности, для пропитки бумаги, в кожевенной и текстильной промышленности и т. д. Твердые парафины (температура плавления 50—52°) находят наиболее широкое применение в свечном производстве, а также для некоторых областей пропитки. Из процессов химической переработки парафинов в Германии наибольший интерес представляет производство жирных кислот на основе твердых парафинов (см. главу VI Окисление парафиновых углеводородов , стр. 432, или раздел Исходное сырье для процесса окисления парафина , стр. 444). [c.49]

Процессы окисления молекулярным кислородом топлив, масел, смазок и специальных жидкостей при длительном хранении, транспортировании и в условиях эксплуатации техники имеют большое значение в химмотологии, так как в ряде случаев указанные процессы определяют соответствующие эксплуатационные свойства горюче-смазочных материалов, например химическую и физическую стабильность, воспламеняемость и горючесть, склонность к нагаро- и лакообразованию, охлаждающую способность, коррозионную активность. Поэтому изучение общих закономерностей и механизма окисления углеводородов, особенностей окисления топлив и смазочных материалов в условиях их применения, а также изучение механизма действия ингибиторов окисления занимает важное место в теоретических основах химмотологии. [c.23]

Ценность этой группы работ Бона с сотр. обусловлена и еще одной причиной. Эти работы проводились в период, когда возникли и стали получать все большее распространение идеи цепной теории, когда, помимО характеристики реакции по ее продуктам, значительный интерес приобрели и сопутствующие химическим превращениям их различные кинетические проявления. Не только вещества, образующиеся при окислении углеводородов, и их кинетика накопления, но и то, как изменяется по всему ходу процесса давление, как влияют на реакцию температура, давление, природа и обработка поверхности, изменение отношения поверхности к объему, добавка инертных газов, химически активных примесей — все это начало подвергаться изучению и, как увидим позже, явилось очень важным материалом для установления кинетического механизма, лежащего в основе окислительного превращения углеводородов. Как будет ясно из приводимого ниже обзора результатов, полученных во второй группе работ Бона с сотр., эти работы отвечали задачам, которые стояли в то время перед исследованием окисления углеводородов. Во всяком случае в них чуть ли не впервые при изучении окисления углеводородов подверглись экспериментальному рассмотрению указанные выше кинетические характеристики реакции. В следующей главе будет показано, как широко использовал Н. Н. Семенов эти результаты Бона при определении кинетического механизма окисления углеводородов. [c.14]

В основе физико-химических способов производства порошков лежат процессы окисления, восстановления, электролиза и т. д., поэтому химический состав исходных материалов и порошков не одинаков. Так, порошки сажи и силикагеля получают путем сжигания соответственно углеводородов до элементарного углерода и тетра-.хлорида кремния до ЗЮг. [c.449]

Получение мономеров (окиси этилена, акролеина и др.) каталитическим окислением углеводородов является одиои нз основных задач нефтяной и химической промышленности. Сырьем для такого синтеза мономеров являются углеводороды нефтяных и попутных газов. Для широкого внедрения этого нроцесса в промышленность органического синтеза необходимо создать научные основы подбора катализаторов, а также разработать способы управления избирательностью этих процессов, так как мягкое окисление углеводородов всегда сопровождается побочной реакцией глубокого окисления. [c.3]

В основе любого механизма каталитического процесса лежит представление об адсорбции как первичной стадии, определяющей переход реагирующей молекулы в активное состояние. При окислении углеводородов на поверхности катализаторов адсорбируются молекулы кислорода или углеводорода. Состояние этих молекул на поверхности, характер их взаимодействия между собой и с молекулами, находящимися в газовой фазе, должны привести к различным стадиям процесса окисления. Разберем подробнее характер этих элементарных актов на основании экспериментальных данных, имеющихся в литературе. Вследствие различных электрических и химических свойств основных групп окислительных катализаторов рассмотрим процесс адсорбции иа каждой из них в отдельности. [c.32]

На основе реакций сопряженного окисления могут быть созданы новые технологические процессы, в которых в качестве окисляющих агентов будет использован не молекулярный кислород, а перекисные радикалы — высокоактивные промежуточные соединения, возникающие входе процесса окисления. При этом одна химическая реакция, протекающая в системе, будет служить генератором перекисных радикалов, а другой химический процесс будет потреблять их. Этот принцип был положен в основу нового метода получения окисей олефинов путем сопряженного (совместного) окисления непредельных углеводородов и органических соединений, окисляющихся легче, чем взятый олефин [29]. [c.392]

Получение белков, витаминов, отдельных аминокислот и других ценных веществ методами биосинтеза в настоящее время является весьма актуальной проблемой. В основе этого процесса лежит реакция окисления углеводородов в присутствии ферментативных систем. Многие аспекты ферментативного окисления сходны с химическим окислением тех же углеводородов в эмульсии, однако присутствие в реакционной смеси нативных клеток микроорганизмов существенно изменяет и усложняет систему [1]. [c.309]

Окисление углеводородов. В основе современных взглядов на механизм окисления лежит перекисная теория Баха-Энглера и представление о цепном характере окислительных процессов Семенова. Имеются отдельные работы, посвященные выяснению последовательности и механизмов образования отдельных стабильных продуктов окисления, причем метод меченых атомов позволил определить отношение скоростей ряда радикальных реакций окисления 91—94]. Многие вопросы, связанные с обнаружением неустойчивых промежуточных продуктов химических реакций были решены при помощи изотопного кинетического метода, разработанного М. Б. Нейманом [95]. [c.23]

Процессы прямого окисления углеводородов и других органических веществ молекулярным кислородом составляют основу многих новых высокоэффективных технологических процессов получения важных химических продуктов. [c.5]

Окисление углеводородов молекулярным кислородом лежит в основе многих технологических процессов современной нефтехимии. Получаемые кислородсодержащие соединения — перекиси, спирты, кетоны, альдегиды, кислоты, окиси олефинов — широко используются во многих отраслях народного хозяйства в качестве растворителей, исходных веществ для многочисленных химических синтезов, в качестве мономеров при производстве полимерных материалов, сырья для синтетических моющих средств и т. д. [c.209]

Жидкофазное каталитическое окисление углеводородов является в настоящее время распространенной реакцией для получения широкого ряда кислородсодержащих соединений - перекисей, спиртов, кетонов, альдегидов и кислот. Поэтому реакция окисления ароматических углеводородов молекулярным кислородом лежит в основе многих новых высокоэффективных технологических процессов синтеза важных химических продуктов. Особенно бурное развитие, начиная с 50-х годов нашего столетия, приобрела разработка способов получения фталевых кислот как основы для синтеза полимерных материалов. [c.12]

Выше были рассмотрены имеющие промышленное значение методы получения алифатических спиртов, для осуществления Которых необходимы непредельные углеводороды. Несравненно больший интерес представляет возможность производства этих спиртов на основе предельных углеводородов, ресурсы которых значительно превышают количество газообразных олефинов. Одним из наиболее перспективных методов получения спиртов из парафиновых углеводородов является их окисление. Теоретические основы окисления углеводородов были разобраны нами выше. Процессы окисления парафиновых углеводородов открывают широкие перспективы превращения углеводородов не только в спирты, по и в другие ценные химические продукты. Посредством окисления из нефтяных газов могут быть получены спирты, от метилового до бутилового включительно, формальдегид, ацетальдегид, пропионовый и масляный альдегиды, муравьиная кислота, уксусная кислота, ацетон и другие продукты. В связи с этим вопросы окисления низших парафиновых углеводородов все время привлекают внимание исследователей. [c.90]

Метод прямого окисления метана. Среди работ по прямому окислению метана, проведенных в Советском Союзе, следует в первую очередь отметить работу академика С. С. Медведева. Он впервые показал возможность получения сравнительно больших выходов формальдегида при относительно малом общем выгорании метана. Сравнительно недавно на основе теории цепного окисления углеводородов в Институте химической физи ки АН СССР и Всесоюзном научно-исследовательском институте природных газов был разработан новый метод получения формальдегида при прямом окислении метана кислородом воздуха в присутствии незначительных количеств окислов азота, служащих катализаторами процесса. [c.47]

В книге, являющейся капитальным трудом по химии и технологии парафиновых углеводородов, собран и систематизирован больщой материал по химической переработке парафиновых углеводородов и описываются такие процессы, как хлорирование, нитрование, окисление, изомеризация и др., лежащие в основе развивающейся в настоящее время нефтехимической промышленности. [c.551]

Учение о химических процессах состоит из двух частей учения о состояниях — химическая термодинамика и учения о переходах из одного состояния в другое — химическая кинетика. Первая отвечает на вопросы о принципиальной возможности протекания данной химической реакции в данных условиях и о конечном равновесном состоянии системы. Вторая — химическая кинетика — посвящена реализации этой принципиальной возможности, т. е. собственно протеканию процесса, его скорости и механизму. Уравнения химической кинетики служат основой для расчетов технологических процессов и аппаратуры в химической промышленности. Значение кинетики можно проиллюстрировать следующим примером. Равновесным состоянием для системы из углеводородов и кислорода при обычных температурах является оксид углерода (IV) и вода. Если бы кинетические ограничения не препятствовали свободному окислению органических веществ до состояния термодинамического равновесия, жизнь на Земле была бы невозможной, так как все живое окислилось бы до воды и оксида углерода (IV). [c.233]

Процессы окисления углеводородов занимают в нефтехимии особое положение как весьма эффективный способ одностадийного получения многих важных химических продуктов. Немаловажное значение имеет и то обстоятельство, что благодаря высокому уровню развития современной цепной теории химических реакций разработка технологии этих процессов может вестись на сТрбго научной основе. [c.7]

Из приведенного здесь краткого обзора ранних отечественных работ видно, какой огромный экспериментальный и теоретический материал по реакциям окисления органических соединений мы получили в наследство от наших выдающихся предшественников. Все ли прежние закономерности и воззрения, установленные или высказанные более 50 лет назад, остаются справедливыми до настоящего времени и имеют такое же общее значение для обширного числа вновь накопленных экспериментальных данных, какое они имели для ограниченного круга фактов и наблюдений Нет не все. Ряд гипотез был оставлен, некоторые правила дополнены и исправлены, некоторые закономерности, как оказалось, являются справедливыми лишь для ограниченного числа реакций. Но фундаментальные положения о закономерностях окисления органических соединений, установленные на основе блестящих исследований А. Н. Попова, А. П. Эльтекова, А. М. Зайцева, Е. Е. Вагнера, Н. Д. Зелинского, Н. А. Прилежаева и подтверждающие теорию химического строения органических соединений А. М. Бутлерова, вошли в золотой фонд отечественной и мировой науки. Они являются исходной позицией наших научно-исследовательских работ и промышленного осуществления ряда процессов окисления углеводородов. [c.9]

Все эти результаты, послужившие основой для выяснения влияния химического состава минеральных смазочных масел на их окис-лясмость, показали необходимость дальнейших исследований как в области сущности протекания процессов окисления углеводородов, влияния условий окисления на направление и глубину превращения углеводородов, так и в выяснении оптимального состава и структуры углеводородов масел. Этим вопросам и были посвящены работы ряда авторов в последние годы. Многие из этих работ носят теоретический характер и помогают разобраться в ряде наблюдаемых явлений. [c.8]

Тяжелая часть нефти представляет собой сложную смесь неидентифицированных углеводородов и гетеросоединений самого разнообразного строения. Для решения практических задач определяют содержание отдельных классов или групп веществ асфальтенов, силикагелевых смол и масел. Среди последних различают соединения парафиновой, нафтеновой и ароматической основы. Кислород воздуха, взаимодействующий с нефтяным сырьем, расходуется в различных реакциях окисления. Часть кислорода образует воду и диоксид углерода, другая — химически связывается компонентами сырья. С повышением температуры окисления увеличивается доля кислорода, расходуемого на образование воды. В целом процесс окисления характеризуется переходом масел в смолы и смол в асфальтены. В масляной части наибольшая скорость окисления наблюдается у тяжелых ароматических углеводородов, в то время как парафино-нафтеновая группа углеводородов почти не затрагивается. [c.287]

Сама нефть типа Б (опыт 4) с трудом поддается бактериальному окислению, так как структуры, легко окисляющиеся здесь, уже были использованы микроорганизмами ранее. Итак, из полученных экспериментальных данных следует, что процесс биодеградации вызывает глубокие изменения в составе насыщенных высококинящих углеводородов нефтей. Однако для наглядного показа стадийности биохимической эволюции нефтей по схеме А А -> Б -> необходимо знать орядок окисления углеводородов в процессе их биодеградации. (Кстати, термин биодеградация , на наш взгляд, не совсем верно отражает существо процесса. В данном случае происходит химическая или, вернее, биохимическая эволюция нефтей, свойства которых при этом изменяются, но не всегда в худшую сторону. Например, результатом этого процесса является образование беснарафинистых нефтей, на основе которых могут быть получены хорошие смазочные масла и пр.) [c.236]

Окисление. Существенно ухудшается качество топлив и масел вследствие процессов окисления. Основная часть химических преврап1ений, происходящих в них при хранении и транспортировании, связана с окислением кислородом воздуха. В основе химических изменений лежит реакция автоокисления углеводородов в жидкой фазе молекулярным кислородом. В присутствии гетероорганических соединений [c.33]

Первый период был заполнен чисто химическим исследованием окисления углеводородов, т. е. идентифицированпем стабильных промежуточных и конечных продуктов, возникающих в реагирующей смеси по ходу превращения. Было выяснено, что в процессе медленного окисления углеводородов (изучались главньш образом парафины и олефины) помимо конечных продуктов, т. е. окислов углерода и воды, действительно получаются кислородсодержащие соединения — перекиси, спирты, альдегиды, кетоны, кислоты. На основе полученных данных были созданы различные химические схемы механизма окисления, а именно гидроксиляционная, иерекисная, альдегидная и дегндрогенизациопная. Из них первая и третья устанавливают стадийную последовательность (через стабильные промежуточные вещества) всего окислительного превращения углеводородной молекулы вплоть до конечных продуктов — окислов углерода и воды, вторая же и четвертая схемы ограничиваются только установлением первичного стабильного продукта окисления. [c.8]

Второй химической схеной окисления углеводородов, получившей широкое распространение, явилась иерекисная схема. Она ведет свое происхождение от общей порекисной теории окислительных процессов, осуществляющихся под влиянием молекулярного кислорода. Эта теория возникла на основе исследования автоокислительных реакций и была сформулирована в 1897 г. С дповременно и независимо друг от друга А. Н. Бахом [17], изучавшим процессы медленного окисления в животных и растительных организмах, и Энглером [18], приложившим ее к окис- иению главным образом неорганических веществ. [c.29]

В этой главе обсуждаются также те немногие факты, которые известны о структуре катализаторов, участвующих в окислении. На этой основе можно представить себе, как электронная, структура поверхности и реагирующих веществ влияет на процесс окисления. Например, предполагается, что в случаб о-ксилола происходит перенос электрона от углеводорода к твердой поверхности и одновременно перенос электрона от катализатора к адсорбированному кислороду. Это дает возможность предположить, что для того чтобы определить влияние химической структуры на каталитическое окисление, следует сравнить поведение ряда углеводородов на каталитической поверхности в отношении температуры начала окисления. Это могло бы пролить некоторый свет на вопрос, как электронная структура углеводорода влияет на реакцию каталитического окисления. [c.287]

Жидкофазное окисление органических соединений молекулярным кислородом широко распространено в природе и имеет большое значение для различных отраслей народного хозяйства. Этот процесс составляет основу многих новых технологических способов получения важных химических продуктов. В настоящее время такие ценные кислородсодержащие соединения, как синтетические жирные кислоты и спирты (для замены пищевых жиров), уксусная, адипииовая и терефталевая кислоты и их эфиры (для производства искусственного и синтетического волокна), фенол и ацетон (главные виды сырья для пластических масс), карбонильные и эфирные соединения (как растворители и опецдобавки), получают в промышленности окислением углеводородов кислородом воздуха в жидкой фазе, т. е. наиболее прямым и дешевым путем. [c.3]

Существование вырожденных разветвлений и обусловленных ими свойств медленных ценных разветвленных реакций представляет собой весьма благодарную основу для развития новых принципов управляемого (регулируемого) осуществления реакций окисления. Наряду с наличием вырожденных разветвлений реакции окисления углево Я дов характеризуются и многими другими усложнениями классическЩ хемы развития цепного процесса. К этим усложнениям прежде всего относятся явления макроскопической стадийности нри окислении углеводородов и, особенно, наличие разделяющихся во времени макроскопических стадий. Макроскопические стадии — это совокупности разнообразных элементарных стадий с участием свободных радикалов, промежуточных веществ, исходных и конечных продуктов реакции. Решение задачи установления химического механизма окисления углеводородов предусматривает как детальное изучение элементарных актов взаимодействия активных центров ценных реакций (свободных радикалов и атомов) с разнообразными молекулами, так и исследование макроскопических закономерностей. Перед учеными открывается широкая область научного творчества над изучением химических систем, представляющих практический интерес. [c.3]

Предлагаемая вниманию читателей монография условно может быть разделена на две части в первой главе рассмотрены особенности парциального окисления углеводородов и пути усовершенствования катализаторов, а в последующих главах описаны практически важные катализаторы парциального окисления олефинов, ароматических углеводородов и парафинов. Основное внимание в книге уделено селективным катализаторам, их химическим и физическим свойствам, особенностям действия, так как только на основе такого анализа могут быть созданы высокоэффективные процессы парциального окисления, удовлетворяющие строгим современным требованиям. В данной книге исчерпьгаающе рассмотрены не все вопросы, связанные с высокоэффективными катализаторами, это обусловлено, в частности, отсутствием в литературе данных, касающихся точного состава и деталей приготовления многих катализаторов. [c.5]

Для химической переработки выделенных из газа углеводородов используются, практически, все основные реакции органического и нефтехимического синтеза пиролиз, конверсия, окисление, гидрирование и дегидрирование, гидратация, алкилирование, реакции введения функциональных групп — сульфирование, нитрование, хлорирование, карбонилирование и др. Наряду с процессами разделения они позволяют получать на основе газообразного топлива водород, оксид углерода (II), синтез-газ, азотоводородную смесь, ацетилен, алкадиены, цианистый водород, разнообразные кислородсодержащие соединения, хлор, нитропроизводные и многое другое. В свою очередь эти полупрЬдукты являются сырьем в производстве многочисленных целевых продуктов для различных отраслей народного хозяйства высококачественного топлива, пластических масс, эластомеров, химических волокон, растворителей, фармацевтических препаратов, стройматериалов и др., как это показано ниже. [c.198]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология