Механизм термического разложения метана

Индивидуальные газообразные углеводороды, которые получаются либо непосредственно из сырой нефти или природного газа, либо путем крекинга более тяжелых нефтепродуктов, используются для производства химических продуктов, пластмасс и синтетического каучука (см. гл. XIII) или как сырье процессов каталитического превращения — полимеризации и алкилирования, ведущих к получению жидких углеводородов (см. гл. II). Большинство процессов каталитического превращения базируется на использовании реакционной способности олефинов и диолефинов, которые содержатся в газе. Часто ненасыщенные соединения получают дегидрированием пли деметанизацией насыщенных углеводородов приблизительно такого же молекулярного веса. Так, этан моншо дегидрировать в этилен, а пропан либо дегидрировать в пропилен, либо разложить па этилен и метан. Эти и подобные реакции [1 —10]1 имеют место в термических процессах, протекающих при 550—750° С. Термическое разложение Taiioro типа легко объясняется радикальным механизмом. По существу аналогичный характер имеют реакции разложения жидких углеводородов. Тел не менее дегидрирование H-oj xana и к-бутиленов, которое [c.296]

Термическое разложение метана не вкл ю-ч бт принципиально новых факторов по сравнению с термическим разложением других углеводородов. Однако оно имеет некоторые особенности Тот факт, что метан не имеет связей С-—С заставляет учитывать частные аспекты термодинамики, механизма и кинетики реакций- с другой стороны, температуры, при которых эта реакция протекает интенсивно, определяют целый ряд технологических особенностей, отличающих этот процесс от процессов разложения Термическое разложение метана тесно связано с химической промышленностью (производством ацетилена, сажи, водорода). [c.97]

Гомогенное окисление метана водяным паром или двуокисью углерода является в высшей степени эндотермической и относительно медленной реакцией. Скорость ее хорошо измерима при температуре около 1000° С, когда со значительной скоростью происходит также термическое разложение метана. Действительно, один из экспериментаторов [6] утверждает, что при температуре около 1000° С пар и метан непосредственно ые вступают в реакцию друг с другом, а в реакции участвуют более реакционно-способные продукты термического разложения мотана, которые и образуют окись углерода и водород. Среди легко выделяемых и идентифицируемых продуктов пиролиза метана следует отметить этилен и ацетилен [25, 26, 27 . Последние могут реагировать с водяным паром, образуя спирты, которые затем разлагаются с образованием окиси углерода, метана и водорода. Все это носит лишь предположительный характер, так как нет данных, подтверн дающих этот механизм. Реакция метана с двуокисью углерода является, по-видимому, еще более сложной, чем с водяным парол]. [c.311]

Идентифицированы следующие продукты термического разложения дигидроперекиси (XIV) при 150° С двуокись и окись углерода, кислород, ацетилен, этан, метан, вода, ацетон, 2,5-ди-метилгексин-З-диол-2,5, 5-окси-5-метилгексин-3-он-2 и пентин-З-он-2. Механизм реакции, предложенный для объяснения образования этих продуктов, представлен следующей схемой [c.73]

В работе [22] при горении на воздухе исследован состав газообразных продуктов термического разложения парафина (того же образца, который использован при исследовании диффузионного пламени). Разложение парафина проводилось в кварцевой пробирке в среде азота при времени пребывания в изотермической зоне 0,1—0,3 с. Установлено, что при термическом разложении парафина при г =700 и 800 °С образуются те же продукты, что и в диффузионном пла1мени, причем по уменьшению содержания они располагаются (при =700°С) почти в таком же порядке этилен, пропилен, водород, метан, этан (4,92%), бутилен (4,3%), бутадиен (3,72%) и пропан (1,06%). Незначительные различия в порядке расположения компонентов по уменьшению их содержания могут быть объяснены влиянием стенок кварцевой пробирки. Это сходство составов продуктов горения и термического разложения можно объяснить цепным механизмом, наблюдаемым в обоих случаях. [c.115]

Следующими были теории, предполагающие образование в качестве промежуточных продуктов свободных радикалов. Так, Бон и Кауорд [6] предположили образование радикалов —СНз, = СН2 и =СН ири термическом разложении этана. Эти радикалы, по мнению авторов, могли гидрироваться в метан, разлагаться до углерода или снова рекомбинироваться. Хэг и Уилер [16] утвер/кдали, что метан расщепляется при термическом разлон снии на метилен и молекулу водорода. Теория свободных радикалов нррюбрела особое значение в работах Райса [35], который рассматривал метил, этил, пропил и аналогичные высшие радикалы как единственные промежуточные продукты реакции он разработал детально этот механизм с учетом наден ных данных по энергиям активации указанных реакций. Райс подтвердил свою теорию экспериментальными кинетическими данными. [c.7]

Горение метана и других углеводородов осложняется тем, что параллельно с окислением происходит термическое разложение. В процессе термического разложения тяжелых углеводородов в основном образуются сажистый углерод, водород и метан. Таким образом, мехагшзм горепия тяжелых углеводородов сводится в значительной степени к механизму горения метана, водорода и к гетерогенному горению углерода. Рассмотрим более подробно механизм термического разложеш1я углеводородов. [c.108]

Состав продуктов термического разложения различных углеводородов рассмотрен в работе [8]. Метан является простейшим углеводородом с химическими связями одного вида. Несмотря на это, крекинг его изучен сравнительно слабо. Дело в том, что метан весьма термостабилен, а продукты его превращения подвергаются изменениям со значительно большей скоростью, чем сам метан. В результате состав продуктов крекинга определяется превращениями промежуточных продуктов, и судить о механизме разложения затруднительно. Эта трудность в некоторой степени была преодолена Сторчем в 1932 г., который проводил крекинг метана в колбе над раскаленной угольной нитью, причем колба охлаждалась до низкой температуры. Чем интенсивнее охлаждение в та- [c.156]

Метан, а) Пиролиз. В последнее время во многих лабораториях изучали разложение метана под действием ударных волн. Эти исследования диктовались различными целями. Разложение метана легче объяснить, чем любых других углеводородов, и поскольку термическая стойкость метана максимальна, то для его пиролиза требуются высокие температуры. Предыдущие исследования, проводившиеся в реакторах обычного типа, не позволили полностью выяснить кинетику, механизм и энергию активации разложения метана. [c.311]

А. Г. Лейбуш и Т. Я. Берго считают, что механизм гомогенной конверсии метана водяным паром должен заключаться во взаимодействии пара и с метаном, и с продуктами его термического разложения [c.127]

Возможно, что механизм реакции заключается в термическом разложении азотсодержащих гетероциклов. Для этой реакции можно применять и алифатические амины в присутствии катализаторов—цинковых соединений. При высоких температурах (700°) аммиак реагирует с ацетиленом, этиленом или метаном, образуя цианистый водород [7]. [c.215]

Процесс образования пироуглерода при термическом разложении более тяжелых, чем метан, углеводородов изучен недостаточно, и мы располагаем сравнительно небольшим объемом количественных данных, поэтому вопрос о механизме процесса не может быть решен с такой же определенностью, как для метана. Однако имеются основания предполагать, что если прямое разложение на поверхности возможно для наиболее стабильных углеводородных молекул метана, то этот процесс имеет место и для более тяжелых и менее прочных молекул. Надо подчеркнуть, что при разложении в слое дисперсного материала для любых углеводородов скорость образования пироуглерода, отнесенная к единице поверхности, не зависит от величины поверхности в единице объема. Следовательно, для любых углеводородов лимитирующим является процесс на поверхности. Таким образом, при относительно низких температурах (1000 °С) в отсутствие объемных процессов пироуглерод образуется в результате разложения на поверхности исходных молекул углеводорода. При более высоких температурах, когда практически невозможно избежать влияния объемных процессов, па поверхности одновременно разлагаются и исходные [c.102]

Эта попытка выражения механизма пиролиза при помощи простого химического уравнения, как показали позднее Бон и Коуард, неудовлетворительна. Люис нашел, что ароматические углеводороды образуются при выдерживании продуктов реакции в горячей зоне (800—900°). При значительно более высоких температурах получаются ацетилен, углерод и водород Влияние идей Бертело на химию термического разложения следует из того, что Люис полностью принимал его гипотезу, что метан первоначально превращается в ацетилен и водород. [c.39]

Предложенная схема механизма гомогенного термического распада окиси этилена включает образование активированных мо.чекул ацетальдегида. Однако Касселц подверг критике эту схему , так как считает маловероятным образование возбужденных молекул ацетальдегида и их последующий распад на СО и СН или их дезактивацию при столкновении с другими молекулами. При разложении окиси этилена в интервале 435—505 °С среди продуктов распада ни на одной из стадий процесса не был обна-ружен ацетальдегид. Были найдены только метан, окись углерода, небольшое количество водорода и этана. При определении констант скорости распада окисн этилена при давлениях от 15 до 800 мм рт. ст. было установлено", что прн 475 °С и давлениях выше 250 М.М. рт. ст. реакция распада строго следует мономолекулярному закону в согласии с данными . В интервале давлений 250—40 мм рт. ст. реакция становится бимолекулярной. Энергия активации процесса для давлений выше 300 мм рт. ст. составляла 54 ккал1моль, а для давления 20 мм рт. ст. — около 50 ккал/моль. Эти значения для энергии активации также близки к дaнныл . [c.58]

Проблема механизма пиролиза метана появилась после работ Бертло, который кроме углерода и водорода обнаружил в продуктах термического разложения метана С2Н2, С2Н4 и С Нв [11, т. е. продукты с большим числом атомов, чем исходный метан. Это свидетельствовало о сложности механизма процесса. [c.210]

Первичные продукты, образующиеся ири горении и термическом разложении толуола, одинаковы. Так, по данным Шварца (1947 г.) и Макото [35], при термическом разложении толуола в инертной среде из устойчивых газообразных продуктов образуются тоже только водород и метан. Шварцем предложен механизм разложения толуола, объясняющий образование водорода и метана. [c.116]

Соединение метилена с водородом дает метан, который является важной составной частью продуктов разложения пропана при температурах —700°. Образование других веществ, а именно пропилена, этилена и водорода может быть, конечно, легко объяснено с помощью постулируемого механизма процесса. Ниже мы вернемся к этому вопросу. Согласно Райсу, Джонстону и Иврингу (1932 г.), термическое разложение бутана дает радикалы— метил и отчасти этил. Однако Бельчец и Райдил (1935 г.) обнаружили в этом случае только метилен. Такое расхождение опять-таки может быть обусловлено различными условиями опыта. Наблюдения, поскольку они касаются анализа продуктов реакции, соответствуют механизму, подобному предлагаемому для разложения пропана, В данный момент, однако, этот вопрос слишком неопределенен и сомнителен, чтобы его обсуждать здесь далее. [c.255]

В отношении формальдегида известно, что он является промежуточным продуктом, но в конце концов он разлагается с образованием окиси углерода и водорода, которые совместно с метаном будут главными продуктами разложения диметилэфира. Пред-лагаемый механизм реакции объясняет содержание в продуктах реакции эквивалентных количеств метана, окиси углерода и водорода. Цепи должны обрываться путем соединения двух метильных радикалов, однако никаких следов этана не обнаружено поскольку цепи длинны и на адсорбированный ацетоном квант света разлагается около 200 молекул эфира, его количество и должно быть мало. Приводимые результаты и основанные на них соображения представляют определенный интерес, однако нельзя принимать их за доказательство того, что нормальное гомогенное термическое разложение диметилэфира является цепной реакцией. Это вполне вероятно, но ни в коем случае необязательно. [c.268]

Толуол термически значительно менее стабилен, чем бензол, так как энергия разрыва связи С—Н в его метильной группе примерно равна энергии связи С—С насыщенных углеводородов [31]. Основные продукты разложения толуола — бензол, метан, водород, 1,2-бифенилэтан. Радикальный механизм распада толуола [45] включает разложение на бензил-радикал и Н с продолжением цепи распада этими радикалами. [c.25]