Окисление углеводородов механизм

Для объяснения часто наблюдающихся длинных периодов индукции Н. Н. Семеновым был предложен механизм так называемых вырожденных разветвлений и создана теория вырожденного взрыва. Эта теория лежит в основе большого числа исследований реакций окисления, например важных в промышленности реакций газофазного и жидкофазного окисления углеводородов, механизму которых посвящено большое число работ Н. Н. Семенова и его учеников. [c.8]

Рис. 2.11. Механизм гетерогенного активирования при жидкофазном окислении углеводородов.

В реакциях окисления углеводородов механизм солевого катализа металлами переменной валентности оказывается более сложным. Ускоряя реакцию, катализатор испытывает воздействие образующихся продуктов, что приводит к нескольким последовательным стадиям Процесса, называемым микроскопическими 18-22. [c.14]

Рассмотренные примеры показывают, что вырожденное разветвление цепей, скорость распада перекисей на радикалы, стабильность перекисей в окислении играют большую роль в сопряженном окислении углеводородов. Следует признать, что несмотря на наличие ряда работ по сопряженному окислению углеводородов механизм сопряженного окисления исследован недостаточно. [c.304]

Окисление углеводородов газообразным кислородом обычно протекает по цепному механизму. Цепными называют химические реакции, в которых участвуют активные частицы — атомы, сво- [c.23]

Механизм образования нагаров. Большая часть бензина полностью испаряется во впускном трубопроводе двигателя. В парообразном состоянии углеводороды бензина не подвергаются химическим превращениям в предпламенный период и сгорают, не образуя большого количества нагара. Некоторая часть бензина не успевает испариться во впускном трубопроводе и в виде отдельных капелек, иногда в виде тумана попадает в камеры сгорания. Находясь в жидкой фазе, высококипящие углеводороды под действием температуры в предпламенных стадиях могут подвергаться химическим изменениям. Такие изменения, связанные с окислением углеводородов п последующей их конденсацией, полимеризацией и уплотнением продуктов окисления, приводят к появлению высокомолекулярных продуктов, образующих впоследствии нагар. Склонность бензина к нагарообразованию определяется химической стабильностью его высококипящих фракций. Если эти фракции стабильны, то их количество незначительно влияет на нагарообразование, если же нестабильны, то содержание их в полной мере определяет нагарообразующие свойства бензинов. [c.278]

Количественные исследования хемилюминесценции в процессах медленного окисления молекулярным кислородом были начаты в 1958 г. [212] с выявления элементарной реакции, в которой образуются возбужденные частицы. С этой целью были изучены закономерности хемилюминесценции в реакциях инициированного окисления углеводородов, механизм и кинетика которых детально изучены. При таком выборе объекта исследования отпадала необходимость в параллельном изучении кинетики процесса и можно было непосредственно сопоставлять кинетику реакции с кинетикой хемилюминесценции. [c.92]

Еще одним примером, интересным с точки зрения процессов окисления, является сенсибилизирование окисления углеводородов бромистым водородом [78, 79]. Цепной механизм оказывается следующим [c.102]

Окисление углеводородов — механизм [c.407]

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]

Ранее мы отмечали одну из особенностей газофазного окисления углеводородов — наличие области температур, в которой коэффициент температурной зависимости скорости реакции имеет отрицательное значение. Аналогичный эффект наблюдается и при жидкофазном окислении углеводородов в условиях, когда зарождение цепей происходит преимущественно по гомогенному механизму. Экстремальный характер температурной зависимости скорости образования продуктов окисления отмечался в литературе [30—32]. Возможной причиной наблюдаемого эффекта является экстремальная температурная зависимость скорости реакцин зарождения цепей по гомогенному механизму, что подтверждается приведенным ниже теоретическим анализом процесса зарождения цепей, скорость которого определяется уравнением (2.15). [c.36]

В настоящее время механизм окисления углеводородов не может рассматриваться в окончательном виде. Однако значительные успехи, достигнутые в этой обширной области за последние десятилетия, позволили в какой-то мере согласовать точки зрения различных исследователей по основным вопросам реакций окисления углеводородов. В данной главе будут рассмотрены некоторые проблемы, возникшие в результате критического изучения литературных данных по реакциям окисления, метана и высших углеводородов. [c.241]

При окислении углеводородов механизм реакции и роль солеи металлов переменной валентности являются более сложными. Их ускоряющее действие также зависит от стадии разветвления цепи, которая ведет к распаду гидроперекисей [c.135]

Настоящая книга является первой из семи намеченных к изданию книг по химмотологии. В ней изложены основные представления о химмотологии как новой научной дисциплине и ее роли в народном хозяйстве. Рассмотрены теоретические основы окисления углеводородов и горения жидких топлив, теория поверхностных явлений в двигателях и механизмах с участием ПАВ, основы трения и износа, механизм действия противоизносных и противозадирных присадок к топливам и маслам. Даны теоретические представления о коррозии конструктивных материалов в контакте с нефтепродуктами, описаны мероприятия по защите от коррозии. [c.2]

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]

Второе общее свойство процессов окисления углеводородов заключается в том, что процессы протекают по цепному механизму. Объяснение процесса окисления на основе цепного механизма может быть особенно успешным в сочетании с теорией свободных радикалов, которая определяет промежуточные активные центры. Ниже будет сделана попытка описать, основываясь на этих двух посылках, общий процесс окисления. [c.286]

МЕХАНИЗМ ЗАРОЖДЕНИЯ ЦЕПЕЙ ПРИ ОКИСЛЕНИИ УГЛЕВОДОРОДОВ [c.29]

Обычно зарождение цепей в окисляемых углеводородах происходит по обоим механизмам — гомогенному и гетерогенному. Вклад каждого механизма в суммарную скорость зарождения цепей зависит от условий окисления — соотношения объема углеводорода и поверхности реактора, скорости диффузии кислорода к поверхности металла и т. ц. Так, например, при длительном хранении топлив в больших резервуарах зарождение цепей будет происходить преимущественно по гомогенному механизму. При жидкофазном окислении топлива в реакторе в условиях интенсивного перемешивания смеси и барботирования кислорода зарождение цепей с большей вероятностью происходит по гетерогенному механизму. Гетерогенный механизм зарождения цепей остается постоянным при окислении углеводородов как в газовой, так и в жидкой фазе. Иначе обстоит дело при гомогенном зарождении цепей. [c.29]

Были рассмотрены различные механизмы окисления углеводородов на оксидах металлов, в результате чего предложена схема окисления метана на кислотных катализаторах оксидного типа [ 1.40]. [c.17]

Соответственно изменению п с температурой будет изменяться и энергия активации реакции (О ). Таким образом, при жидкофазном окислении углеводородов в условиях, когда зарождение цепей происходит преимущественно по гомогенному механизму, может существовать такая температура, при которой скорость реакции образования свободных радикалов будет наибольшей. Соответственно при небольших временных превращениях, когда в целом скорость цепного процесса определяется скоростью наиболее медленной стадии — зарождения цепей, скорость окисления также будет характеризоваться экстремальной температурной зависимостью. [c.37]

Современный взгляд на механизм действия противоокислителей исходит из представления об окислении углеводородов как о цепном процессе, в котором зарождение цепей и их развитие идут с участием свободных радикалов (см. раздел 2.1). Все, что может способствовать превращению радикалов в стабильные молекулы и таким образом мешает регенерации радикалов или затрудняет их образование и накопление в продукте, должно тормозить окисление. Чтобы противоокислитель мог предохранять топливо или масло от окисления, его действие должно быть направлено на обрыв реакционной цепи путем уменьшения количества образующихся радикалов. Предполагают, что такой ингибитор (1пН), будучи веществом активным, легко отдает свой водород радикалам основного окисляющегося вещества, переводя их таким образом в неактивное состояние и заменяя их радикалами 1п, не способными в силу своей относительно малой активности регенерировать радикалы и продолжать цепь [c.80]

А. Н. Бах установил, что первичными продуктами окисления углеводородов являются пероксидные соединения, относящиеся к разряду весьма нестойких веществ с большой избыточной энергией. При определенных температурах и давлении пероксиды могут самопроизвольно по цепному механизму, предложенному Н. Н. Семеновым, разлагаться с выделением большого количества тепла и образованием новых активных частиц. [c.9]

Кинетика и механизм жидкофазного окисления углеводородов [c.25]

Проблемы механизма окисления углеводородов были пересмотрены в течение последних лет Уолшем [56]. На основании различных химических и кинетических данных автор предполагает, что в периоде Ту молекулы перекисей образуются в результате следующей цепной реакции [c.260]

Было выявлено, что в каталитических реакциях глубокого окисления органических веществ в газовую фазу десорбируются, как правило, пероксидные радикалы КО , в то время как для парциального окисления углеводородов характерны радикалы К, На основании полученных данных ЭПР спектров был предложен механизм образования углеводородных радикалов при взаимодействии исходного соединения с ионом кислорода, находящимся на катионной вакансии [c.15]

Окисление углеводородов кислородом протекает по цепному радикальному механизму как в жидкой, так и в газовой фазах. Одна из предложенных схем окисления парафинов С —С4 предполагает [c.134]

Углеводороды в газовой и в жидкой фазе окисляются по механизму цепных реакций с вырожденным разветвлением цепей [27]. Цепной механизм жидкофазного окисления углеводородов подробно изучен и убедительно доказан на примере целого ряда индивидуальных углеводородов [28—30]. [c.25]

Для раскрытия сущности химии и технологии получения указанных мономеров — сведений, необходимых для успешного управления скоростью, селективностью и глубиной процесса, обеспечения оптимальных выходов продуктов и их чистоты, в настоящей главе описаны механизм и кинетические закономерности жидкофазного окисления углеводородов, механизм реакции жидкофазного окисления п-ксилола в присутствии металлов переменной валентности и металлбромидных катализаторов. Проведен анализ влияния различных факторов на селективность и глубину окисления п-ксилола до терефталевой кислоты. [c.10]

ОКИСЛЕНИЕ УГЛЕВОДОРОДОВ — МЕХАНИЗМ. В 1897 г. А. Н. Бах и независимо от него К. Энглер выдвинули перекнсную теорию автоокисления. По этой теории первым продуктом окисления большинства органич. и многих неорганич. веществ являются перекиси — соединения, в к-рых два атома кислорода еще остаются связанными между собой. Иными словами, первичный акт окисления не требует разрыва связи между атомами О в молекуле кислорода, энергия диссоциации к-рой очень велика (117 ккал). Энергия диссоциации связи О—О в перекисях значительно [c.406]

Ускоряюп] ее действие солей н елеза и меди на некоторые окислительновосстановительные реакции было установлено давно [40]. В 1931 г. Ф. Габер и П. Вильштеттер [41] обосновали механизм действия ионов переменной валентности на ценные реакции окисления и разложения. Они ввели представление об элементарной реакции между ионом и реагентом, при которой происходит изменение валентности иона и образование свободного радикала, начинающего реакцию цепного превращения. Для окисления альдегидов, катализированного солями кобальта, такой механизм был доказан 20 лет спустя [42—45]. ]3 реакциях окисления углеводородов механизм солевого катализа оказался гораздо более сложным. Ускоряя реакцию окисления, катализатор испытывает обратное воздействие продуктов окисления, что приводит к протеканию процесса в несколько последовательных стадий. [c.204]

В главе VI — окисление—автор, излагая механизм реакции окисления парафиновых углеводородов с позиций перекисной теории, соверщенно не упоминает одного из основоположников перекисной теории— А. Н. Баха. Развитие исследований в области разработки перекисной теории автор приписывает немецким ученым Лангенбеку и Притцкову, опубликовавшим свои исследования в 1954 г., тогда как вопрос об образовании гидроперекисей как первичных продуктов присоединения кислорода к молекуле углеводорода значительно раньше был решен советскими исследователями. В выяснении сложного механизма реакции окисления углеводородов кислородом воздуха приоритет принадлежит советским ученым. Ряд гидроперекисей был выделен и описан К. И. Ивановым еще в 1949 г. Кроме того, -К- И. Иванов впервые показал, что вторичными реакциями при окислении углеводородов является не только их распад, но одновременно и дальнейшая пероксидация с образованием многоатомных гидроперекисей. [c.6]

Рассмотренные представления о механизме- торможения окисления противоокислителями приводят к выводу о том, что наиболее характерным свойством ингибиторов жидкофазного окисления углеводородов является их способность образовывать стабильные свободные радикалы. Следует ожидать, что именно этим свойством должны характеризоваться соединения, играющие роль естественных ингибиторов. К числу соединений, образующих свободные радикалы, прежде всего следует отнести по-лиарилэтаны. Гомбергом в 1900 г. в ходе синтеза гексафенилэта-на в бензольном растворе впервые было установлено существование стабильного свободного радикала — трифенилметила. Оказалось, что гексафенилэтан в растворе частично диссоциирует. Происходят разрыв центральной С—С-связи и образование двух свободных радикалов трифенилметила [c.41]

Кроме веществ, непосредственно влияющих на обрыв реакционных окислительных цепей и которые можно было бы назвать истинными ингибиторами окисления, к противоокислите-лям следует отнести и ряд соединений, механизм действия которых отличается от рассмотренного выше, но которые тоже снижают окисляемость масла. Например, все вещества, способные уменьшить активность металлических катализаторов окисления, могут рассматриваться как противоокислители. К таковым следует отнести вещества (пассиваторы, или деактиваторы), образующие адсорбционные или химически связанные пленки на поверхности металлов и таким образом исключающие катализирующую роль последних при окислении углеводородов, а также переводящие в неактивное состояние соединения металлов, растворенные в топливе или масле и являющиеся гомогенными катализаторами окисления [96]. [c.83]

Если подвергаемое окислению соединение содержит только вторичные и первичные углерод-водородпые связи, то основным продуктом реакции является кетон. Так, пропан может быть превращен в ацетон с выходом последнего 75% при употреблении смеси пропана, кислорода и бромистого водорода в отношении 2 2 1. Конверсии подвергаются примерно 75% от первых двух компонентов, причем регенерируется около 83% катализатора. Температура процесса несколько выше температуры, необходимой для окисления изобутана (190° вместо 160° С в последнем случае), и максимальный расход катализатора также больше. В таких условиях около 8% пропана превращается в пронионовую кислоту. Между механизмом образования кетона и приведенным выше механизмом окисления углеводородов с разветвленной цепью можно провести четкую параллель [c.275]

Оэгласно современным представлениям, окисление углеводородов — сложный многостадийный процесс, развивающийся через перекиси и свободные радикалы. В общем виде механизм окисления углеводородов может быть представлен схемой, включающей следующие элементарные стадии , , зарождение цепи [c.223]

Современные воззрения на механизм действия антиокислителей в бензинах основываются на перекисной теории окисления с цепным механизмом. Процессы окисления углеводородов относят к цепным вырожденно-разветвленным реакциям. Общепринятая и наиболее обоснованная в настоящее время схема предполагает, что образовавшийся в начальной стадии окисления свободный углеводородный радикал R- вступает в реакцию с кислородом, образуя перекисный радикал ROO-, который, реагируя с новой молекулой углеводорода, дает гидроперекись и новый радикал. Разложение гидроперекиси приводит к разветвлению цепи, поэтому реакция носит автокатали-тический характер. Обрыв цепей в среде без антиокислителей происходит, главным образом, вследствие рекомбинации радикалов. [c.232]

Изложенные выше рассуждения и оценки позволяют однозначно понять, почему углеводороды окисляются по цепному радикальному механизму. Геометрия и прочность С—С- и С—Н-связей в углеводородах с одной стороны и триплетное состояние кислорода с другой препятствуют молекулярной реакции КН с О2. Высокий потенциал ионизации углеводородов, низкое сродство кислорода к электрону, ковалентный характер С—Н-связей и неполярный характер углеводородов как среды препятствуют ионному протеканию реакции окисления. Единственно возможной оказывается гомолитическая реакция КН с кислородом с образованием радикалов К. Несмотря на то что эта реакция эндотермична и протекает очень медленно (см. раздел Кинетика автоокисления углеводородов ), образующиеся радикалы К вызывают цепную реакцию окисления, которая протекает как последовательность многократно повторяющихся актов. Первичным молекулярным продуктом такой цепной реакции является гидропероксид, сравнительно легко распадающийся на свободные радикалы. Таким образом, причиной цепного автоинициированного механизма окисления углеводородов является ковалентный характер их С—Н-связей, высокая активность радикалов К по отношению к кислороду и КОг по отношению к КН, цикличность последовательных радикальных реакций [c.28]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология