Ацетилен разложении углеводородов

Механизм образования сажи (дисперсного углерода) при горении реактивного топлива и в общем случае при химических превращениях углеродсодержащих веществ изучен еще недостаточно. Исследователи основную роль отводят полимеризации или цепным разветвленным реакциям. В последнем случае физико-химическая модель процесса включает разветвленные цепные реакции образования радикалов-зародышей, превращение их в зародыши твердой фазы (минимальные частицы, имеющие физическую поверхность) и дальнейший рост зародышей за счет гетерогенного разложения углеводородов на их поверхности. Сторонники полимеризационной схемы отмечают, что образование ацетилена наблюдается даже в метано Кисло-родном пламени. После достижения максимальной концентрации ацетилен превращается в моно- и полициклические ароматические углеводороды и полиацетилен. Экспериментально показано также, что в соответствующих условиях появлению сажевых частиц предшествует образование (в результате полимеризации) крупных углеводородных молекул с молекулярной массой примерно 500. [c.168]

Получение ацетилена методом термического разложения углеводородов изучалось в СССР и за рубежом. Этот метод основан на мгновенном действии высокой температуры (порядка 1500°) на углеводородную смесь с увеличением числа углеродных атомов в молекуле углеводорода степень нагрева может быть снижена. Существует несколько технологических схем термического разложения углеводородов, различающихся способами подвода тепла и сырья. Наиболее эффективным из них, по-видимому, является термический крекинг с присадкой кислорода, или, как его называют, термоокислительный пиролиз. При разложении углеводородов этим методом наряду с ацетиленом можно получать метанол, водород или азотоводородную смесь для синтеза аммиака. Эти продукты извлекаются из газов, отходящих из установок синтеза ацетилена. Одновременное получение столь ценных продуктов весьма положительно сказывается на экономике процесса. Особенно большой интерес представляет извлечение из отходящих газов аммиака. Из синтез-газа, образующегося при получении 1 т ацетилена, можно выделить около 4,2 т аммиака или 3,4 т метанола, а при ежегодной выработке 60—65 тыс. т ацетилена — 250 тыс. т аммиака. В производстве аммиака методом конверсии для выработки такого количества продукта надо израсходовать свыше 300 млн. м углеводородных газов. [c.18]

Крекинг углеводородов при высоких температурах. При температуре выше 1000° все предельные углеводороды распадаются на углерод и водород. Этот процесс используется как дешевый метод получения водорода и газовой сажи. В определенных условиях удается изолировать промежуточные продукты расщепления, в частности ацетилен. Разложение метана с образованием ацетилена является самым дешевым промышленным способом получения последнего (стр. 92). [c.58]

Большое промышленное значение приобрели методы получения водорода, в которых сырьем служат углеводороды, в частности, газообразные (метан, ацетилен) или жидкие (нефтяные масла, смолы). Хотя в надлежащих условиях этими путями можно получить водород высокой степени чистоты, однако термическое разложение этого сырья требует слишком высоких темпера гур (выше 1000°) и в промышленном отношении уступает вышеописанным методам. Однако в присутствии водяного пара температура разложения углеводородов до свободного водорода может быть значительно снижена, и на этом пути достигнуты серьезные успехи в деле промышленного получения чистого водорода. [c.517]

Термическое разложение углеводородов является предметом многолетнего изучения. За это время были предложены различные механизмы реакции. К наиболее ранним относится механизм Бертло [3]. Согласно его представлениям обязательным промежуточным продуктом разложения является ацетилен, который, полимеризуясь, образует сложные углеводороды, способные, в свою очередь, к разложению. Однако в результате болое точных последующих исследований было установлено, что ацетилен является лишь побочным продуктом реакции, и теория Бертло вскоре была оставлена. [c.7]

Ацетилен — единственный углеводород с тройной связью, который получают из нефтяного сырья в более или менее значительном количестве. При производстве дивинила пиролизом нефтяного сырья (гл. 12, стр. 215) в С4-фракции было обнаружено присутствие следов метил-, этил-, винил-ацетилена и высших алкилацетиленов. Из всех алкилацетиленов этилаце-тилен, по-видимому, содержится в наибольшем количестве (до 0,1 %). Больших концентраций вряд ли можно ожидать, поскольку для образования алкилацетиленов из более насыщенных углеводородов требуется такая высокая температура, которая влечет за собой почти полное разложение алкилацетиленов на ацетилен и другие простейшие углеводороды. Поэтому, если в будущем возникнет потребность в таких замещенных ацетиленах, их придется получать синтетически, а не разложением углеводородов нефти. [c.283]

Процесс термического разложения углеводородов весьма сложен и пока еще недостаточно изучен. Экспериментально установлено, что этот процесс протекает через ряд параллельных и последовательных реакций с образованием большого количества промежуточных веществ. Например, нри разложении метана нрп 1000° С в качестве промежуточных продуктов были обнаружены этан, этилен, ацетилен, бензол и другие углеводороды. Более детально механизм разложения углеводородов будет рассмотрен ниже. [c.29]

Несовпадение расчетных и экспериментальных составов по водороду и по ацетилену и этилену можно объяснить отсутствием в условиях плазмоструйного пиролиза реакций гидрирования. Нами были проведены также термодинамические расчеты квазиравновесных составов продуктов разложения углеводородов с соотношением [c.114]

В 1859—1863 гг. Бертло систематически изучал пирогенетическое образование ацетилена как при разложении углеводородов с большим содержанием водорода, так и при прямом синтезе из элементов. Он отметил образование ацетилена при разложении (в раскаленной трубке) этилена и паров спирта или этилового эфира два последних вещества дают сначала этилен, который затем расщепляется на ацетилен и водород [c.331]

Большинство авторов [7, 8, 9] склоняются к мысли, что появление дисперсного углерода при термическом разложении углеводородов в свободном объеме имеет химический характер и является следствием распада промежуточно образующихся соединений. Эта точка зрения подтверждается тем, что при постепенном нагреве углеводородных газов в продуктах реакции (еще до образования углеродных частиц) можно обнаружить некоторые количества ненасыщенных углеводородов и, в частности, ацетилен, легко отдающий свой водород. [c.220]

Получение ацетилена и олефинов (этилена и пропилена) при пиролизе жидких углеводородов в плазменной струе исследовано [19] на установке мощностью до 4000 кет. Кинетический и термодинамический анализ разложения углеводородов определил условия проведения процесса [20]. Конверсия сырья (низкооктанового бензина) в ацетилен и олефины составляла до 75%, причем соотношение ацетилен этилен менялось в зависимости от температуры. Затраты электроэнергии составляли 3,5—4,0 квт-ч на 1 кг суммы непредельных соединений. [c.365]

Большой практический интерес представляет получение ацетилена путем термического разложения углеводородов более тяжелых, чем метан, — пропана, бутана и др. Одновременно с ацетиленом в больших количествах получают этилен — ценное исходное сырье для производства этилового спирта и полиэтилена, широко используемых в производстве синтетических каучуков и других полимеров. Весьма существенно и то обстоятельство, что производство ацетилена из углеводородного сырья поддается автоматизации. [c.9]

Ацетилен—единственный углеводород с тройной связью, который получают из нефти в более или менее значительном количестве. При производстве бутадиена пиролизом нефтяного сырья (см. гл. XI) в С4-фракции было обнаружено присутствие следов метил-, этил-, винил- и высших алкилацетиленов. Из всех алкилацетиленов этилацетилен, повидимому, содержится в наибольшем,количестве (0,1 %) [20]. Больших концентраций вряд ли можно ожидать, поскольку при получении алкилацетиленов из более насыщенных углеводородов требуется высокая температура, которая влечет за собой почти полное разложение алкилацетиленов на ацетилен и другие простейшие углеводороды. [c.260]

Поэтому, если в будущем возникнет потребность в таких замещенных ацетиленах, их придется получать синтетически, а не разложением углеводородов нефти. [c.262]

Бертло [1] выделил ацетилен из ацетиленида Л еди, приготовленного и.м ранее [2, 3] в виде осадка, при пропускании газов пиро.1 итического разложения углеводородов через аммиачный раствор закиси. меди. Вслед за этим открытием было обнаружено, что при пиро шзе в нагретой трубке или в индукционном разряде и другие органические соединения дают ацетилен [4, lOj. Хотя концентрация ацетилена в полученных газах была в некоторых случаях высока [4, 7], все же выход его в пересчете ьа разложенное органическое сырье обычно очень. мал. Остальные продукты пиролиза представляют собой различные жидкие вещества, [c.37]

При промышленном осуществлении метода одновременного получения ацетилена и этилена из пропановой или бутановой фракций процесс может осуществляться в трубчатых печах из специального жаростойкого сплава при разбавлении не менее чем двумя весовыми частями водяного пара. Последний оказывает влияние также на повышение выхода ацетилена и снижение коксообразования. Суммарный выход ацетилена и этилена составляет 46—50% от веса разложенных углеводородов (пропана или бутана). Соотношение в выходах между ацетиленом и этиленом в зависимости от режима работы может изменяться при этом от 1 3 до 3 1. [c.68]

Составы газов разложения углеводородов на ацетилен [c.77]

Парафины и олефины. Для объяснения реакций, протекающих при разложении углеводородов, выдвигались различные теории, характеризуюшд1еся на ранних этапах либо чрезмерной общностью, либо сугубо односторонним характером. Так, согласно вэгля-. дам Бертло (1866 г.). при термических превращениях любого углеводорода обязательным промежуточным продуктом является ацетилен, полимеризация которого приводит к образованию разнообразных сложных углеводородов. Однако вскоре было установлено, что ацетилен не обязательный промежуточный продукт термических реакций углеводородов. Торпе и Юнг (1873 г.) предложили механизм термичеокого крекинга, заключающийся в прямом молекулярном распаде молекулы парафинового углеводорода на молекулу парафинового углеводорода с меньшим числом углеродных атомов и молекулу олефина. Габер (1896 г.) считал, что разрыв молекулы па.рафинового углеводорода происходит с выделением метана и олефина с числом углеродных атомов, на единицу меньшим, чем в исходном углеводороде. [c.158]

Пиролиз углеводородов. Дэви, а затем Марченд и Бертло [1, с. 182] предположили, что образование углерода в пламени -происходит благодаря термическому разложению углеводородов. Они наблюдали, что при высокой температуре углеводороды распадались в основном на углерод и метан. Ацетилен, который очень эндотермичен, может распадаться при взрыве на углерод и водород. Таким образом было сделано предположение, что углерод образуется при пиролизе углеводорода при прохождении его через зону подогрева. [c.180]

Многие из промышленных процессов, имеющих дело с разложением углеводород как газообразных, так и жидких связаны с получением ацетилена и водорода. Для некоторых из таких процессов в качестве исходного материала упоминается как раз м( тан, вероятно вследствие своей распространенности я дешевизны. Это особенно интересно в связи с возможностью лучшего использования естественного газа, в котором метан является преобладающей составной частью, так как образующийся ацетилен может быть использован для автогенной сварки или для притотовления различных органических веществ. Обзор таких процессов производсгва ацетилена и водорода показывает, что они различаются главным образом конструктивными деталями оборудования. В одном процессе газы, содержащие метан и водород, пропускаются через дугу при атмосферном давлении, причем отложение угля предотвращается при помощи водорода [c.286]

А. В. Топчиев и Я. М. Паушкии с сотр. систематически изучали активность катализаторов алкилирова-ния и рекомендовали в качестве наиболее эффективных системы на основе фтористого бора и фосфорной кислоты [14]. И. П. Цукерваник и Н. И. Шуйкин с сотр. открыли реакции взаимодействия бензола и цикло-алканов с ацетиленом, приводящие к получению стирола [15]. Систематически исследовалось термокаталитическое разложение углеводородов, М. С. Немцовым, М. Д. Тиличеевым, А. Ф. Добряпским и А. В. Фростом изучался крекинг тяжелых нефтяных продуктов с целью получения бензиновых фракций [16]. В 50-х годах в исследования кинетики и механизма реакций крекинга включились Б. А. Казанский, М. Г. Гопикберг и А. Д. Степухович. Наряду с разработкой методов крекинга тяжелых нефтяных фракций X. М. Миначев, С. Р. Сергиенко, [c.78]

Наиболее ранней теорией механизма разложения углеводородов является положение Бертло (1866 г.), согласно которому основным продуктом распада каждого углеводорода должен быть ацетилен, во многих случаях являющийся, однако, лишь промежуточным продуктом для образования более сложных веществ, например ароматики, смолистых продуктов и т. п. Так, нанример, расиад метана, этана и этилена, но Бертло,, можно представить следующими схемами [c.466]

Большое тепловое напряжение, необходимое в печах при быстром пропускании реакционной газовой смеси и эндотермической высокотемпературной реакции разложения углеводородов, навел исследователей на мысль о целесообразности сжигания (окисления) части метана в зоне крекинга с целью получения необходимого тепла. Из неокисленной части метана в результате крекинга получается ацетилен и другие газы. Для сжигания метана вместе с ним в печь подается кислород. [c.72]

Критический обзор работ по исследованию процесса получения ацетилена пиролизом легких углеводородов до 1955 г. дан Крамером и Хаппелем [4]. Наиболее подробные работы в этой области принадлежат Фишеру [5] и Руддеру и Бидерману [6]. В настоящее время можно считать установленным, что для получения возможно большей концентрации ацетилена в газе пиролиза при термическом разложении углеводородов процесс следует осуществлять при весьма малом времени контакта, возможно более высокой теотературе, быстрой закалке отходящего газа и низком давлении. Последнее достигается проведением процесса в вакууме-или разбавлением сырья инертными газами или паром. При снижении давления до 0,1—0,2 ат в ацетилен можно превратить до 30% метана и получить газ пиролиза, содержащий до 8—10% объемн. ацетилена. [c.17]

Выше было отмечено, что первая схема термического разложения метана (и любого углеводорода) была выдвинута Berthelot. Согласно той схеме ацетилен является непременным промежуточным продук-ом термического разложения углеводородов по схеме [c.73]

В последнее время принято считать, что все углеводороды при высоких температурах разлагаются до элементов через ацетилен и хотя при радикальном характере реакций разложение углеводородов вряд ли протекает только по единственному пути, все же механизм разложения йцетиленэ представляет интерес не только сам по себе, но и как промежуточная стадия в целом ряде процессов пиролиза. [c.92]

До температуры 800" К к1 негическн наиболее стойчивы-м является метан, выше этой температуры—ацетилен. Остальные углеводороды кинетически менее устойчивы, чем метан во всем рассмотреняом диапазоне температур. Константа скорости разложения любого гомолога метана при 1750°К по крайней. мере на три порядка превышает таковую для метана. [c.13]

Со стороны химических свойств для большинства углеводородов С Н2п-2 характеристична та энергия, с которой они реагируют с галоидами, соединяясь с двумя или с четырьмя паями их . Реакция хлора на ацетилен бывает обыкновенно до того сильна, что происходит слабый взрыв, сопровождающийся полным разложением углеводорода и выделением угля.— Для высших гомологов ацетилена тоже известны реакции прямого соединения с бромом, совершаюпщеся с большой энергией. [c.108]

Получение непредельных углеводородов из жидкого нефтяного сырья. В промышленном отношении перспективны также процессы получения ацетилена и этилена при пиролизе жидких углеводородов, бензина н сырой нефти, характеристики которых приведены в работах [80, 82—86, 172]. Эти процессы исследовались на установках мощностью до 4000 кет [86, 172]. Кинетический и термодинамический анализы разложения углеводородов определили условия проведения процессов [83]. Конверсия сырья (низкооктанового бензина) в ацетилен и олефины составляла до 75%, причем соотношение С2Н2 С2Н4 менялось в зависимости от температуры. Затраты электроэнергии составляли 4—5 кет ч на 1 кг непредельных соединений. Сопоставление показателей пиролиза бензина прямой гонки с концом кипения 150 °С в плазменной струе и окислительного пиролиза приведено в табл. Х.2. Проведен пиролиз в плазме и других продуктов переработки нефти, а также пиролиз сырой нефти [85]. Получены примерно такие же показатели, как и в случае пиролиза бензина. [c.233]

Бертло [1] получил некоторое количество ацетилена при помощи вольтовой дуги, пропущенной между двумя угольными электродами в атмосфере водорода. Дьюар [2] приписывал эту реакцию исключительно достигнутой здесь высокой температуре. Г авновесие углерода и водорода с ацетиленом изучалось рядом исследователей [3—7, 9— 11]. В равновесных смесях, исходящих как из ацетилена, так и из элементов, при температуре от 1000° до 1700° присутствуют весьма малые количества ацетилена выше 1700° содержание ацетилена возрастает с повышением температуры, вплоть до того момента, когда наступает изменение условий равновесия вследствие появления атомарного водорода. Фрост [12] сообщает, что значительные выходы ацетилена можно получить только в пределах 3100—3200°. Непрерывное образование ацетилена при таких высоких температурах зависит отчасти от стремления сложных углеродных структур расщепляться при этих условиях, предпочтительнее, на группы С , нежели на какие-либо другие части. Содержание ацетилена в момент получения его с помощью вольтовой дуги в атмосфере водорода достигает примерно семи-аосьми процентов. Вследствие того, что термическое разложение углеводородов дает газ с более высокой концентрацией ацетилена, синтез его из элементов для промышленных целей считается непригодным, хотя Брэдинг [13] и взял патент на дуговую аппаратуру, предназначаемую для этих целей. Сюда же относится метод крекинга углеводородов в вольтовой дуге в присутствии мелкораздробленного угля [22]. [c.29]

На рис. 39 представлена зависимость концентрации ацетилена от температуры для гомогенной системы. По кривым видно, что при увеличении соотношения С Н значительно повышается выход ацетилена и наибольшая концентрация почти совпадает с максимально возможной концентрацией, соответствующей разложению углеводорода С Н (где г)>т ) только на ацетилен и водород. В случав повышения общего давления в системе содержание ацетилена в конечных продуктах не увеличивается, а лишь смещаются максимальные концентрации в область больших температур. Однако при этом увеличивается концентрация радикалов вида СН и уменьшается содержанйе атомарного углерода и водорода в системе. Уменьшение давления при температурах до 1800°К приводит к увеличению концентрации ацетилена (при постоянной температуре). [c.85]

Треть я стадия процесса сажеобразования изучена наиболее подробно. Рост частиц сажи из зародьпией происходит за счет гетерогенной химической реакции разложения углеводородов и гибели углеводородных радикалов на поверхности частиц сажи. В основном в этом процессе участвуют молекулы самых простых углеводородов, прежде всего ацетилен и метан, так как концентрация более тяжелых молекул углеводородов в пламени незначительна. Схема протекания реакции разложения ацетилена может выглядеть так [c.15]