Углерод, образование при пиролизе при реакции с водяным

Обжигом называют многие высокотемпературные химикотехнологические процессы с участием твердых и газообразных реагентов. При обжиге твердых материалов могут происходить разнообразные процессы, в том числе возгонка, пиролиз, диссоциация, кальцинация в сочетании с химическими реакциями. Реакции могут протекать в твердой фазе, между компонентами твердой и газовой фаз и, наконец, в газовой фазе. В процессе обжига нередко происходит частичное плавление твердого материала появляется жидкая фаза, также взаимодействующая с другими. Одним из основных физико-химических явлений, протекающих при обжиге твердых материалов, будет их термическая диссоциация, т. е. разложение молекул на более простые. Диссоциация твердых веществ сопровождается обычно образованием газообразных продуктов диоксида углерода, диоксида серы, водяного пара. Один из видов диссоциации при обжиге — кальцинация, т е. удаление конституционной воды (связанной в виде гидратов) и диоксида углерода. [c.170]

К процессам автотермического пиролиза нефти, в котором тепло реакции подводится за счет сжигания части сырья или жидких продуктов пиролиза, можно отнести процесс РСС фирмы Dow [428]. Схема процесса приведена на рис. 74. Реакционный блок состоит из топочной камеры, зоны конверсии оксида углерода и собственно зоны пиролиза. Температура дымовых газов регулируется подачей водяного пара, за счет которого осуществляется также реакция конверсии СО с образованием СОг и Нг. Из зоны паровой конверсии оксида углерода дымовые газы поступают в зону пиролиза, куда впрыскивается предварительно подогретое сырье. Температура в топочной камере равна 1600—2000 °С, в зоне конверсии СО— 1300— 1600°С, в зоне пиролиза 700—1000 °С время контакта 0,1 с, давление 0,035—0,448 МПа [429]. Процесс РСС отрабатывался на установках разной производительности — 1,6—3,2 м /сут. [c.198]

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]

На рис. 2.4 приведена зависимость выхода пироуглерода от массового соотношения пар сырье при пиролизе пропановой фракции при 800 °С и времени реакции 1 с. Как видно из данных этого рисунка, введение до 20% масс, на сырье водяного пара влияет на выход пироуглерода в значительно большей степени, чем дальнейшее увеличение его подачи. При подаче водяного пара более 20% масс, выход пироуглерода снижается в той же степени, что и парциальное давление углеводородов. Это связано с тем, что реакция газификации углерода водяным паром при повышении его парциального давления изменяет порядок по НаО от первого к ну левому. Ясно, что с точки зрения подавления образования пироуглерода повышение концентрации водяного пара в смеси с углево дородами технологически оправдано до перехода реакции газификации в область нулевого порядка. Дальнейшее повышение концентрации водяного пара снижает образование пироуглерода в той же степени, в какой снижается производительность реакционного устройства по сырью. Данные табл. 2.4 характеризуют влияние парциального давления паров сырья (фракция 40—160°С) на состав газа пиролиза. [c.96]

Катализаторы паровой конверсии углеводородов предназначены не только для ускорения основной реакции, но и для подавления побочных реакций пиролиза. К побочным, крайне нежелательным реакциям, следует отнести и расщепление углеводородов с выделением углерода на катализаторе. Этим реакциям противостоит газификация углерода водяным паром. Катализаторы должны предотвратить выпадение углерода торможением реакций его образования пли же ускорением реакции газификации углерода водяным паром. [c.79]

Основанная на изучении промышленных процессов коксования теория пиролиза Фукса — Кревелена утверждает, что механизм пиролиза угля можно с достаточной степенью точности рассматривать как цепочку последовательных реакций распада исходного органического вещества угля, ускоряющихся по мере его нагревания. С учетом такого механизма в кинетическое уравнение пиролиза вместо времени вводится температура и тем самым исключается влияние скорости нагрева угля на выход и состав продуктов пиролиза [69]. В соответствии с этими представлениями различают три основные стадии пиролиза углей. На первой стадии в интервале температур 100—300°С образование летучих продуктов невелико, и они представлены преимущественно газом, состоящим из оксидов углерода и водяного пара. На второй, так называемой активной, стадии при температурах 300—500 °С выделяется более 75% всех образующихся летучих веществ. Третья стадия при температуре выше 500 °С сопровождается вторичной газификацией, связанной с превращением карбонизированного остатка и выделением легких газообразных продуктов, прежде всего водорода. [c.68]

При применении указанных катализаторов теплотворную способность газа можно регулировать изменением температуры, отношения пар/масло и объемной скорости. С повышением температуры теплотворная способность газа снижается, что обусловлено протеканием реакций с паром. Если пиролиз углеводородов проходит слишком энергично, теплотворная способность газа и термический к. п. д. процесса снижаются, так как при этом либо увеличивается выход смолы, либо усиливается отложение углерода на катализаторе (с одновременным образованием водорода). При понижении температуры наблюдается обратное. Теплотворная способность газа уменьшается с увеличением отношения пар/масло получаемый газ отличается более высоким содержанием двуокиси углерода, что обусловлено конверсией окиси углерода водяным паром. [c.320]

Третья стадия — конверсия, крекинг ацетилена и газификация твердого углерода. По данным можно полагать, что при температурах термоокислительного пиролиза метан непосредственно не реагирует с водяным паром и двуокисью углерода, а реакция конверсии углеводорода осуществляется главным образом через образование ацетилена. [c.246]

На заводе фирмы Хехст , ФРГ [10а], сооружена промышленная установка производительностью 45 тыс. ткод ацетилена и этилена, вырабатываемых из углеводородного сырья при помощи процесса, известного под названием высокотемпературного пиролиза. Здесь применен реактор специальной конструкции имеется система очистки газов. Схема процесса представлена на рис. 6. В охлаждаемой водой металлической камере сгорания водород, метан или отходящий газ процесса сжигаются с приблизительно стехиометриче-ским количеством кислорода, к которому добавляют водяной пар. Горячие газы сгорания проходят через реакционное устройство одновременно подается (предпочтительно в парофазпом состоянии) соответствующее углеводородное сырье. За счет тепла газов сгорания нагревается углеводородное сырье, из которого в результате протекающих реакций образуются ацетилен и этилен. Выходящий из реактора газ подвергают закалочному охлаждению в устройстве специальной конструкции. Образования элементарного углерода (сажи) при этом процессе не наблюдается. Жидкие побочные продукты (тяжелое ароматическое масло) удаляют на стунени охлаждения и используют в дальнейшем как тяжелое топливо. [c.242]

В процессе фирмы Dow [23] теплоноситель получают путем сжигания части сырья или жидких продуктов пиролиза в кислороде. Реакционный блок состоит из камеры горения, зоны конверсии оксида углерода и собственно зоны пиролиза. Температура дымовых газов регулируется подачей водяного пара, за счет которого осуществляется также реакция конверсии оксида углерода с образованием диоксида углерода и водорода. Из зоны конверсии оксида углерода водяным паром продукты горения поступают в зону пиролиза, куда гпрыски ается предварительно подогретое сырье. Температура в камере горения 1600—2000°С, в зоне конверсии оксида углерода 1300—1600 °С, в зоне пиролиза 700—1000 °С, время контакта 0,1 с, давление в реакционной системе 35—448 кПа. Процесс отрабатывался н ч установках производительностью по сырью 1,6—3,2 м /сут. [c.25]