Термодинамические углеводородов

Изомеризация парафиновых углеводородов— равновесная реакция [9]. Равновесные относительные количества отдельных изомеров при изомеризации н-бутана, н-пентана и н-гексана были рассчитаны по термодинамическим данным и определены экспериментально [Ю]. [c.514]

Реакции синтеза высокомолекулярных углеводородов С — ал— килированием являются обратными по отношению к крекингу алканов и потому имеют сходные механизмы реагирования и относятся к одному классу катализа — кислотному. Реакции С — алкилирования протекают с выделением 85 — 90 кДж/моль (20 — 22 ккалУмоль) тепла в зависимости от вида олефина и образующегося изопарафина, поэтому термодинамически предпочтительны низкие темшфатуры, причем уже при 100 °С и ниже ее можно считать практически необратимой. Именно в таких условиях осуществляют промышленные процессы каталитического алкилирования. Из парафинов к каталитическому алкилированию способны только изо — [c.137]

Сходство химического состава сырых нефтей может привести к гипотезе, что углеводороды сырой нефти, достигшие равновесия в определенных условиях температуры и давления их образования, более или менее одинаковы для всех сырых нефтей. Вообще говоря, эта гипотеза несовместима с термодинамическими свойствами углеводородов. Известно, что все углеводороды сырых нефтей термически нестабильны и могут быть превращены в такие стабильные системы, как, например, метан или этан и углерод. Такие реакции, однако, характеризуются высокими значениями энергии активации и поэтому невозможны при тех низкотемпературных условиях, которые соответствуют образованию и залеганию сырой нефти. Реакции изомеризации протекают значительно легче, в частности в присутствии некоторых гетерогенных катализаторов, таких, как алюмосиликатные системы, обычно имеющиеся в нефтяных пластах. Следовательно, равновесие между изомерами таких углеводородов более вероятно, чем равновесие, рассмотренное выше. [c.23]

Равновесная глубина дегидрогенизации перечисленных реакций увеличивается с повышением температуры и уменьшением давления. Влияние температуры на дегидрирование парафиновых углеводородов до олефинов в условиях термодинамического равновесия показано на рис. 1 и в табл. 2. Вполне очевидно, что 50%-ная конверсия парафинов Сд и выше в альфа- [c.190]

Они протекают практически без изменения объема, поэтому термодинамическое равновесие зависит только от температуры низкие температуры благоприятствуют образованию изопарафиновых углеводородов. Тепловой эффект реакции изомеризации невелик — от 2 до 20 КДж/моль — и мало меняется с изменением температуры. Исследованию равновесий реакций изомеризации парафиновых углеводородов посвящено значительное число работ экспериментального и расчетного характера, например [13-16]. Материал по сравнению расчетных и экспериментальных данных представлен в [11,17]. Наблюдаемое для некоторых углеводородов несовпадение объясняется недостаточно точным вычислением термодинамических величин. При расчете равновесных составов по значениям констант равновесия необходимо также учитывать, что на практике при протекании реакции изомеризации не всегда образуются все теоретически возможные изомеры например, в продуктах изомеризации пентана были обнаружены только два изомера — н-пентан и изопентан (2-метилбутан) неопентан (2,2-диметилпропан) не был обнаружен. Последнее вызвано неустойчивостью первичного карбкатиона — необходимой стадии перегруппировки вторичного карбкатиона. Ввиду отсутствия неопентана равновесие должно рассматриваться только между н-пентаном и изопен-таном. То же самое относится к изомерам гептана при проведении изомеризации отсутствуют 2,2-диметилпентан, 3,3-диметилпентан, 3-этил-пентан, что связано с затруднениями кинетического характера. [c.13]

Может показаться случайным неодинаковое различие в поведении соответствующих изомерных углеводородов с геминальными атомами углерода в рядах пентана и гексана, а именно неопентана и неогексана. Эти углеводороды аналогичны друг другу в том отношении, что каждый из них является для своей группы наиболее термодинамически выгодным изомером при низких температурах. Различие же между ними заключается в том, что неогексан участвует в изомеризации, катализируемой галоид-алюминием, а неопентан нет. Главные стадии обратимого ионного цепного механизма, включающие равновесие между неогексаном и 2,3-ди-метилбутаном, показаны уравнением (29). Здесь К+ обозначает или катион, полученный из одного из участвующих изомеров, или инициатор цепи, полученный из двух других источников [c.32]

В случае окисления метана принципиальным затруднением является относительно высокая устойчивость этого углеводорода. Последний реагирует в таких условиях, в которых продукты его окисления термодинамически неустойчивы. Поэтому делались попытки снизить температуру процесса, применяя катализаторы, но даже в этих условиях продукты окисления настолько еше лабильны, что никаких существенных преимуществ не было достипнуто, хотя для этих целей запатентовано бесчисленное множество катализаторов. [c.435]

Методам, основанным на концепции получения водорода путем проведения реакций взаимодействия горючих веществ (природный газ, другие газообразные и жидкие углеводороды, кокс и т. п.) с водяным паром, в настоящее время отдается почти исключительное предпочтение. Термохимические и термодинамические расчеты позволяют определить минимальный (теоретический) расход топлива и максимальный выход продукта. В выборе одного из рассмотренных методов решающее значение имеет экономический расчет. Особенно заслуживает внимания метод 7 ввиду одновременного получения ценного побочного продукта — ацетилена. Ацетилен образуется как лабильный продукт одной из нескольких реакций, происходящих одновременно, и его удается выделить благодаря быстрому охлаждению системы. В этом случае предварительный анализ не дает результата, поскольку ни стехиометрический, ни термодинамический расчеты не позволяют определить выход ацетилена, который зависит главным образом от кинетических условий проведения реакции (например, формы реакционного пространства, скоростей потоков, скорости нагревания и охлаждения газовой смеси и т. п.). Для оценки концепции обязательно нужно провести исследования в промышленном масштабе. [c.61]

При прочих идентичных параметрах с понижением парциального давления водорода возрастает как термодинамически, так и кинетически возможная глубина ароматизации сырья и, что особенно важно, повышается при этом селективность превращений парафиновых углеводородов, поскольку снижение давления благоприятствует протеканию реакций ароматизации и тормозит реакции гидрокрекинга. [c.188]

О поведении ароматических углеводородов, присутствующих в топливе и образовавшихся в ходе описанных выше превращений, можно судить по результатам термодинамического расчета разложения бензола [171]. Оказалось, что соотношение образующихся продуктов зависит от того, в какой фазе (газовой, жидкой или твердой) находится образующийся углерод. Если углерод конденсируется в твердом или жидком состоянии, то разложение бензола заметно уже при 550 К- Основными [c.168]

Как было указано выше, для образования ионов карбония требуется либо отщепление атома водорода посредством разрыва углерод-водородной связи, либо присоединение атома водорода с образованием новой углерод-водородной связи. В связи с этим для теории таких механизмов приобретают большое значение накопленные экспериментальные данные, показывающие большую реакционную способность третичных углерод-водородных связей сравнительно со вторичными связями С —Н и последних сравнительно с первичными при диссоциациях ионного типа (крекинге) и реакциях присоединения. Относительная реакционная способность третичных, вторичных и первичных углерод-водородных связей в термических реакциях через свободные радикалы соответственно меньше. Далее будет показано, что в силу вышесказанного третичные и вторичные структуры играют доминирующую роль в механизме ионных реакций. Приведенное отношение между реакционными способностями связей С —Н основано на данных, полученных нри масс-снектрометрическом измерении потенциалов образования различных алкил-ионов. Потенциалы образования алкил-ионов вместе с соответствующими термодинамическими данными и данными по энергиям диссоциации связи для углеводородов дают величину энергии, необходимую для получения алкил-ионов из родственных им углеводородов эта величина энергии может быть качественно коррелирована с относительной реакционной способностью первичных, вторичных и третичных углеводородных структур как в случае низкотемпературных реакций присоединения, так и при высокотемпературной диссоциации (ионных процессах). Аналогично определяемая энергия сво-бодноради1 альной диссоциации связи С — Н [37, 39] отражает гораздо меньшее различие в реакционной способности разных типов С — Н связей в случае термических свободиораднкальных реакций таким образом, существует явный нараллелизм между экспериментальными данными каталитического и термического крекинга и энергетикой предложенных механизмов. [c.115]

Вряд ли необходимо доказывать, какую неоценимую помощь могут оказать эти обобщенные зависимости (диаграммы /Ср—Т, р) для проектирования, контроля и анализа разработки нефтегазовых залежей. Между тем приходится, к сожалению, констатировать тот факт, что эти обобщенные зависимости по величинам Кр чаще всего не характеризуют термодинамическое состояние потока нефти и газа в залежи. Иначе говоря, набор величин /Ср, собранный в графиках, на диаграммах и в таблицах при различных значениях давления и температуры для какой-либо конкретной газонефтяной системы, логически не связан с другими важнейшими параметрами системы, характеризующими термодинамическое состояние (ср, А, г, 5, АС). Значения Кр, представленные в литературе, при различных величинах Тир для какого-либо конкретного состава углеводородов или газонефтяного пласта, даются в отрыве от остальных (а они указываются) важнейших термодинамических [c.92]

Кинетика и механизм реакции изомеризации зависят от типа катализатора и условий проведения реакции. В условиях гетерогенного катализа реакция изомеризации парафинов протекает по термодинамически контролируемому механизму [11]. Количественной оценкой кинетических параметров реакционной способности углеводородов является константа скорости превращения углеводорода в изомерный углеводород или смесь изомеров. Изучение путей этих превращений и состава промежуточных продуктов связано с изучением механизма реакции. [c.14]

Вторым недостатком книги, в значительной степени объясняющимся характером ее построения, являются ее некоторая фрагментарность и отсутствие внутренней связи между отдельными ее частями в тех разделах, где это вызывается существом дела. Так, например, главы, посвященные ультрафиолетовым и инфракрасным спектрам и глава о молекулярной структуре и вычислении термодинамических величин на основании спектроскопических данных недостаточно связаны между собой, что понижает их ценность для неспециалиста в области спектральных методов исследования углеводородов. [c.5]

Кроме реакций крекинга, нормальные парафины с шестью и большим числом атомов углерода в цепи способны к циклизации и образованию ароматических углеводородов, что также препятствует получению высоких термодинамически возможных выходов олефинов. [c.192]

Адсорбция — избирательное поглощение индивидуальных компонентов или их групп из газов, паров или жидкостей твердым поглотителем — адсорбентом. В этом процессе при определенных термодинамических параметрах извлекаемые (целевые) компоненты переходят из газовой или идкой фазы н твердую. При других параметрах процесса начинается обратный переход целевых компонентов из твердой фазы в газовую. Этот процесс называется д е с о р б ц и е й. Примером адсорбции может служить извлечение жидких углеводородоЕ из тощих потоков газа активированным углем, удаление в одел из газа силикагелем или алюмогелем, удаление меркаптанов молекулярными ситами и т. п. [c.50]

Надежная оценка конечной степени чистоты углеводородов имеет большое значение, но иногда затруднительна. Для низших углеводородов полезные результаты может дать" метод, основанный на термодинамическом анализе кривой охлаждения, полученной калориметрическим путем [8] Для более высокомолекулярных углеводородов метод кривой охлаждения неприменим, так как скорость кристаллизации очень мяла. Иногда для полного затвердевания требуется неделя или больше. Для [c.502]

В процессе изомеризации на платиновых катализаторах эти углеводороды подвергаются превращениям в соответствии с условиями термодинамического равновесия для каждого углеводорода по нижеследующим [c.31]

В заключение можно сказать, что ионный механизм каталитического крекинга обоснован непосредственно большой работой Уитмора по изучению реакций олефинов с участием иона карбония. Многие дополнительные исследования для доказательства ионного механизма были проделаны английскими химиками, детально изучившими ионные механизмы многих органических реакций. Можно упомянуть работу Шмерлинга и Бартлетта по алкилированию олефинов изопарафинами, недавно опубликованную работу Броуна по алкилированию методом Фриделя-Крафтса ароматических углеводородов алкил- и арилгалоидами и цитированную уже работу Бика и сотрудников. Физические данные были получены посредством спектроскопического изучения растворов углеводородов в кислотах, которые, как считается, генерируют ионы карбония, и посредством определения потенциалов, появления углеводородных ионов, особенно алкил-ионов в масс-спектрометре. Отсюда можно было перейти к термодинамическим данным, что дает возможность предсказывать некоторые важные свойства ионов карбония. [c.138]

Изомеризация при низких температурах имеет большие преимущества с точки зрения термодинамического равновесия, которое в этом случае более благоприятно для образования изопарафинов, в том числе вы-сокоразветвленных изомеров, обладающих высокими антидетонацион-ными характеристиками. Во всех процессах глубина превращения парафиновых углеводородов лимитируется равновесием, однако разделение, возврат непревращенной части исходного сырья и высокая селективность процесса изомеризации позволяет получить глубину превращения исходного углеводорода, близкую к 100%. В зависимости от количества рецикла изменяются показатели и технико-экономическая характеристика процесса увеличение рецикла приводит к удорожанию процесса, обеспечивая при этом более высокие октановые числа изомеризата. С этой точки зрения наиболее эффективными являются процессы изомеризации, осуществляемые при низкой температуре, обеспечивающей максимальную глубину превращения за проход . [c.4]

В связи С этим было рассчитано термодинамическое равновесие между ароматическими углеводородами фракции Са и произведено сравнение полученных данных с распределением углеводородов этих фракций в природной нефти и продуктах различных крекинг-процессов (табл. 8 [17]). Хорошее соответствие между относительными количествами ароматических углеводородов фракции Са из различного сырья указывает на весьма высокую степень подвижности алкильных групп и на стабильность равновесной смеси при 450° С. [c.110]

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РЕАКЦИИ ИЗОМЕРИЗАЦИИ ПАРАФИНОВЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ [c.12]

С реакциями термодеструкции связано накопление в жидких продуктах ненасыщенных структур и осколков молекул углеводородов, которые склонны к поликонденсащш с аренами или полимеризации, что приводит к коксообразованию [38, 20, 52]. Полное их гидрирование термодинамически возможно при давлениях выше 20 МПа и температурах вьпие 427 °С [40]. Вероятность зарождения и накопления указанных структур в продуктах гидрооблагораживання нефтяных остатков возможно не только на стадии предварительного нагрева, но и при прохождении газопродуктового потока через реактор. Ши могут зародиться в пространстве между гранулами катализатора, в пленках жидкости, стекающей по гранулам, в макропорах катализатора, заполненных жидкостью и в застойных зонах реактора. [c.63]

Изомеризация парафиновых углеводородов на хлориде алюминия освещена в работах [1—4]. 1 Хлорид алюминия, обеспечивая термодинамически благоприятные условия протекания реакции, позволяет осуществлять ее при 50—150 °С. Эта температура способствует образованию продуктов, обогащенных разветвленными изомерами. Однако наряду с бесспорными достоинствами зтот катализатор обладал рядом отрицательных особенностей, усложняющих технологию процесса и зксплуатацию промышленных установок. Тем не менее во время второй мировой войны в связи с потребностью в алкилате для приготовления высокооктанового авиационного бензина процессы изомеризации на хлориде алюминия получили развитие, в основном для изомеризации н-бутана в изобутан. Первая промышленная установка была введена фирмой Shell в 1941 г. К концу второй мировой войны в США были разработаны пять процессов изомеризации, которые отличались либо методом введения хлорида алюминия в зону реакции, либо носителем для катализатора, либо его физическим состоянием. [c.5]

Исследователи отмечают [4, с. 23—32], что, начиная с нонана и выше, в равновесных смесях устанавливается очень близкое соотношение моно-и диметилзамещенных производных. В смысле термодинамической устойчивости существует оптимальное соотношение отдельных групп изомеров. Термодинамическое равновесие для высших парафиновых углеводородов в меньшей степени зависит от молекулярной массы. От- [c.111]

Впервые конфигурационная изомеризация была описана в 1932 г. на примере стереоизомерных 1,2- и 1,4-ди-метилциклогексанов Н. Д. Зелинским и Е. И. Марголис [2]. Они обнаружили, что 1(цс-формы указанных углеводородов под действием Ы1-катализатора переходят в соответствующие гранс-формы. Последующие исследования показали, что в результате указанных превращений образуются не индивидуальные стереоизомеры, а их смеси, состав которых в большей или меньшей мере приближается к составу термодинамически равновесных смесей. [c.64]

Все это дает возможность подробнее изучить термодинамические процессы, происходящие в пористой среде коллектора, когда по нему проходит флюид при различных соотношениях составляющих его углеводородов, и ставить вопросы об искусственном регулировании в широких диапазонах эффектов дросселирования жидкости и газа в пласте. Тогда будет можно, с одной стороны, в значительной степени улучшить фильтрационные свойства коллекторов и насыщающих их компонентов жидкости, а значит увеличить и нефтеотдачу пластов и, с другой стороны, благодаря нагреванию движущегося потока провести перенос точек петрации (затвердения) и отложения парафина из глубоких частей лифтовых труб колонны до системы наземных трубопроводов, предотвращая тем самым процесс отложения парафина внутри скважины. [c.11]

Исследование углеводородов с прямой цепью методом инфракрасной спектроскопии показало, что непредельные соединения представляют собой олефины с двойной связью на конце, а также с двойной связью внутри цепи в траке-положении. Сопряженные диолефины не были обнаружены. Достаточное согласие, полученное для значений, рассчитанных из данных по инфракрасной спектроскопии для суммы олефинов с двойной связью на конце и с двойной связью внутри цепи в транс-положении, и значений, рассчитанных из бромных чисел для всех олефинов, указывает, что другие типы, как несопряженные диолефины или олефины с двойной связью внутри цепи в цис-положошш, присутствуют только в очень малых количествах. Соединения такого типа не могут быть обнаружены методом инфракрасной спектроскопхш. Эти результаты указывают на неполноту достижения термодинамического равновесия, хотя олефины с двойной связью внутри цепи в цис- 0 траис-полотениы присутствуют приблизительно н равных количествах. [c.66]

В эту схему пе включены реакции, которые приводят к образованию высших углеводородов . Термодинамические данные, относящиеся к этой схеме, приведены в табл. XIII.7. В табл. XIII.8 собраны некоторые важные константы равновесия для реакций атомов и молекул в этой системе, рассчитанные на основании данных табл. XIII.7 и данных Национального бюро стандартов США. [c.307]

Для некоторых групп изомерных углеводородов распределение изомеров в каталитических крекинг-бензинах приближается к относительным количествам, рассчитанным для термодинамического равновесия при температурах крекинг-процесса, т. е. от 450 до 500° С. Прежде всего, эТо применимо к различным изомерам олефинов, обладающих большой реакционной способностью в присутствии катализаторов при высоких температурах. Кэди и другие [1] нашли, например, что относительные количества изомерных метилбутенов или метилпентенов в бензине каталитического крекинга соответствовали термодинамическому равновесию при 470° С. Точно так же относительные количества изомеров С или С, ароматических углеводородов в каталитических крекинг-бензинах почти равны рассчитанным для термодинамического равновесия (Штрейф и Россини [8]). Отношение циклогексана к метилциклопентану, установленное для двух бензинов каталитического крекинга, представленных в табл. 3 и 4 (1 6 и 1 8 соотеетственно), мало отклоняется от равновесного (1 10). Для менее реакционноспособных изопарафинов такое соотношение обычно не наблюдается. [c.54]

В случае более сложных циклических углеводородов конфигурационную изомеризацию широко использовали для определения некоторых термодинамических функций. Особенно важными являются здесь работы Аллинджера и сотр. [63—69] в США и Ал. А. Петрова [70—72] в СССР. В частности, были исследованы стереоизомерные [c.82]

Одно из основных примён( нЬй результатов вычислении термодинамических функций, райденных при помощи сумм по состояниям, состоит в изучении химического равновесия реакций углеводородов Такие исследования были предприняты с углеводородами различных типов. Сводка соответствующих работ приведена в книге Россини [11]. [c.311]

НЫМ образом а-олефинамп. Термодинамически вероятно, одиако, получение разветвленных углеводородов и олефинов с двойной связью в глубине молекулы в гораздо больших концентрациях. Очевидно, механизм реакции таков, что допускает лишь относительно слабое приближение к равновесному распределению среди этих изомеров. [c.521]

В соответствии с термодинамическими особенностями реакции изомеризации парафиновых углеводородов глубдаа изомеризации н-парафи-нов и октановое число изомеризата ограничены определенной величиной, которая является функцией от температуры (рис. 3.1 и 3.2). [c.82]

Расчет термодинамического равновесия реакции изомеризации низших парафиновых углеводородов С4-С8 не представляет значительных трудностей и был выполнен уже более 30 лет назад [14, с. 274-347]. Для парафиновых углеводородов Сд и выше такой расчет становится весьма трудоемким, что объясняется экспоненциальным ростом числа возможных изомеров с увеличением числа атомов углерода в молекуле. Например, у декана их 75, а у эйкозана уже 366319. Необходимо учтывать и то обстоятельство, что в реальных реакциях изомеризации парафиновых углеводородов практически не образуются все известные изомеры. Особенно затруднено образование сильно разветвленных изомеров. Более того, в работах Ал. А. Петрова [129] показано, что на реальных катализаторах возможен переход более разветвленных парафиновых углеводородов в менее разветвленные, например триметилпроизводных в диметилпроизводные. Цеолитсодержащие катализаторы накладывают наиболее существенные ограничения на структуру образующихся изомеров в связи со своеобразием их геометрии. В то же время известно, что сильно разветвленные изомеры высших парафиновых углеводородов в присутствии кислотных катализаторов подвергаются быстрому гидрокрекингу, в связи с чем в изомеризате не накапливаются. Таким образом, наряду с необходимостью внесения упрощений в методику расчета термодинамического равновесия изомеров высоко-кшящих парафиновых углеводородов существует потребность расчета группового состава изомеров. [c.111]

На основе термодинамических характеристик парафиновых углеводородов [14, с. 274-347] были рассчитаны [11] составы равновесных смесей при изомеризации парафиновых углеводородов g- i (табл. 4.2). Характерная для парафиновых углеводородов тенденция к уменьшению с ростом температуры доли углеводородов изостроения в равновесной смеси и к возрастанию доли линейных изомеров сохраняется и для ВЫСОКОКИПЯЩИХ парафиновых углеводородов. Согласно выполненным расчетам, при увеличении числа изомеров доля линейных парафиновых углевопооодов падает с 0,37 до 0,11 при 500 К (табл. 4.3). [c.111]

Очень часто равновесные соотношения высших парафиновых углеводородов определяются отдельно для моно- и диметилзамещенных структур. Для большинства парафиновых углеводородов С9—С о закономерности термодинамической устойчивости монометилзамещенных структур повторяются для диметилзамещенных. Повышение температуры несущественно влияет на распределение димети шроизводных. [c.111]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология