Популярные услуги

Последовательные и параллельные реакции

2021-03-09СтудИзба

18. Последовательные и параллельные реакции. Последовательно-параллельные реакции термических превращений горючих ископаемых.

При термических превращениях горючих ископаемых протекает ряд параллельных и последовательных реакций. Параллельными называют реакции, когда исходное вещество одновременно реагирует по двум или более направлениям. Так, например, термический крекинг н-бутана при пониженном давлении, при температуре 575оС протекает одновременно по трем параллельным реакциям: 1. Образование метана и пропилена; 2. Образование этана и этилена; 3. Образование бутилена и водорода.

Последовательной реакцией называется реакция, имеющая промежуточные стадии типа А → В → С. Глубоко проведенный крекинг может рассматриваться как последовательная реакция, так как наряду с первичной реакцией, например газойль → бензин + газ будет протекать реакция: бензин → газ + продукты уплотнения. Характерной особенностью такой реакции является максимум на кривой – количество промежуточного продукта (в данном случае бензина) – время реакции. Призна­ком последовательности протекания сложных реакций в химичес­кой кинетике общепринято считать наличие экстремума на кине­тических кривых для концентрации промежуточных продуктов. При термолизе ТНО таковые экстремумы имеются для бензина и полициклических ароматических углеводородов, асфальтенов и карбенов. Отсутствие экстремума для смол объясняется высоким их содержанием в исходном сырье. Схема течения термического крекинга может быть представлена рядом параллельных и последовательных реакций:

где: А – исходное сырье; Б – бензин; Г – газ; О – крекинг-остаток и кокс. Сплошными линиями показаны основные направления реакций, а пунктиром возможные направления, но играсющие подчиненое значение.

Повышение давления при термокрекинге приводит к повышению выхода бензина, т.к. снижается разложение легких фракций за счет более тесного контакта углеводородов и увеличивается конденсация непредельных углеводородов

Зависимость выхода бензина от степени превращения проходит через максимум: с ростом степени превращения возрастает крекинг бензина, его выход падает и увеличивается выход газа.

Протекание реакций уплотнения и образования кокса обусловлено присутствием ароматических, непредельных и смолисто-асфальтеновых веществ нефти. С углублением крекинга, коксования, висбрекинга и других процессов в их продуктах накапливаются наиболее термически стабильные голоядерные (или с короткими алкильными цепями) полициклические ароматические углеводороды, которые вступают в реакции поликонденсации, постепенно обедняясь водородом.

Природные асфальтены имеют молекулярную массу 250 – 2000 и представляют собой сочетание полициклических структур – преимущественно ароматических, но дополненных конденсированными нафтеновыми циклами, а также метильными и метиленовыми группами, атомами S, N и О.

Рекомендуемые материалы

При термическом воздействии асфальтены разлагаются с образо­ванием газа, жидких масел и кокса. Асфальтены разных нефтей очень неодинаковы по термической стабильности, что объясняется разнообразием их структуры и состава, однако большинство ас­фальтенов довольно стабильно.

Природные нефтяные асфальтены содержатся только в оста­точном прямогонном нефтяном сырье. При крекинге как остаточ­ного, так и дистиллятного сырья образуются асфальтены вторич­ного происхождения, значительно отличающиеся от природных. Молекулярная масса их ниже, чем у природных, и тем меньше, чем глубже протекал крекинг. Так, для одного и того же сырья асфальтены, содержащиеся в мазуте, имели молекулярную массу ≈ 2500, а асфальтены, содержащиеся в ос­татке после неглубокого крекинга гудрона,  — всего 1300. Асфаль­тены, выделенные из смол пиролиза, в зависимости от жесткости процесса имели еще меньшую молекулярную массу  - 330—380.

Пониженная по сравнению с природными молекулярная масса вторичных асфальтенов объясняется менее сложными составом и структурой их молекул. Более высокое содержание углерода во вторичных асфальтенах свидетельствует о зна­чительном преобладании в них ароматических структур и о малом содержании боковых алкильных цепочек.

Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта - 1.4 Построение эпюр продольных сил Nz.

Начало образования продуктов уплотнения зависит от состава исходного сырья и режима крекинга. Сырье, содержащее парафи­новые и алкилароматические углеводороды, претерпевает вначале разложение, подготавливающее материал для последующих реак­ций уплотнения; таким материалом являются голоядерные арома­тические и непредельные углеводороды. Образование продуктов уплотнения происходит по радикально-цепному механизму через алкильные и ароматические радикалы. Последовательность и тип об­разующихся продуктов уплотнения (карбоидов) в процессах термического крекинга и коксования ясны из схемы на рис. 40.

Каждый последующий продукт уплотнения обладает все более вы­сокими молекулярной массой и степенью ароматичности, а также уменьшающейся растворимостью. Карбоиды не растворимы в го­рячем бензоле; карбены растворимы в бензоле, но не растворимы в сероуглероде и хлороформе; асфальтены растворимы во всех этих растворителях, но осаждаются легкими парафинами.

В промышленных условиях при жидкофазном крекинге в каче­стве конечного продукта образуется твердое углеродистое веще­ство— кокс. Основная его масса представлена карбоидами, но в процессе образования в коксе могут частично оставаться не превращенные продукты менее глубокого уплотнения — карбены, ас­фальтены и даже наиболее тяжелые углеводороды. Кокс может являться целевым продуктом, и в этом случае стремятся получить его максимальный выход (коксование). В других случаях образование кокса нежелательно; например, при пиролизе с целью получения газообразных олефинов в трубчатом реакторе последний может коксоваться.

Рис. 40. Схема образования карбоидов при термическом крекинге и коксовании сырья.

Каталитический крекинг и гидрокрекинг проходят также с последовательными и параллельными реакциями.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5076
Авторов
на СтудИзбе
455
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее