Cтраница 2
Воздействие электрических разрядов, в частности, высоковольтной дуги и тлеющего разряда, на реакцию крекинга метана создает условия, наиболее благоприятные для увеличения скорости образования ацетилена. Понижение давления и разбавление метана инертными газами или водородом и уменьшение времени пребывания газа в зоне разряда позволяет в значительной мере уменьшить скорость реакции термического распада на элементы. Как показывают данные Еремина и сотрудников по изучению электрокрекинга метана в статических условиях [42], скорость образования ацетилена при пониженном давлении во много раз больше скорости его распада. Вместе с тем при слишком малых давлениях заметно уменьшается и скорость образования С2Н2, что приводит к большому увеличению расхода энергии. [16]
При умеренных температурах газового потока загорается смесь у стенки реактора и интенсивность горения зависит от отношения поверхности реакционной зоны к объему. Поэтому в определенном диапазоне времени контакта с увеличением диаметра реакционной трубки возрастает количество непрореагировавших метана и кислорода и снижается выход ацетилена, вероятно, потому, что при гетерогенном горении тормозится гомогенная реакция образования ацетилена. Особенно это заметно в случае использования насадки, причем с уменьшением размеров насадки увеличивается количество сгоревшего метана и уменьшается скорость образования ацетилена. [17]
Согласно этим авторам, важную роль в процессе химической активации должны играть медленные электроны ( 7С 0 5 - 4 эв), присутствующие в зоне разряда в значительных количествах. По их мнению, роль этих электронов заключается в последовательном ( ступенчатом) возбуждении различных электронных уровней имеющихся в зоне разряда молекул и радикалов, в результате чего образуются активные частицы различной степени активности, в частности, такие, энергия которых значительно превышает энергию медленных электронов и которые не могут быть возбуждены при единичном соударении с медленным электроном. Применяя эти представления к реакции образования ацетилена из метана в электрическом разряде, Бартон и Маги постулируют формальный механизм реакции, в котором, наряду с атомами Н и радикалами СП и СН3, существенную роль играют радикалы СН:, находящиеся на различных ступенях возбуждения и в силу этого способные к различным превращениям. Из этого механизма они получают кинетический закон реакции ( скорость образования ацетилена пропорциональна концентрации метана и корню квадратному из силы разрядного тока), тождественный с законом, установленным Винером и Бартоном [1287] эмпирическим путем для стационарной реакции, осуществляющейся при пропускании струи метана через разряд. Однако несомненно, что в известных условиях медленные электроны должны играть существенную роль в процессе химической активации. [18]