Скорость - образование - углерод
Cтраница 2
 |
Относительная скорость образования пироуглерода из смесей метана, ацетилена и бензола с азотом при атмосферном давлении. т / - метан. 2 - ацетилен. 3 - бензол. [16] |
Из рис. 7 - 5 видно, что реакция образования пироуглерода имеет первый порядок по концентрации углеводорода. Такие значения получены при давлениях до 2 МПа. Измерение скорости образования пироуглерода при 1500 - 1900 С также показало, что реакция имеет первый порядок. Скорость образования углерода замедляется водородом, особенно при малых концентрациях. [17]
Важными в этой схеме являются реакции радикалов. Максимальная концентрация радикалов наблюдается внутри зоны окисления. По-видимому, скорость образования углерода сильно зависит от количества подходящих углеводородных радикалов. [18]
Более поздние эксперименты [50] с применением горелки, состоящей из расположенных друг против друга форсунок, были проведены так, чтобы ионы из зоны реакции, которая проходит через зону образования углерода, всегда попадали на электрод через атмосферу, обедненную углеводородом. Когда прикладываемый потенциал достигает значения 10 кв, в диффузионном пламени этилена, в котором образуется сажа, постепенно исчезает светящаяся зона, и оно становится почти совсем темным. Кроме того, отложение углерода на краях горелки исключается почти полностью, и вместо этого углерод осаждается на отрицательном электроде. При потенциале 1 кв скорость образования углерода увеличивается всего лишь на 2 или 3 % по сравнению со скоростью в отсутствие поля. Дальнейшее увеличение приложенного напряжения ( до 10 кв) вызывает увеличение скорости отложения углерода ( но только в три раза от минимальной величины), при этом уменьшение размеров образующихся частиц компенсируется увеличением их числа. Видимо, частицы углерода приобретают положительный заряд, еще будучи совсем маленькими, в результате чего они быстро подхватываются электрическим полем, а их размеры могут изменяться во время их пребывания в зоне пиролиза. Кроме того, очевидно, что частицы углерода вырастают на положительных ионах реакционной зоны, как это происходит на зародышах в отсутствие поля. [19]
Зауглероживание является одной из самых главных причин каталитической дезактивации, особенно в присутствии многоядерных соединений, содержащих атомы азота. Медисон и Роберте [39] наблюдали, что термический пиролиз многоядерных соединений быстрее протекает в жидкой фазе, чем в паровой. При этом выделяется в основном метан, что указывает на деградацию кольцевидной структуры. Установлено также, что структура молекул значительно влияет на скорость образования углерода. Так, соединения, имеющие ядра антрацена или хризе-на, например бензантрацен, нафтацен и бензопирен, образуют углерод значительно легче, чем такие соединения, как бифенил, нафталин, фенантрен, трифенилен, пирен, флуорантрен и дека-циклен. [20]
Данное ограничение, очевидно, связано с нарушением когерентности границ между существующим и вновь образованным углеродом, приводящим к прекращению роста углеродной нити. То есть углеродная нить растет только при определенных скоростях реакции дегидрирования, контролируемой температурой, скоростью подвода углеводорода и его состава. Изменение контролирующих факторов реакции дегидрирования приводит к прекращению роста углеродной нити. Рост углеродной нити возможен только при наличии баланса и неизменности скоростей образования углерода при каталитическом дегидрировании углеводорода на единичном фрагменте катализатора и кристаллизации углерода на этом же фрагменте. [21]
При пиролизе этан-пропановой фракции из конденсата натурального газа59 получаются этилен и пропилен. Те же олефины, с добавлением бутиленов, получаются действием высокой температуры на пропан-бутановую фракцию. Образование ароматических углеводородов начинается с 750 и совпадает с увеличением скорости образования углерода и водорода. При изучении образования ароматических углеводородов из этан-пропановой фракции 61 было найдено, что оптимальной температурой для образования жидкой смолы в условиях пропускания газа через кварцевую трубку со скоростью 14 15 л ( 0 5 куб. [22]
При этом было установлено, что с повышением температуры скорость образования углеродного вещества, чаще всего, увеличивается в начальный момьй... Особенно заметно снижение скорости оораьога-ния углеродного вещества при температуре 450 С Е период восьмого часа для всего исследуемого ряда. Из результатов разложения кислородсодержащих цродуктоз видно, что скорость образования углерода Е исследуемом ряду углеводородов увеличивается о уменьшением молекулярной массы сырья. Так, максимальный выход углерода из бутановоь кислоты ( 450 С) составил 18 5; из спиртов ( 500 С) - 21 4 ( среднее значение), из бутанада ( 450 С) - 21 7 и из метилэтилкетона ( 450 С) - 24 4 % мао. Скорость образования углеродного вещества при разложении спиртов зависит от его строения. Тая, выход углеропа за 10 ч из I-бутанола ( 500 С) составил 21 9; из 2-о утанола ( 550 С) - 21 6; яз 2-матил - 1-про-панода ( 500 С) - 21 2 и из 2-метил - 2-пропанола - 21 0 % мао. Таким образом, выход углеродного вещества зе 10 ч максимален при разложении метил-этилкетона ( 450 С) и составляет 24 4 % мае. [23]
При этом было установлено, что с повышением температуры скорость образования углеродного вещества, чаще всего, увеличивается в начальный момент, но о увеличением продолаительности процесса скорость образования углерода снижается. Особенно заметно снижение скорости образования углеродного вещества при температуре 450 С в период восьмого часа для всего исследуемого ряда. Из результатов разложения кислородсодержащих продуктов видно, что скорость образования углерода в доследуемом ряду углеводородов увеличивается о уменьшением молекулярной массы сырья. Так, максимальный выход углерода из бутановоь кислоты ( 450 С) составил 18 5; из спиртов ( 500 С) - 21 4 ( среднее значение), из бутанела ( 450 С) - 21 7 и из метилэтилкетона ( 450 С) - 24 4 % мао. Скорость образования углеродного вещества при разложении спиртов зависит от его строения. Тад, выход углеропа за 10 ч из I-бутанола ( 500 С) составил 21 9; из 2-бутанола ( 550 С) - 21 6; из 2-метил - 1-про - панола ( 500 С) - 21 2 и из 2-ыетил - 2-пропанола - 21 0 % мао. Таким образом, выход углеродного вещества за 10 ч максимален при разложении метад-этилкетона ( 450 С) и составляет 24 4 % мае. [24]
Страницы: 1 2