Окислении кислородом
Окисление жидких углеводородов воздухом. В промышленности органического синтеза широко применяют жидкофазное окисление углеводородов воздухом, которое катализируется растворенными солями тяжелых металлов. Эти процессы часто проводятся под давлением' в несколько десятков атмосфер. В определенных условиях возникает опасность образования взрывчатых воздушных смесей, однако при соответствующем выборе регламента на всем протяжении технологического цикла газовая фаза может оставаться невзрывчатой.
Газофазное окисление углеводородов. Эти процессы, распространенные в технологии органического синтеза, служат для получения спиртов, альдегидов, карбоновых кислот. Как правило, конвертируются невзрывчатые богатые смеси углеводородов с кислородом: переход за предел взрываемоети здесь особенно опасен, поскольку окисление проводится при температурах 300—500 °С, соизмеримых с Тг для взрывчатых смесей. Регулирование состава газовой среды здесь не связано с какими-либо осложнениями, однако для интенсификации процесса желательно максимальное увеличение концентрации кислорода. Для фракций С3—С4 при нормальных условиях предельная концентрация кислорода равна 46—52%, для обеспечения запаса 'надежности допустимое содержание кислорода приходится ограничивать до ~35%.
Газофазное окисление углеводородов ...... 75
Окисление углеводородов ..................... 49
Жидкофазное окисление углеводородов воздухом.......... 222
Окисление углеводородов [13, 15]. Механизм этих процессов очень сложный и о нем имеются весьма неполные сведения. Характерная особенность реакции заключается в ее многостадийности, ступенчатости перехода от углеводорода к конечным продуктам полного сгорания (СО2 и Н2О при избытке кислорода в смеси).
Помимо большей сложности процесса и многообразия продуктов реакции, окисление углеводородов отличается от окисления водорода и некоторыми особенностями аналогичных элементарных процессов. Энергия активации реакции (XVIIIa) больше, чем у (XVIII), и достигает 30 ккал/моль. Поэтому такой механизм разветвления цепи
Жидкофазное окисление углеводородов воздухом [198, 199]. В промышленности органического синтеза широко распространен метод получения полиамидных и полиуретановых смол, синтетических волокон (капрон, найлон, перлон) и других полимерных материалов из нефтяных углеводородов. К числу важных технологических процессов этого типа относится окисление жидких циклогек-сана и толуола [200—204 ] воздухом, катализируемое растворенными солями тяжелых металлов. Эти процессы, обычно проводимые под давлением в несколько десятков атмосфер, связаны с опасностью образования взрывчатых паро-воздушных смесей. Для того, чтобы на всем протяжении технологического цикла газовая фаза оставалась невзрывчатой, возможны следующие регламенты процесса.
Курцем [225] установлено ингибирующее влияние добавок сернистого и селенистого водорода на окисление углеводородов и обратный эффект, возрастающие с увеличением отношения содержаний горючего и окислителя. Этот эффект специфичен для данных веществ,
Окисление углеводородов............. 35
Жидкофазное окисление углеводородов воздухом...... 229
Физические и химические свойства. Оранжевые кристаллы. Т. плавл. 173°; т. разл. >-470°; плотн. 1,49. Перегоняется с водяным паром. Хорошо растворяется в органических растворителях. Весьма устойчив. При окислении кислородом воздуха в кислой среде образуются синие растворы ферроциния.
где R- —углеводородный радикал. Реакция (X) представляет собой обрыв цепи в процессе окисления окиси углерода. Интенсивное протекание этой реакц.ии тормозит окисление окиси углерода. Последняя начинает накапливаться, что продолжается до тех пор, 'пока все исходное горючее в этой зоне не будет израсходовано. В результате завершающая, высокотемпературная реакция для любых бедных углеродсодержащих смесей заключается в окислении кислородом промежуточного продукта — окиси углерода.
Установлено, что высокая температура фрикционных искр в основном обусловлена разогревом при окислении кислородом воздуха. В восстановительной или инертной атмосфере частицы, образующиеся при истирании, не светятся. Обогащение кислородом воздуха, в котором происходит фрикционное искрообразование, увеличивает Тт. Способность гореть в кислороде является известной специфической особенностью железа. Многие широко распространенные металлы не образуют при истирании искр.
рации хлорпроизводного и не содержащего хлора горючего соответственно, VGI и VG — их стехио-метрические коэффициенты при полном окислении кислородом; (5 характеризует относительную долю хлорпроизводного в сумме содержаний горючих компонентов.
Участие твердых тел в газовых реакциях. Во многих газовых реакциях, имеющих существенное значение для процессов горения, в той или иной форме участвуют твердые тела. В этом случае реакция протекает гетерогенно, т. е. на границе раздела твердой и газовой фаз. В этом — отличие таких процессов от гомогенных, чисто газофазных. Реакция оказывается гетерогенной не только при взаимодействии между твердым телом и газом (например, при окислении кислородом нелетучих горючих), но и в случае участия твердых тел в качестве катализатора реакций между газами. Гомогенно-гетерогенную природу имеют многие важные процессы горения, инициирование которых происходит на твердой поверхности с последующим продолжением реакции в газовой среде.
Легко показать, что высокая температура фрикционных искр обусловлена в первую очередь тепловыделением при их окислении кислородом воздуха, хотя первичный разогрев, инициирующий эту реакцию, создается механическим воздействием. При истирании металла в восстановительной или инертной атмосфере свечение его частиц прекращается. Если воздух, в котором происходит фрикционное искрообразование, обогатить кислородом, то Тг возрастает. Добавка 10% О2 повышает Тг на 200°С, а замена всего воздуха чистым кислородом — на 500 °С [546]. Способность железа гореть в кислороде — его известная специфическая особенность. Сплавы меди и алюминия этим не отличаются, поэтому частицы, образуемые при их истирании, значительно не разогреваются.
За температуру самовоспламенения принимают ту наименьшую температуру, при которой в данных условиях вещество способно загораться без воздействия импульса самовоспламенения. Температура самовоспламенения (табл. 10) большинства горючих веществ находится в пределах 250— 650°, в то время как горение с пламенем появляется при более высоких температурах, порядка 1200—1300°. Скачок от температуры самовоспламенения до температуры горения с пламенем происходит в результате наступившего саморазогревания паров при дальнейшем их окислении кислородом воз-Духа.
При закачке в скважину пены, состоящей из мелких пузырьков воздуха, изолированных друг от друга пленкой водного раствора ПАВ, устраняется возможность распространения горения даже в случае возникновения инициирующих импульсов. Пена водного раствора ПАВ практически не электризуется. Она охлаждает и отмывает стенки труб от нефтяных, пирофорных и нагаромасляных отложений, способных саморазогреваться до температуры воспламенения при окислении кислородом воздуха.
Горючие газы. Под продуктами сгорания понимают обычно газообразные продукты горения. Так как при пожарах температура достигает 500° С и более, то твердые или жидкие вещества могут превратиться в газообразные, например HgO, PgOs и др. Из-за большого разнообразия горючих сред возможно большое число продуктов окисления. Ниже рассматриваются только те соединения, которые возникают при окислении кислородом, т. е. окислы.
Как известно, химической основой самонагревания твердого дисперсного материала являются экзотермические реакции. При медленном окислении кислородом воздуха твердой дисперсной фазы процесс происходит на границе раздела фаз, величина которой зависит от степени развития поверхности межфазного контакта. Компоненты, вступающие в реакцию,
При расчете индукционного периода обычно [87] предполагают, что процесс окисления — адиабатический. Количество тепла, генерируемого при окислении кислородом воздуха в адиабатическом процессе, определяется выражением
За рубежом и в нашей стране начинают применять процесс жидкофазного окисления. Он состоит в окислении кислородом воздуха органических примесей, содержащихся в сточной воде в растворенном или взвешенном состоянии, в жидкой фазе при 150— 170°С и давлении до 30 МПа (300 ат).
 Читайте далее:
 Окружающей действительности
Оборудование необходимо
Оборудование предназначенное
Оборудование расположенное
Оборудование технологические
Оборудование устройства
Оборудованию относятся
Оборудованных помещениях
Оборудованных установками
Оборудовать устройствами
Оборудуются устройствами
Окружающей температуре
Обоснованную рекламацию
Обрабатываемых заготовок
Обработанном состоянии
|
