Главная -> Словарь

Окисления восстановления

Большинство кинетических уравнений реакции окисления выводятся из этого исходного уравнения.

Газожидкостная смесь проходит из зоны реакции в зону сепарации через разделительное устройство , предназначенное для обеспечения движения только в одном направлении — снизу вверх. Это достигается ограничением,живого сечения разделительного устройства. Отработанные газы окисления выводятся, как обычно, на обезвреживание из верхней части колонны, а битум в балансовом количестве откачивается снизу.

температуры окисления выше 250 °С в каждую секцию подается вода . Воздух всасывается в нижнюю часть реактора, а отработанные газы окисления выводятся отдельно из каждой секции реактора в общий коллектор.

уровень раздела фаз, находящийся в зоне сепарации и квенчинга. В эту же зону из ниже расположенной зоны реакции поступает прореагировавшая горячая газожидкостная смесь. Вследствие перемешивания двух потоков с разной температурой устанавливается промежуточная температура жидкой фазы. С этой температурой жидкая фаза по перетоку, снабженному регулирующим клапаном и гидравлическим затвором, под действием силы тяжести поступает в зону реакции. В нижнюю часть зоны реакции подается воздух, газожидкостная смесь проходит из зоны реакции в зону сепарации через разделительное устройство , предназначенное для обеспечения движения только в направлении снизу вверх. Это достигается ограничением живого сечения разделительного устройства. Отработанные газы окисления выводятся из верхней части колонны, а битум откачивается снизу. Таким образом, если в обычной колонне температура жидкой фазы по всей высоте аппарата одинакова и повышение ее температуры автоматически приводит к повышению температуры в газовом пространстве, то в колонне с квенчинг-секцией благодаря разделительному устройству, перетоку, организации определенного движения потоков газа и жидкости и квенчингу сырьем поддерживаются разные температуры по высоте жидкой фазы: в зоне реакции относительно высокая, в зоне сепарации — низкая. Принцип окисления с квенчинг-секцией используется в промышленности в различных конструктивных решениях. Во всех случаях при производстве дорожных и строительных битумов обеспечивается высокая степень использования кислорода воздуха. Объемное содержание кислорода в отработанных газах не превышает 2,5%.

Пустотелая колонна представляет собой цилиндрический аппарат с большим, чем у куба, отношением высоты к диаметру и с большей высотой. Воздух подается в колонну, как и в куб, через диспергатор, расположенный в нижней части аппарата. Газы окисления выводятся с верха колонны и через сепаратор подаются в печь дожига. В отличие от куба колонну всегда включают в непрерывную схему окисления, подачу сырья осуществляют обычно в верхнюю часть барботажного слоя, откачку битума производят снизу. Степень использования кислорода воздуха в колонне зависит от сорта получаемого битума: содержание кислорода в газах окисления составляет около 3 % при производстве дорожных и около 9 % об. - строительных битумов.

Газожидкостная смесь проходит из зоны" реакции в зону сепарации через разделительное устройство , предназначенное для ебеспечения движения только в одном направлении — снизу вверх. Это .достигается ограничением живого сечения разделительного устройства. Отработанные газы окисления выводятся, как обычно, на обезвреживание из верхней части колонны, а битум в балансовом количестве откачивается снизу.

температуры окисления выше 260 °С в каждую секцию подается вода . Воздух всасывается в нижнюю часть реактора, а отработанные газы окисления выводятся отдельно из каждой секции реактора в общий коллектор.

дукты окисления выводятся из последней по ходу процесса ко-

Окислительная колонна с квенчинг-секцией разделена перфорированной перегородкой на две части: нижнюю — секцию окисления и верхнюю — секцию квенчинга и сепарации. Это обеспечивает оптимальные условия течения процесса. Сырье в квенчинг-седцию поступает под уровень раздела фаз, где происходит смешение его с окисленной горячей газожидкостной смесью, обусловливающей быстрое охлаждение и прекращение реакции окисления . Жидкая фаза из квенчинг-секции самотеком по трубопроводу с гидрозатвором поступает в окислительную секцию, где движется вниз противотоком воздуху. Газы окисления выводятся с верха колонны, битум — с низа. Благодаря такой конструкции колонны в ее окислительной части поддерживается высокая температура, что обусловливает более эффективное окисление и интенсивное использование кислорода воздуха.

Воздух засасывается турбинками диспергатора 2 и проходит через слой жидкости. Газы окисления выводятся в сборный коллектор, присоединенный к сепаратору 3, где отделяется жидкая фаза . Битум откачивается насосом 5 в резервуар 6, откуда отгружается потребителям. Для съема избыточного тепла и увеличения времени окисления часть битума прокачивается насосом 5 через холодильник 7 и возвращается в первую реакционную секцию. Любая секция реактора может быть выключена остановкой двигателя диспергатора.

Газообразные продукты окисления выводятся из кубов сверху и по общей трубе направляются в сепаратор 9, имеющий отбойные тарелки. Сепаратор орошается водой; продукты конденсации и вода поступают в отстойник, из которого после отстоя вода сбрасывается в канализацию, а сконденсированный отгон откачивается в топливо. Неконденсирующиеся газы из сепаратора направляются в печь дожига.

Таким образом, из анализа вышеприведенных фактов, а также из известного принципа независимости реакций Оствальда, заклю — чающегося в том, что "если в среде протекает одновременно не — сколько реакций, то они идут так, как будто бы каждая протекала отдельно", следует, что каталитические реакции окисления —восстановления, карбидирования —газификации, протекающие каждая в отдельности, протекают и в совокупности в условиях каталитической конверсии углеводородов.

Молибден, вольфрам и их оксиды являются п-полупроводниками . Их каталитическая активность по отношению к реакциям окисления —восстановления обусловливается наличием на их поверхности свободных электронов, способствующих адсор — бции, хемосорбции, гемолитическому распаду органических молекул. Однако Мо и W значительно уступают по дегидро —гидрирующей активности Ni, Co и особенно Pt и Pd.

Поведение большинства оксидных катализаторов можно рассматривать в рамках представлений о стадийном механизме окисления-восстановления катализатора.

Существуют два предположения о механизме окисления коксовых отложений . При первом предположении исходят из возможности образования кислород—углеродных комплексов при адсорбции кислорода на поверхности углерода. Роль катализатора в данном случае сводится к ускорению процессов образования или распада этих комплексов. При втором предположении катализатор рассматривают как переносчик кислорода между газовой фазой и углеродной матрицей путем попеременного окисления-восстановления катализатора. К такого типа катализаторам обычно относят оксиды переходных металлов.

Реакции сульфирования и окисления-восстановления протекают в относительно меньшем масштабе, потому что большая часть отработанной кислоты может быть регенерирована. Однако при очистке крекированных дистиллятов от серы на первый план выступает химическое воздействие кислоты; при этом происходят реакции полимеризации, этерификации, конденсации ароматических углеводородов и олефинов, сульфирование и т. д. Азотистые основания при этом нейтрализуются, а нафтеновые кислоты растворяются в серной кислоте. Поэтому состав осадка очень сложный и в значительной степени зависит от природы очищаемого дистиллята, крепости кислоты и температуры очистки.

При катализе щелочами и избытке формальдегида протекает реакция окисления-восстановления и получается пентаэритрит:

Поведение большинства оксидных катализаторов можно рассматривать в рамках представлений о стадийном механизме окисления-восстановления катализатора.

Существуют два предположения о механизме окисления коксовых отложений . При первом предположении исходят из возможности образования кислород-углеродных комплексов при адсорбции кислорода на поверхности углерода. Роль катализатора в данном случае сводится к ускорению процессов образования или распада этих комплексов. При втором предположении катализатор рассматривают как переносчик кислорода между газовой фазой и углеродной матрицей путем попеременного окисления-восстановления катализатора. К такого типа катализаторам обычно относят оксиды переходных металлов.

Последовательное отщеплеиие углекислоты и воды является единственно возможным механизмом снижения энергетического уровня органического вещества в обстановке отсутствия окислителей. Схематично этот процесс включает в себя первоначально стадию концентрирования кислорода и водорода в отдельных участках сложной молекулы, т. е. стадию внутримолекулярного «спряженного окисления — восстановления или диспропорцио-нирования.

Кажущиеся энергии активации окисления изомеров гексана на NaX были невелики: 16-29 кДж/моль. В случае СаХ энергии активации составляли приблизительно 42 кДж/моль. Авторы работы отмечают, что характер действия цеолита в этой реакции не соответствует механизму окисления-восстановления, типичному для катализаторов на основе соединений

Таким образом, из анализа вышеприведенных фактов, а также из известного принципа независимости реакций Оствальда, заключающегося в том, что «если в среде протекает одновременно несколько реакций, то они идут так, как будто бы каждая протекала отдельно», следует, что каталитические реакции окисления -восстановления, карбидирования - газификации, протекающие каждая в отдельности, протекают и в совокупности в условиях каталитической конверсии углеводородов.