Главная -> Словарь

Расходование кислорода

При установившемся стационарном режиме скорости обра -и расходования промежуточных веществ — , то есть Wj.H = О, W. „ = 0 и WH =0.

1 или параллельно — последовательные стадии об — и расходования промежуточных продуктов уплотнения по схеме: легкие масла — полициклические ароматические угле — водороды — смолы — асфальтены — карбены —• карбоиды — кокс. При этом на каждой стадии образуются газы и менее низкомолекулярные жидкие продукты по сравнению с образовав — шимися промежуточными продуктами уплотнения. Так, при термо — лизе смол образуются, кроме асфальтенов, масла и газы, обстоятельство позволяет процесс термолиза рассматривать обратимый процесс, хотя вторичные продукты уплотнения по мо — лекулярной структуре не вполне идентичны исходным нативным компонентам сырья.

В соответствии с этим методом при достижении стационарного состояния скорости образования и расходования промежуточных продуктов реакции равны между собой, то есть в системе устанав — ливается стационарная концентрация промежуточных веществ.

3) термолиз нефтяного сырья в жидкой фазе протекает через последовательные или параллельно-последовательные стадии образования и расходования промежуточных продуктов уплотнения по схеме: легкие масла -* полициклические ароматические углеводороды •* смолы -* асфа'льтены -* карбены -* карбоиды •* кокс. При этом на каждой стадии образуются газы и менее низкомолекулярные жидкие продукты по сравнению с образовавшимся -промежуточным продуктом уплотнения. Так, при термолизе смол образуются, кроме асфальтенов, масла и газы. Асфальтены, в свою очередь, образуют карбены, смолы и газы. Это обстоятельство позволяет процесс термолиза рассматривать как обратимый процесс, хотя вторичные продукты уплотнения по молекулярной структуре не вполне идентичны исходным нативным компонентам сырья;

работ. Для оптимизации процесса, обеспечивающего максимальную производительность с единицы реакционного объема , наибольший выход ТФК и минимальное содержание примесей , взято семь переменных: расход воздуха, начальные концентрации кобальта, марганца и брома, продолжительность и температура реакции, соотношение углеводород : растворитель .

работ(((4-4 Л i которые, в основном, сводятся к изучению кинетических закономерностей накопления и расходования промежуточных продуктов при крекинге нефтяных систем. Однако состав каждой фракции очень сложен и понять механизм реакции уплотнения на молекулярном уровне таким путем не удается. Поэтому его расшифровывают, изучая термическую деструкцию полимеров, моделирующих нефтяные системы.

1. Термолиз нефтяного сырья в жидкой фазе протекает через последовательные или параллельно-последовательные стадии образования и расходования промежуточных продуктов уплотнения по схеме: легкие

При окислении -сырья воздухом содержание кислорода в газовой фазе в зоне ввода воздуха составляет 21% . Особенности режима в реакторах исключают образование очага горения непосредственно в зоне реакции, однако для исключения горения и на последующих стадиях — после выхода отработанной газовой смеси из слоя жидкости — необходимо соблюдать в реакторе условия , обеспечивающие достаточно полное расходование кислорода воздуха , или разбавлять отработанные газы инертным газом до взрывобезопасного содержания кислорода. Принцип обеспечения низкого взрывобезопасного содержания кислорода в газах окисления принят для производства окисленных битумов:'в соответствии с требованиями техники безопасности содержание кислорода в отработанных газах окисления не должно превышать 4% для всех битумов, кроме высокоплавких , для которых без дополнительных обоснований установлена концентрация кислорода, равная 8% .

При окислении сырья воздухом содержание кислорода в газовой фазе в зоне ввода воздуха составляет 21% .ч Особенности режима в реакторах исключают-образование очага горения непосредственно в зоне реакции, однако для исключения горения .и на последующих стадиях — после выхода отработанной газовой смеси из слоя жидкости -г необходимо соблюдать в реакторе,условия , обеспечивающие достаточна полное расходование кислорода воздуха , или -разбавлять отработанные газы инертным газом до взрывобезоласного содержания кислорода. Принцип обеспечения низкого взрывобезопасного содержания кислорода в газах окисления принят для производства окисленных битумов: в соответствии с требованиями техники безопасности содержание кислорода в отработанных газах окисления не должно превышать 4% для всех битумов, кроме высоко-плавких , для которых без дополнительных обоснований установлена концентрация кислорода, равная 8% . . ' .

4. Оптимальной для промышленного осуществления процесса является минимальная продолжительность реакции, обеспечивающая вместе с тем почти полное расходование кислорода. Для того чтобы предотвратить некоторое снижение выходов целевых продуктов, реакционную смесь сразу после израсходования всего кислорода следует подвергнуть быстрому охлаждению.

При реакциях жидкофазного окисления, как и в парофазных процессах, обычно наблюдается существование индукционного периода . Индукционный период, на протяжении которого расходование кислорода удается обнаружить только при помощи весьма точных методов измерения, можно изменить различными способами. Продолжительность индукционного периода можно сократить очисткой исходного сырья, повышением температуры или .добавлением инициирующих веществ. Правда, процессы очистки далеко не всегда ведут к сокращению продолжительности индукционного периода, так как они могут удалять легко окисляющиеся примеси, и вследствие этого продолжительность индукционного периода увеличится. Хотя во время индукционного периода не обнаруживается или обнаруживается крайне незначительное расходование'кислорода, реакция окисления все же протекает, и небольшое количество идет на образование гидроперекиси по реакциям, представленным уравнениями —.

Металлический катализатор обычно вводят в систему в виде окислов низшей валентности; под действием гидроперекиси он окисляется до высшей валентности. На стадии, когда протекают реакции и , начинается заметное расходование кислорода, и цвет реакционной смеси изменяется — при применении кобальта из розового в темно-коричневый. Цвет двухвалентного иона кобальта розовый, а трехвалентного — зеленый. Таким образом, очевидно, что в реакционной смеси присутствуют ионы двух- и трехвалентного кобальта.

технологической схемы необходимо обеспечивать полное расходование кислорода в реакторе . Поэтому при жидкофазном окислении в некоторой точке системы количество кислорода может оказаться недостаточным и вследствие этого возможно протекание других реакций обрыва цепи:

1 2 Коэффициент тг- учитывает расходование кислорода в зави-

Опыты Цухановой по исследованию горения угольного канала •с добавками к кислороду паров иода, тормозящего реакцию горения окиси углерода, привели к выводу об отсутствии заметного влияния реакции 2СО -J- 02 = 2С02 на расходование кислорода, что объясняется, по-видимому, интенсивным догоранием окиси углерода непосредственно вблизи реакционной поверхности стенок канала. Цуханова указывает, что при этом происходит как бы уменьшение диаметра канала на толщину зоны догорания окиси углерода. На наш взгляд, можно более реально объяснить этот факт. При отсутствии добавки ингибитора окись догорает интенсивнее и кислорода поступает к поверхности угольной стенки меньше . В случае же добавки ингибитора окиси догорает меньше, меньше затрачивается кислорода и соответственно меньше сказывается тормозящее действие догорания окиси углерода, в связи с чем кислорода к стенке поступает больше, чем в первом случае. Этим и объясняется отсутствие изменения расходования кислорода, а следовательно, и влияние горения СО вблизи стенки. Очевидно, при торможении реакции горения окиси углерода ее выход и общее количество газифицируемого углерода повышаются, что и подтверждается опытами Цухановой .

влияние примерно в пределах температур от 700 до 900° С. Начиная с 900°, состав газа становится неустойчивым, что, по-видимому, связано с условиями воспламенения СО; при I ^ 11 00° С тормозящее действие иода вообще прекращается. Расчеты, сделанные на основании полученных составов газа , показывают, что реакция СО -- 02 мало влияет на расходование кислорода. Объяснение этому явлению уже приводилось и сводится к тому, что в данных опытах догорание окиси углерода в основном происходило у поверхности стенки канала.

Интересные выводы из опыта сжигания антрацитовой пыли сделаны Пеккером*. Сопоставляя зерновые характеристики первичной пыли и горючей части уноса, он нашел, что причиной механического недожога пыли является вынос невоспламенившихся угольных частиц. При рассмотрении под микроскопом частиц первичной пыли и недожога выявились малая разница в крупности и значительное остаточное содержание летучих. Недовоспламенение появляется вследствие переохлаждения повышенными избытками воздуха. Основной причиной недожога все же является довольно быстрое расходование кислорода в начале зоны горения и последующее снижение температуры и концентрации его при параллельно-точном движении топлива и кислорода.

Часть слоя, где происходит интенсивное расходование кислорода, называется кислородной зоной, а часть слоя, где протекают только восстановительные реакции, называется зоной восстановления. В конце кислородной зоны концентрация углекислоты и температура максимальные. Деление зоны реагирования на кислородную и восстановительную в значительной мере условно, так как формирование горючего газа в результате восстановительных реакций происходит не только в восстановительной, но и в кислородной зоне.