Главная -> Словарь

Термического хлорирования

В соответствии с данными, изложенными ниже, можно ожидать, что уголь в пластическом состоянии будет находиться между изотермическими поверхностями Qp и 9А-, соответствующими температурам начала плавления и затвердевания при данной скорости нагрева. Температура начала плавления угля при нагреве его в условиях термического градиента несколько ниже, чем при равномерном нагреве.

Было предложено измерять одновременно с толщиной пластического слоя также температуру плавления и затвердевания, используя в качестве зонда термопару. Однако точность такого измерения на практике оказалась недостаточной, так как между спаем термопары и контактирующим с ним углем не достигается термического равновесия в результате попадания термопары в условия высокого термического градиента.

Если допустить, что самой непроницаемой частью пластической зоны является зона 2, имеющая всего 2 или 3 мм толщины, то вышеприведенное заключение можно признать вполне логичным. При указанной толщине пластического слоя наличие зерен, имеющих 4—5 мм в диаметре, даже если они находятся в самом незначительном количестве, влечет за собой местные нарушения термического градиента. Эти крупные зерна создают, кроме того, больший объем межзеренного пространства, заполнить которое гораздо труднее, чем при тонком измельчении.

ского градиента, не является узко специфичным. Аналогично этому разрушаются кирпичи стен печей в горячих зонах, где происходит неравномерное расширение. Но самым ярким примером аналогии с коксом могут служить базальтовые образования, получающиеся при затвердевании лавы в условиях вертикального термического градиента. В результате однородности массы трещины здесь образуются на определенном расстоянии друг от друга, причем эти трещины параллельны направлению градиента.

3) величиной термического градиента dQ/dx по перпендикуляру к стенке камеры.

Для того чтобы снизить образование трещин при классическом коксовании путем снижения термического градиента, имеются два способа:

2) применение метода загрузки сухой или подогретой шихты, при котором сохраняется средняя скорость нагрева и происходит небольшое уменьшение термического градиента в зоне температур 500—800° С. Это оказывает ощутимое влияние на качество кокса.

Но при коксовании брикетов эту зависимость термического градиента от скорости нагрева в значительной мере удается уменьшать, применяя следующие два способа:

Полученные ими данные о механизмах трещинообразования при продолжении исследований в этом направлении, возможно, позволят уточнить и улучшить их выводы. Теоретически в коксе идеальной однородности, полученном при постоянном термическом градиенте, расстояние между трещинами также будет величиной постоянной; гранулометрическое распределение такого идеального кокса по классам крупности после механического испытания будет представлено в основном одним классом с очень узким диапазоном крайних значений размеров кусков. Таким образом, такой кокс можно с большой точностью характеризовать по его среднему размеру куска х. В реальных условиях для производственных коксов вокруг этой средней величины неизбежно существует некоторая дисперсия значений фактической гранулометрии кокса по причинам не только случайного характера , но также и в связи со следующими основными причинами: процесс трещинообразования в зоне цветной капусты и в центральной части коксового пирога протекает неодинаково, так как термический градиент уменьшается по мере удаления от зоны «цветной капусты» к центру пирога. Следовательно, дисперсия реальной гранулометрии вокруг ее среднего значения может немного изменяться от одного кокса к другому в зависимости от формы кривой усадки, от тех изменений термического градиента, которые испытывает кокс в зависимости от расстояния до простенка и от всех случайных причин неоднородности шихты и неравномерностей условий коксования.

Сам по себе первый параметр характеризует трещиноватость кокса, тогда как второй зависит от неравномерности условий коксования. Само собой разумеется, что некоторые шихты, применяемые при производстве кокса и имеющие высокий коэффициент усадки, дают особенно сильное растрескивание кокса в зоне «цветной капусты», так как в этой зоне термический градиент наибольший. Эти шихты нуждаются более, чем другие, в устранении основной неоднородности процесса коксования, т. е. в уменьшении термического градиента между простенком и центральной частью коксового пирога.

В течение первой фазы почти всегда наблюдается увеличение давления распирания, что связано только с увеличением внутреннего давления в главных пластических зонах. Как объяснить это увеличение? Есть предположение, что это увеличение вызывается главным образом расширением этих пластических зон вследствие уменьшения термического градиента загрузки вблизи центра камеры: газы должны проходить через слой большей толщины, что приводит к увеличению потерь давления. Между тем первичные смолы, содержащиеся в газах, выделяющихся из центральной части загрузки, начинают конденсироваться, а затем снова испаряться, когда их настигает пластический слой. Таким образом, тенденцию к увеличению давления можно объяснить постепенным увеличением количества газов, выделяющихся в процессе коксообразования. Наконец, конденсирующиеся первичные смолы, осаждающиеся в угле, изменяют, несомненно, вязкость пластического слоя, но характер этих изменений трудно предвидеть.

Для термического хлорирования низкомолекулярных парафиновых углеводородов предложены различные технические способы, выбор которых определяется тем, какая степень хлорирования должна быть достигнута в том или ином случае. Значительная трудность в осуществлении этих процессов обусловливается тем, что парафиновый углеводород и хлор не дают абсолютно гомогенной смеси. Этим вызывается опасность местного чрезмерно глубокого хлорирования и связанного с этим образования сажи.

Большой интерес представляет способ термического хлорирования в присутствии взвешенных веществ, как он был разработан в промышленности Герольдом, Гриммом и Зексауером . Уже упомянутые трудности, связанные с образованием сажи и отложением угля и смолистых продуктов в трубопроводах и в других частях аппаратуры, в этом способе исключаются. Способ заключается в том, что, например, угольные шарики из специального бункера увлекаются потоком поступающего в печь газа и в течение всего процесса находятся в состоянии «кипящего» движения. Сажа и углистые частички, выделяющиеся в процессе хлорирования, непрерывно измельчаются трущимися друг о друга угольными ядрами и с газовым потоком выносятся из установки.

А. Общие сведения. Протекание реакции термического хлорирования этана

Сложность протекания термического хлорирования исчерпывающе доказана глубокими исследованиями , которые в значительной степени выяснили влияние различных факторов при термическом хлорировании.

образующиеся при процессе промежуточные продукты вследствие возбужденного состояния в свою очередь взаимодействуют друг с другом. Протекание термического хлорирования можно несколько подробнее пояснить на примере хлорирования этана .

Отсюда следует уравнение кинетики термического хлорирования этапа в отсутствие кислорода и катализаторов

Установлено , что скорость аналогичной реакции термического хлорирования метана в присутствии кислорода не зависит от концентрации углеводорода, прямо пропорциональна квадрату концентрации хлора и обратно пропорциональна концентрации кислорода.

Из всех этих наблюдений вытекает, что механизм термического хлорирования отличается исключительной сложностью. Поэтому его необходимо рассмотреть несколько детальнее, так как для газообразных парафиновых углеводородов чаще всего применяют термические процессы хлорирования.

Ниже подробнее рассмотрены некоторые типичные примеры термического хлорирования углеводородов.

На рис. 30 показана схема, лабораторной установки, применявшейся одной группой исследователей для термического хлорирования низкомолекулярных, газообразных в нормальных условиях углеводородов.

В. Процесс термического хлорирования по Хэссу и Мак-Би