4 Понятие о факторах химических процессов технологии топлива. Тепловые эффекты в химических процессах. Назначение и роль технологических факторов в основных результатах процессов.

Под факторами понимают основные технологические параметры, которые предопределяют технико-экономические показатели процесса

Технологический режим – совокупность основных факторов (параметров), влияющих на скорость процесса, выход и качество продукта

Основные параметры: температура, давление, применение катализатора и его активность, концентрация взаимодействующих веществ, способ и степень перемешивания реагентов

Параметры определяют принципы конструкции реакторов

Оптимальным параметрам соответствуют максимальная производительность

Тепловые эффекты

Отрицательный – для осуществления процесса необходимо затрачивать некоторое количество теплоты

Положительный – происходит выделение теплоты, и для сохранения изотермичности необходимо отводить теплоту из зоны реакции

∆Нхр = ∑ ∆Нобр.прод - ∑ ∆Нобр. исх. реагентов

∆Нпроц = ∑ ∆Нцелевых + ∑ ∆Нпобочных

Тепловой эффект химической реакции не зависит от пути перехода одного вещества в другое, а зависит от начального и конечного состояния веществ

Реакции (Разложение Дегидрирование Деполимеризация Из одной молекулы две и более Отрицательный тепловой эффект Требуется подвод тепла)

(Присоединения водорода Полимеризация Конденсация Из двух и более молекул одна Положительный тепловой эффект Требуется отвод тепла)

Способы подвода и отвода тепла в реакторах

Реакции с поглощением тепла (Термический крекинг Каталитический крекинг Риформинг )Подвод тепла (1. Через стенку труб печей 2. Перегрев исходного сырья 3. Твердый или газообразный теплоноситель)

Процессы с выделением тепла (Гидрокрекинг Гидроочистка Алкилирование )Отвод тепла (1. Охлаждающий агент в реактор (водород) 2. Испарением компонентов сырья)

5 Термические процессы переработки углеводородного сырья. Теоретические основы термических процессов. Основные факторы термических процессов.

1 Термический крекинг 2 Коксование 3 Пиролиз 4 Процесс получения технического углерода (сажи) 5 Процесс получения нефтяных пеков 6 Процесс получения нефтяных битумов

Т ермодинамическая вероятность протекания химической реакции определяется уравнением Гиббса

• К1 и К2 – константы равновесия прямой и обратной реакции

• ΔG – энергия Гиббса

Если К1>К2 – реакции идут в сторону образования продуктов, ΔG<0 – условие самопроизвольного протекания реакции

ΔG возрастает с увеличением молекулярной массы углеводородов и температуры→высокомолекулярные углеводороды термически менее стабильны и более склонны к реакциям разложения при высоких температурах

Промышленные термические процессы

- по давлением и сопровождаются гомогенными или гетерогенными реакциями

Имеют место

- эндотермические реакции дегидрирования и разложения углеводородов

- экзотермические реакции синтеза, конденсации и полимеризации

Реакции разложения – термодинамически высокотемпературные

Реакции синтеза – термодинамически низкотемпературные

На основании принципа Ле-Шателье-Брауна

Повышение температуры способствует эндотермическим реакциям и продуктообразованию

Повышение температуры в экзотермических реакциях – обратным реакциям

Рост давления – способствует протеканию реакций с уменьшением давления (конденсация, синтез, коксообразование)

Низкие давления – ускоряют реакции разложения (газообразование)

Распад связи идет с переходом электронов двухэлектронной связи

1. на орбитали разных атомов

гомолитический распад

(образуются два радикала или бирадикал)

2. или на орбитали одного из атомов

гетеролитический распад

(образуются два разноименно заряженных иона)

Основные факторы термических процессов

Под факторами понимают основные технологические параметры, которые предопределяют технико-экономические показатели процесса