Таким образом, реакции уплотнения менее чувствительны к изменению температуры, чем реакции распада. С повышением температуры скорость обеих реакций возрастает, однако, скорость реакций разложения увеличивается быстрее, чем скорость реакций уплотнения. И эта разность тем выше, чем выше температура. Умеренные температуры способствуют протеканию реакций уплотнения, высокие - распада.
Глубина превращения сырья в термических процессах зависит и от продолжительности его пребывания в зоне реакции. Чем больше время пребывания сырья в зоне высоких температур, тем, естественно, выше глубина его превращения.
Температура и продолжительность крекинга являются факторами взаимозаменяемыми. Ту же глубину превращения сырья при пониженной температуре можно достичь увеличением продолжительности реакции. Для сохранения глубины превращения на прежнем уровне при повышении температуры необходимо сократить продолжительность реакции.
Если известны значения температурного коэффициента (Kt) или температурного градиента (α) скорости реакции, можно подсчитать необходимую продолжительность крекинга τ2 для достижения той же глубины превращения при изменении температуры от t1 до t2
где τ1 – продолжительность крекинга, соответствующая температуре t1,
τ2 - продолжительность крекинга, соответствующего температуре t2, при которой глубина превращения сохраняется такой же как при t1 и τ1.
с ростом температуры при сохранении постоянной глубины превращения сырья селективность процесса увеличивается. Это объясняется различием в энергиях активации реакций распада и уплотнения (ЕА распада > ЕА уплотнения). Следует заметить, что такая закономерность имеет место и в других процессах, где протекают реакции с различной энергией активации.
Из изложенного следуют практические рекомендации. Если целевыми продуктами термического процесса являются низкомолекулярные продукты разложения, его целесообразно проводить при высоких температурах и малой продолжительности. Наиболее ярким представителем такого процесса является пиролиз. На современных установках пиролиза температура достигает 850 – 900 0С при продолжительности процесса 0,1 – 0,3 с. Напротив, процесс коксования проводят при умеренных температурах и значительном времени пребывания сырья в зоне высоких температур.
Давление.Давление на результаты процесса влияет как физический фактор, а также как фактор, воздействующий на направление и скорость реакций.
Если процесс проводится в паровой фазе, то с ростом давления уменьшается объем паров, возрастает продолжительность пребывания паров сырья в зоне высоких температур и, следовательно, увеличивается глубина превращения исходного сырья. В случае крекинга сырья, находящегося в парожидкостном состоянии, рост давления ухудшает испарение, уменьшает объем паровой фазы (снижается доля отгона), что ведет также к увеличению продолжительности пребывания сырья в реакционном змеевике и глубины превращения.
Поскольку разложение молекул углеводородов при высоких температурах является мономолекулярной реакцией, то скорость ее практически не зависит от давления. Однако, давление оказывает влияние на направление реакций распада. В соответствии с теорией радикально-цепного механизма реакций распада высокомолекулярные радикалы, образовавшиеся в результате процесса, могут или подвергаться распаду на низкомолекулярные радикалы и олефины, или взаимодействовать с нейтральной молекулой и в результате превращаться в нейтральные молекулы. При повышении давления вероятность столкновения крупных радикалов с нейтральными молекулами увеличивается, что ведет к образованию более высокомолекулярных продуктов распада и, соответственно, уменьшению образования низкомолекулярных продуктов разложения (газа).
Что касается реакций уплотнения, то это реакции второго порядка, и скорость их с ростом давления увеличивается.
И, наконец, если процесс протекает в жидкой фазе, то давление практически не оказывает на него влияния.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.