Лекция 1 Кіріспе. Қазақстанның мұнай-газ саласы. Мұнай өңдеу өнеркәсібінің даму болашағы. ҚР және тмд отын энергетикалық балансы

жүктеу 6,39 Mb.

бет	55/93
Дата	13.04.2023
өлшемі	6,39 Mb.
	#42139
түрі	Лекция

1 ... 51 52 53 54 55 56 57 58 ... 93

Лекция 17 Алкандардың, алкендердің, циклоалкандардың, арендер мен күкіртқұрамды қосылыстардың термиялық ыдыраулары.

Бақылау сұрақтары:
1. Мұнайды қайта өңдеудің екіншілік процестерінің жіктелуін келтіру.
2. Каталитикалық крекинг процесінің шарттары мен соңғы өнімдерін келтіру.
3. Мұнай минералды майлары қандай мұнай қалдықтарынан алынады?
4. Дистиллятты майдың қалдық майларынан айырмашылығы неде?
5. Майларды деасфальтизациялау мәні неде?

Лекция 17
Алкандардың, алкендердің, циклоалкандардың, арендер мен күкіртқұрамды қосылыстардың термиялық ыдыраулары.
Термиялық крекинг процестерінің шикізаты, өнімдері және параметрлері.

Термиялық процесс – өте күрделі химиялық процесс. Шикізат көптеген жеке компоненттерден тұрады. Газ фазасында көмірсутектердің термиялық реакциялары молекулалық түрінде де, радикалды тізбекті жəне радикалды тізбексіз түрінде де жүруі мүмкін. Термиялық процестер жағдайында иондық реакциялар жүрмейді, оған əлдеқайда көп энергия қажет болады. Көмірсутектердің молекулалық реакциялары аз таралған жəне мұнай көмірсутектерінің термиялық реакцияларында болмашы рөл атқарады. Қаныққан көмірсутектер үшін молекулалық реакциялардың рөлін елемеуге болады, өйткені реакциялар аралық радикалдар түзіп, айтарлықтай үлкен жылдамдықпен жүреді. Қазіргі кезде көмірсутектердің газфазалық термиялық реакцияларының радикалды-тізбекті механизмі көбірек қолданылады. Көмірсутектердің радикалдарға ыдырауы (тізбектің инициирленуі) көбінде С-С байланысы бойынша жүзеге асады. С-Н байланысының үзілуі болмайды, өйткені ол үшін айтарлықтай көп энергия қажет: С-С байланысының энергиясы 360 кДж/моль, С-Н байланысының энергиясы 412 кДж/моль.
Ұзын тізбекті қалыпты алкандарда С-С жəне С-Н байланыстарының үзілу энергиясы тізбектің ортасына қарай аздап азаяды, алайда біріншісі екіншісінен əрдайым аз болады, мысалы, октан молекуласындағы С-С жəне С-Н байланыстарының үзілу энергиясы:

_СН3-СН₂-СН₂-СН₂-СН₂-СН₂-СН₂-СН₃

С-С байланыс энергиясы, кДж/моль: 335; 322; 314; 310; 314; 322; 335.
С-Н байланыс энергиясы, кДж/моль: 394; 373; 364; 360; 364; 373; 394.

Температура артқан сайын С-С байланысының беріктігінің айырмашылығы азаяды. Төмен температураларда (400-500°С) көміртектік тізбектің үзілуі тізбектің орта шенінде ең əлсіз байланыстарда жүреді. Температура артқан сайын басқа да байланыстардың үзілуі мүмкін.
Циклоалкандарда С-С байланыстарының беріктігі қалыпты алкандарға қарағанда біршама кемдеу: циклогександа 8 кДж/ мольге, ал циклопентанда 25 кДж/мольге кем.
Алкендердегі қос байланысы бар көміртек атомдары арасындағы С-С жəне С-Н байланыстар едəуір беріктеу, ал басқа жағдайда алкандарға қарағанда едəуір əлсізденген (цифрлар кДж/мольмен берілген байланыс энергиясын көрсетеді):

R-СН₂-СН₂-СН₂-СН₂-СН = СН₂
Алкендегі σ (сигма)-байланысты сақтай отырып, π (пи)-байланысты үзу энергиясы 239 кДж/мольге тең болады:
СН₂= СН₂СН₂-СН₂∙ -239 кДж/моль
Егер қос байланыс қосарланған болса, онда π (пи)-байланысты үзу энергиясы шамамен 50 кДж/мольге аз болады:

СН₂=СН-СН=СН₂СН₂=CH-CH-СН₂-188 кДж/моль.

Арендерде С-Н жəне С-С байланыстары алкандардағы С-Н жəне С-С байланыстарына қарағанда тұрақты, ал ароматты сақинамен қосарланған байланыстарда əлсізденген болады. Сақинамен қосарлану байланыстың беріктігін шамамен қос байланыспен қосарланудағы сияқты мөлшерде азайтады.
Арендерде байланыс алкандарға қарағанда берік болып келеді. Ал ароматты сақиналармен қосарланған байланыстарда əлсіздеу болады. Химиялық қанықпаған бөлшектер болған радикалдардың реакциялық қабілеттілігі жоғары болады жəне əртүрлі реакцияларға өте үлкен жылдамдықпен қатысады. Белсенділігі бойынша радикалдарды төмендегідей қатарға орналастыруға болады.

СН₃> С₂Н₅= С₃Н₇= екінші- С₄Н₉> С₆Н₃> үшін

– С₄Н₉>С₆Н₃> СН₂> СН₂= СН- СН₂> (С₆Н₅)₂СН

Термиялық реакциялар радикалды-тізбекті механизмге ие болады. Бұл реакцияларға радикалдар, валентті - қаныққан молекулалар қатысады. Оларды үш негізгі сатыға бөлуге болады:

- тізбектің басталуы, бұл саты барысында жұптаспаған электроны бар бос радикалдар, атомдар немесе молекулалар түзіледі;
- тізбектің өсуі, бұл сатыда реакция өнімдері түзіледі;
- тізбектің үзілуі, бұл саты барысында бос радикалдар жойылады.
Крекинг, пиролиз жəне кокстеу процестерінің термиялық реакцияларында реагенттердің біреуінің молекуласында байланыстың үзілуі үшін қажет энергия жылу ретінде жеткізіледі. (1). Онда:
СН₃-СН₂− СН₂- СН₃С₂Н₅∙ + С₂Н₅∙ (1)

теңдігі орындалады. Үзілу барысында тұрақты радикал түзіледі. Радикалдардың тұрақтылығы келесі қатарда өседі:

СН₃·< СН₃- СН₂·< СН₃- СН∙- СН₃< СН₃- С∙СН₃- СН₃׀<С₆Н₅∙ (2)

жүктеу 6,39 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 51 52 53 54 55 56 57 58 ... 93