Деструкциялық гидрогенизация процесінің химизмі

Деструкциялық гидрогенизация процесінің химизмі
Гидрогенизация процесінің жүру сатылары
Көмірдің химиялық құрылысының заманауи модельдеріне оның органикалық массасы ретсіз құрылысты жоғары молекулалы полимерлердің қоспасы түрінде көрсетіледі [1, 2]. Көміртек қаңқасы ароматты фрагменттерден тұрады, оның үлесі мен ароматты сақиналарының саны көмірдің метаморфизмі дәрежесімен өседі. Сутек, оттек, азот, күкірт және басқа да элементтер алифатты, алициклды және гетероциклды топтамасына кіреді.
Көмірдің органикалық масса құрылысының күрделілігін кокс шайырынан байқауға болады. Одан көміртек пен сутегіден, бір, екі және үш оттек атомы, бір және екі азот атомы, күкірт атомынын басқа 500 типті қосылыстар бөлініп алынған. Ароматты фрагменттер және алифатты көпір бұлардың арасында гидроксилді, эфирлі, карбоксилді және тағы сол сияқты әр түрлі функционалдық топтарға ие болады.
Көмірдің органикалық заттарының гидрогенизациясы сәйкесінше (ісіну, пептизация, еріту процестерін қарастырмағанда) ароматты сақиналардың сутегімен қанығу реакциялары, гетероатомдық (С – О, С – N, C - S) және С – C байланыстарының үзілу және сутегімен қанығу реакциялары, түрлі изомерлену реакцияларын қамтиды. Деструктивті гидрогенизация процесінде әдетте көмірдің айналуы басында асфальтенге, кейін асфальтенді – майға айналдырады. Соңғы уақытта паста түзгіш ретінде жиірек сутегіні оңай беретін өнімдер немесе фракциялар қолданылады. Сондықтан көмір → асфальтендер → май схемасы донордан сутегіні беру және асфальтендерден сутегінің каталитикалық және каталитикалық емес берілуі процесі арқылы күрделе түседі. Көмірдің газдың сұйылтылу процесі алғашқы жуықтауда бірінші реттік формальды теңдеумен өрнектеледі. Көмірдің қасиеті, еріткіш өлшемі мен басқа да факторларын ескерсек күрделі эмпирикалық теңдеулерге әкеледі. Мысалы, SRK процесі үшін мына теңдеу келтірілген:
Функционалды тобы бар қосылыстардың айналу механизмі мен салыстырмалы қабілетінің негізгі теориялық ережелері мен тәжірибелік мәліметтеріне шолу жасау көмірдің органикалық массасына тән. Оларды пайлалану мен келешектегі дамуы технологтарға гидрогенизация процестерін жете зерттеу мен осы процеске қажетті катализаторларды таңдау кезінде зор көмегін тигізеді.
Көмірді және көмір шайырларының деструктивті гидрогенизация процестерінің химизмі көмірді пайдаланудағы химиялық мәселені шешуде үлкен рөлге ие болады.
Интернет желісінен алынған материалдың қазақ тіліне аударған нұсқасы
        
        Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі
Е.А.Бөкетов атындағы Қарағанды мемлекеттік университеті
Химия факультеті
............ кафедрасы
БАЯНДАМА
тақырыбы: Деструкциялық гидрогенизация процесінің химизмі
Орындаған: ХТОВ-31 тобы ... ... ... ... химиялық құрылысының заманауи модельдеріне оның органикалық массасы ретсіз құрылысты жоғары молекулалы полимерлердің қоспасы түрінде көрсетіледі [1, 2]. Көміртек ... ... ... ... оның үлесі мен ароматты сақиналарының саны көмірдің метаморфизмі дәрежесімен өседі. Сутек, оттек, азот, күкірт және басқа да элементтер ... ... және ... ... ... ... органикалық масса құрылысының күрделілігін кокс шайырынан байқауға ... Одан ... пен ... бір, екі және үш ... ... бір және екі азот ... ... атомынын басқа 500 типті қосылыстар бөлініп алынған. Ароматты ... және ... ... ... ... гидроксилді, эфирлі, карбоксилді және тағы сол сияқты әр түрлі функционалдық топтарға ие болады.
Көмірдің органикалық заттарының гидрогенизациясы сәйкесінше ... ... ... ... ... ... ... сутегімен қанығу реакциялары, гетероатомдық (С - О, С - N, C - S) және С - C ... ... және ... ... ... ... изомерлену реакцияларын қамтиды. Деструктивті гидрогенизация процесінде әдетте көмірдің айналуы басында асфальтенге, кейін асфальтенді - ... ... ... ... ... ... ... жиірек сутегіні оңай беретін өнімдер немесе фракциялар қолданылады. Сондықтан көмір --> асфальтендер --> май ... ... ... беру және асфальтендерден сутегінің каталитикалық және каталитикалық емес берілуі ... ... ... ... Көмірдің газдың сұйылтылу процесі алғашқы жуықтауда бірінші ... ... ... ... ... ... еріткіш өлшемі мен басқа да факторларын ескерсек күрделі эмпирикалық теңдеулерге әкеледі. Мысалы, SRK процесі үшін мына теңдеу келтірілген:
мұндағы СSO - ОМУ ... ... - ... ... = %ОМУ, ... ... мен еріткіш мөлшерінің қатынасы;
РН2 - сутегінің парциалды қысымы, кгс/см2.
Бұл теңдеу үшін ... Е ... ... ... ... үшін 18 - 45 ... ...
Айналулардың күрделілік салдарынан процестің химизмін зерттеу тікелей көмір мысалында мүмкін емес, сондықтан көмірді гидрогенизациялау аумағындағы зерттеулер ертеден жүргізіле бастады. ... ... ... ... көмірлі заттарды моделдейтін фрагменттердің, заттардың айналуының негізгі заңдылықтарын өрнектейтін негізгі эксперименталды ... ... ... гидрлеу жылдамдығы көптеген факторлармен анықталады: бұлардың ішіндегі ең маңыздысы орынбасуды тудыратын байланыс реті мен кеңістіктік кедергілер. Полициклды ароматты ... екі ... одан да көп ... ... конденсациясы симметрияны және бензол сақина байланысының электронды тығыздығының теңсіздігін бұзады. Нафталинде, антраценде және басқа да көп ... ... ... ... ... ... қатарының саны әлдеқайда көп, яғни, бұл байланыстар жартылай оқшауланған қос байланысқа ие ... ... ... ... ... ... жылдамдықтарыны туралы мәліметтері көрсетілген.
Кесте 1. Ароматты көмірсутектерді түрлі катализатор ... ... ... ... ... ... ... құрылысының оның гидрлену жылдамдығына күрделі әсер ететінін көрсетеді. Дегенмен, ереже бойынша ... ... ... процестер үшін) көп сақиналы көмірсутектер моноциклды көмірсутектерге қарағанда жылдам гидрленеді, ал көп ... ... ... ... (антрацен, тетрацен) ангулярлы және центрленген көмірсутектерге қарағанда тез гидрленеді. Бұл заңдылық әсіресе ... ... ... ... ... ... яғни, күрделенбеген адсорбция мен десорбция жағдайында қысқа байланыстар саны пен олардың ретімен байланыстырылады. Осылайша, қатар құруға ...
А - З ... үшін ... ... ... кету ... полициклды көмірсутектерде мұндай заңдылық гидрлеудің бастапқы жылдамдығының деструктивті гидрогенизацияның нақты жағдайында қысқа байланыстың саны мен қысқалығына тәуелді бола ... ... және ... ... бұрмаланады.
Карбоциклды қосылыстардан гетероциклды қосылыстарға ауысуы, ереже бойынша, гидрленуді жылдамдатады, себебі, сақинаға гетероатомды енгізгенде оның ... ... ... ... ... мен оның ... Адамс платинасында орташа есеппен алғанда бензол мен оның аналогтық туындыларына қарағанда 2,7 есе жылдам гидрленеді. ... бір ... ... және ... сақинасы болатын қосылыстар (хинолин, пиррол, бензофуран) әрдайым бірінші кезекте ... ... ... ... сақинадағы орынбасушылар, ереже бойынша, орынбасушылардың саны көп болған сайын, гидрлену қиындай түседі. Бұл заңдылық 30 - шы ... А. В. ... ... ... ... тәжірибесінде ашылды. Платиналы катализаторларына тарала бастады және көптеген жағдайларда кездеседі, соның ... ... ... мен гетероциклды қосылыстарда байқалады, мысалы, PtO2 үшін гидрлеу жылдамдық константасы (k40°C10-3, мин-1) тең:
Полициклды ароматты жүйелерді гидрлегенде кезде гидрленген сақиналар өзін ... ... ... ... және ... да гидрлену жылдамдығы жылдам төмендеп кетеді, мысалы:
Полициклды қосылыстарды сутегімен қанықтырған кезде қаныққан байланыстардың саны да ... ... орай оның ... ... де бар. ... ... ... өзгеру бағыты мен гидрленген сақиналарды ыдырату диаметрлі қарама - қайшы келеді: гидрлену тереңдігімен біріншісі төмендейді, ал ... ... Бұл ... ... ... ... өтуі кезіндегі энтальпияның өзгеру есебімен де анықталады: қос байланысты гидрлеген ... 101 - 137 ... ... сақиналарды гидрлеу үшін 56 - 70 кДж/моль, С - С ... ... үшін 29 - дан 69 ... үш және төрт ... ... ... қоспасы гидрогенизация кезінде жартылай кокстегі Fe катализатор қатысында өзгереді. Суретте көрсетілгендей, ... ... ... (3А), ... ... баяу айналуы (4А), жоғарыда келтірілгенмен сәйкес келеді: нафтенді - ароматты ... ... тек бір ... ... бар. ... ... ... гидрлеу реакциясы (а) мен гидрленген сақинаны ыдырату арқылы негізгі заңдылықты көрсетеді: ароматты көп сақиналы жүйені деструктивті ... ... бір ... ... ... аралас қоспа басымдылығы бұл реакциялардың кезектесіп келуімен түсіндіріледі. Бір уақытта ... ... ... реакциясымен қатар гетероатомдық байланыстардың үзілу реакциясы және сол сияқты функционалдық топтарды тотықсыздандыру мен элиминдеу ... Бұл ... ... жылдамдықтарын нақты шикізат пен деструктивті гидрогенизация арқылы алынған өнімдерге талдау жүргізіп көруге болады. Оны мына 2 ... көре ... ... ... температура мен жылдамдықта десктруктивті гидрогенизация кезіндегі шикізаттың топтық құрамының өзгеруі
омпонент
473°С және 1,0 сағ ... және 0,5 сағ ... мен ... көмірсутек
Би, полициклды көмірсутек
Фенол
Азотты негіздер
Карбон қышқылы
Асфальтен
Қатты зат
Бейтарап көмірсутек емес қосылыс
Шығым
Құрам:
Күкірт
Азот
73
37
51
114
184
82,5
14,5
1
41
116
197
61,5
-
-
56
60,5
0,9
168,7
245,3
66,7
23,1
0
0
113
91,7
33
-
-
-26
+63,5
-98,2
+47
+33,3
-19,2
+59,1
-100
-100
-2,6
-53,5
-
-
-
76,4
45,1
29,2
127,8
251,8
109
17,3
0,6
23,4
72,8
132,1
54,5
0,314
0,252
71,4
71,4
1
167,3
248
11,4
22,1
0
0
68,3
89,3
44,4
0,010
0,058
-6,5
+58,5
-96,5
+31,1
-1,5
+2,2
+27,8
-100
-100
-6,2
-32,4
-
-96,8
-77
Күрделі эфирлі топтар үш байланыс арқылы ыдырауы мүмкін:
Деструктивті гидрогенизация жағдайында ...... Fe ... ... ... ... тәжірибе бойынша көрсетілгендей, 3 жол ең аз мүмкіндікке ие болып отыр, 1 жол эфир ... ... (R ... ... ... ... ... ал 2 жол фенолмен этирификациялауда (Ar орынбасушы) орындалады.
Егер жай эфирлер арилды немесе алкилды радикалмен түзілген ... онда олар тез ... ... ... эфирлер анағұрлым тұрақты келеді. Жай эфирдің молекуласындағы байланыстар Ar - O мен O - R ... ... ... PI, р - ... ... ... ... байланыстардың үзілу қатынасы мына қатарда: анизол - фенетол - н-пропилфенил эфирі - үшіншілік - ... ... 1:1 - ден 1:100 - ге ... ... және ... ... көмір өнімдері үшін өзгешелігі аз және сондықтан аз көңіл бөлінген. Олар басқа оттекті ... ... ... орын ала ... өте тез ... ... > кетондар > жай эфирлер > спирттер > фенолдар
Олардың айналуы деструктивті гидрогенизация жағдайында (485°С, ≈ 30мПа, жартылай ... Fe ... ... механизм бойынша өтеді. Мысалы, циклогексанон мен циклогексанның өнімдерінің салыстырмалы шығымы, циклогексан 17,1% және 86%, ... 17,6% және 30%, ... 8,4 және 0%. Олай ... ... схема бойынша өтіп жатыр деп ойлағанымыз қате пікір.
Анағұрлым радикалды механизмі басым, мысалы:
Фенолдардың айналуы аса қызығушылыққа ие, себебі, фенол сипатты ... ... ... ... ... құрамында болады. Деструктивті гидрогенизация жағдайында фенолдар гидроксил мен деструкцияны элиминдеу арқылы тотықсыздандыруға ұшыратады, нәтижесінде молекулалық ... аз ... ... ... Ал ... жағдайында екіншісінің үлесі елеулі байқалады (3 кесте).
3 кесте. Кейбір фенол өнімдерінің гидрогенизациясы
Кестеден көріп отырғанымыздай, деструкциямен бірге ... ... де ... ... ... н-пропилфенолдан изопропилфенол, инданол-5-тен инданол-4).
Мұны радикалды механизм арқылы түсіндіруге болады, ... ... ... жоғарыда көрсетілгендей, деструктивті гидрогенизация кезінде елеулі өзгеріске ұшырайды: мұның ішінде ... ... ... ... ұлғаяды.
4 кестеден көріп отырғанымыздай, негізгі сипаттағы заттардың түзілуі кеңістіктік кедергі гетероцикл (2-стиролхинолин) құрылысының оңайлатылуы есебінен түзіледі және сол ... ... ... ... ... ... гидрлену және деструкция реакциясымен жүзеге асады. Мысалы, αпиколин циклогексиламин мен ... аз ... ... Ал бұл ... ... ... ... көрсетеді.
Хинолин мен оның гомологтарынан біраз мөлшерде тек ароматты көмірсутектер ғана емес, сол сияқты циклогександы көмірсутектер ...
4 ... ... ... ... ... өнімдері
Күкіртті қосылыстар, жоғарыда көрсетілгендей, басқа гетероциклды қосылыстарға қарағанда деструктивті гидрогенизация жағдайында тез ... және бұл ... ... ... ... С-S байланыстары гомолитикалық ыдырайды, сынықтардың сутегімен әрекеттесуі көмірсутектік қалдықтар мен күкіртсутектерді ... ... ... қосылыстардың құрылысының күрделенуіне байланысты деструкция жылдамдығы біршама ... ... ... ... ... екі есе, тиациклан мен тиаалканға қарағанда 3 - 4 есе және ... ... 7 есе ... ... бар ... ... қосылыстар катализаторлар қатысында тиофен сақинасының сутегімен алдын - ала қанықтыруынсыз - ақ деструкцияға ұшырай алады, ... ... бұл ... ... ... ... ... қолдану, әсіресе бифункцияналды қышқыл функциясымен бұл реакциялардың механизмін өзгерту маңызды: ... ... ... ... химизмі ионды реакциялардың заңдылығына жауап береді. Темір катализаторын WS2 катализаторына ауыстырған ... ... ... ... ... ... (5 ...
ҚОРЫТЫНДЫ
Функционалды тобы бар қосылыстардың айналу механизмі мен салыстырмалы ... ... ... ... мен ... мәліметтеріне шолу жасау көмірдің органикалық массасына тән. Оларды пайлалану мен келешектегі дамуы технологтарға гидрогенизация процестерін жете ... мен осы ... ... ... ... ... зор көмегін тигізеді.
Көмірді және көмір шайырларының деструктивті ... ... ... ... ... ... мәселені шешуде үлкен рөлге ие болады.

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Материал
Көлемі: 6 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 500 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Диатомиттен катализатор жасау34 бет
Қорғасын агломерациясы19 бет
Ақуыздың физика-химиялық қасиеттері және өнімді технологиялық өңдеу кезіндегі ақуыздың өзгерісі7 бет
Қызылорда қаласының табиғи – экологиялық жағдайлары63 бет
Ақпараттық жүйе құру арқылы білім беру процесінің тиімділігін арттыру98 бет
Ақтөбе мұнай өңдеу зауытындағы газды кептіру процесінің автоматтандырылуын жобалау22 бет
Ақтөбе мұнай өңдеу зауытындағы мұнайды қайта өңдеу процесінің автоматтандыруды жобалау17 бет
Ақтөбе облысы «Мұнай өңдеу зауытындағы» мұнайды абсорбциялау процесінің автоматтандырылуын жобалау21 бет
Ақтөбе қаласы май зауытындағы май тазарту процесінің автоматтандырылуын жобалау25 бет
Ақтөбе қаласы темір-бетон дайындау зауытындағы шикізатты мөлшерлеу процесінің автоматтандырылуын жобалау14 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь