CC BY
45
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА ИМ. С. М. КИРОВА
Том 253 1976
КРЕКИНГ УГЛЕВОДОРОДОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РАЗРЯДА
С. и. СМОЛЬЯНИНОВ, А. в. КРАВЦОВ, И. И. ВИШНЕВЕЦКИИ, Л. Ф. КОТЛОВА
(Представлена научно-методическим семинаром ХТФ)
В результате воздействия электрического разряда на различные углеводороды и их смеси происходит глубокий распад среды, вследствие которого образуются газы, продукты уплотнения (сажа) и измененная по физико-химическим свойствам жидкая фаза [1].
Молекулы исходных веществ претерпевают более или менее глубокие изменения: полимеризуются, дегидрируются, крекируются и т. и. Меняя форму разряда или его параметры, можно направить процесс в сторону получения различных ценных продуктов [2]. Уже в начале XX в. в тихом разряде был осуществлен процесс вольтолизации масел. Применение более мощных форм разряда (дуга, импульсный, искровой разряд) приводит, главным образом, к крекированию обрабатываемого сырья с выделением газообразных и твердых продуктов (сажи). Этим способом в заводских условиях были получены ацетилен, водород и сажа из природного газа [3].
Изучение процесса электрокрекинга индивидуальных жидких органических продуктов в высоковольтной дуге показало, что выход и состав продуктов электрокрекинга зависят от характера крекируемого сырья [2]. Эта же закономерность распространяется и на импульсный разряд [4, 6], применение которого для электрокрекинга углеводородного сырья было предложено С. 3. Рогинским и А. Б. Шсхтер [5]. М. Д. Куш-неров и А. Б. Шехтср [7] установили, что импульсный разряд дает возможность закалки продуктов разложения простым изменением длительности импульсов, что является преимуществом данного типа разряда перед дуговым.
Крекинг углеводородов в конденсированном (импульсном) высоковольтном разряде проводился нами с использованием генератора импульсных напряжений. Энергию, выделяемую в разряде, можно варьировать в широких пределах. Разложению подвергались индивидуальные углеводороды (н-гептан, толуол, п-ксилол). Был проведен электрокрекинг этих углеводородов при различных частотах и крутизнах импульса.
Анализ крекинг газа проводился методом газожидкостной хроматографии. Неуглеводородная часть газа и метан делились молекулярными ситами с использованием детектора по теплопроводности, углеводороды С2 делились силикагелем с использованием пламенно-ионизационного детектор а.
Предварительные данные, полученные при электрокрекинге углеводородного сырья в высоковольтных импульсных разрядах, позволяют предположить, что общие закономерности процесса электрокрекинга
Таблица !
Характеристика газов, полученных при разложении индивидуальных углеводородов в импульсном разряде
Частота следования импульсов, гц Содержание компонентов Выходы компонентов газа, мл-Ю2 имп.
Соединения И, СН4 с,н2 Объем г та, мл-10- им п. Н > СН4 с,н2 С,н*
Толуол
П-ксилол
Н-гептан
4 93,6 2,61 2,79
20 93,6 2.54 3,31
3 87,9 2,53 7,98
8 89,5 2,38 6,98
3 89,22 4,46 5,19
3 93,7 2,71 3,08
13 94,25 2,675 2,65
20 90,2 2,91 5,84
8 85 86,5 30 6,76
3 71,4 6>8 9,67
6 84,7 4,25 7,35
4 77,9 2,686 10,53
15 80,75 2,306 8,32
3 86,7 2,09 5,01
14 74,1 3,135 11,8
0,74 24,7 23,1
0,516 200.0 187.2
1,5 87,5 76,9
1,043 217,0 194,0
0,984 150,0 133,9
0,487 9,25 8,6
0,405 24,0 22,6
1,002 200,0 180 4
2,33 54,3 47,0
5,97 200 142,8
1,61 213 180,3
8,03 107 83.2
7,7 173 140,0
3,98 70 60,7
7.0 167 123,8
0,64 0,69 0,18
5.08 6,62 1,03
2,21 6 98 1,31
5,16 15,15 2,26
6,68 7,78 1,47
0.25 0,29 0,04
0,64 0,637 0,097
5,82 11,68 2,004
1,63 3,67 1,26
13,96 19,34 11 94
9,05 15,66 3,43
2,87 11,29 8,58
3,99 14,40 13,33
1.46 3,51 2,79
5,22 19,70 11,70
сохраняются и для данного типа разряда. Так при увеличении энергий или частоты подачи импульса выход газообразных продуктов увеличивается, что видно из таблицы. Увеличение скорости нарастания напряжения (уменьшение длительности фронта импульса) также влечет увеличение выхода газообразных продуктов.
Возможность менять параметры, форму импульса в довольно широких пределах позволяет определить оптимальный режим протекания процесса.
Выводы
1. Проведен крекинг толуола, п-ксилола, и-гептана в высоковольтном импульсном разряде.
2. Сделана попытка установить общую зависимость выхода газа от основных параметров импульса.
3.Установлен выход и состав газа электрокрекинга углеводородов.
4. Увеличение энергии, частоты подачи импульса и скорости нарастания напряжения приводит в увеличению выхода газа.
ЛИТЕРАТУРА
1. II. С. Печур о, A. II. Меркурьев, Э. Я. Гвозди некий, IT. И. Соколова. Сб. «11роблемы электрической обработки материалов», М., Изд-во AIT СССР, 1960, стр. 14- - 24.
2. II. С. Печур о, Э. Я. Г р о д з и и с к и й, О, Ю. П е с и н. Сб. «Проблемы' электрической обработки материалов». М., Изд во АН СССР, 1962, стр. 192—198.
3. Н. С. П е ч у р о, Э. Я. Гродзи некий, О. Ю. П е с и н. Сб. «Проблемы э л е к т р н ч е с к оп обработки материалов». М., Изд-во АН СССР, 1962, стр. 209—213.
4. С. 3. Р о г и и с к и й, А. Б. Ш е х т е р, ЖПХ, X, № 3, 1937, стр. 473—480.
Г;. А. Н. Меркурьев, О. Ю П е с и н, Н. С. П е ч у р о. Сб. «Химические реакции органических продуктов и электрических разрядах». М., «Наука», 1966, стр. 173—180.
6. М. Я. К у пГп е р о в, А. Б. Ill е х т е р. ЖФХ, 1939, т. XIII, Л« 2, стр. 259.
