1-第三章热裂解过程的化学反应.

化学工艺学米镇涛答案【篇一：科研论文(合成氨工艺综述)】t>（题目：合成氨工艺综述学生姓名：学号：学院：化工学院班级：二〇一四年三月合成氨工艺综述摘要：本文总结了全国合成氨的主要生产方法，从工艺选择、合成氨原料来源、原料及组成、工艺流程，以及合成氨当今的技术结构进行了重点的分析介绍。

关键词：合成氨；工艺技术；原料；流程合成氨是由氮和氢在高温高压下并在催化剂的作用下合成的，世界上除少量从焦炉气中回收外，工业上绝大多数合成氨是由合成法制得。

生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重油、煤炭等等。

其合成的工艺技术也有多种，其中以天然气蒸汽转化法和水煤浆气化法制取合成气最为常见。

一合成氨原料及组成（一）气态烃原料合成氨的气态原料主要包括天然气、油田气、炼厂气和焦炉气等等，其中天然气的主要组份为：90%以上的甲烷和少量氮气、氢气。

焦炉气的主要成分是：50%多的氢气和25%的甲烷，还有一些其他碳氢化合物。

炼厂干气的主要成分是：气体碳氢化合物为主，以及氮气和氧气，还有一氧化碳和二氧化氮。

（二）液态烃原料合成氨的液态烃原料有：重油、渣油。

其不同厂的渣油成分有些细微的差别，但其主要成分碳含量86%以上，氢含量基本在11%以上还有一些别的物质。

（三）固态原料固态原料主要是煤，有有烟煤、无烟煤、褐煤等等。

物质不同其燃烧值也不同，无烟煤热值最高，烟煤其次。

这也就说明无烟煤的碳含量最高，为89%-98%。

二合成氨工艺技术（一）以天然气为原料制造合成氨工艺技术以天然气为原料制造合成氨的生产过程采用的是蒸汽转化法和加氧催化法，其中以蒸汽转化法为主。

主要流程是天然气和蒸汽在一段转化炉中在催化剂的作用下将天然气中的烷烃转化为以氢气和一氧化碳为主的合成气。

合成气在经过二段转化炉，同时在加入空气，这样一方面使得残余的甲烷进一步燃烧，另一方面配入合成氨所需要的氮气，使得原料气中的氢氮比达到3:1；从二段转化炉出来的转化气中含有一定的一氧化碳，在经过变换工段把一氧化碳变化成二氧化碳，由于二氧化碳对合成氨是无用且有害的气体，会使得合成氨的催化剂中毒，所以必须进行脱除，分别进入低温甲醇洗和液氮洗；脱碳后的气体经过压缩机送往合成塔进行氨的合成。

化学反应中的裂解反应机理化学反应是物质发生变化的过程，其中裂解反应是一种常见的反应类型。

裂解反应是指化合物解体成两个或多个较简单的分子或离子的过程。

它在许多领域都有重要的应用，包括能源领域和有机合成等。

本文将探讨化学反应中的裂解反应机理。

一、裂解反应的概念裂解反应是指在反应中某个化合物被分解成两个或多个较简单的物质。

在裂解反应中，化合物的化学键被断裂，形成新的化学键。

根据裂解反应发生的方式和条件，裂解反应可以分为热裂解、光裂解、电解和催化剂裂解等。

二、裂解反应的分类1. 热裂解：热裂解是指通过加热将化合物进行分解的过程。

热裂解通常需要高温条件，以提供足够的能量来克服化学键的吸热过程。

例如，热裂解甲烷可以产生一氧化碳和氢气的反应。

2. 光裂解：光裂解是指通过吸收光能将化合物分解的过程。

在光裂解中，光能被化合物吸收后，激发态的化合物分子发生裂解反应。

例如，光裂解二氧化氮可以产生氮氧化物和氧气的反应。

3. 电解：电解是指通过电流将化合物分解的过程。

在电解过程中，电流的通过使得化合物分解成离子。

例如，电解水可以产生氢气和氧气的反应。

4. 催化剂裂解：催化剂裂解是指在存在催化剂的条件下进行化合物分解的过程。

催化剂可以降低反应的活化能，促进裂解反应的进行。

催化剂裂解常用于有机合成中，以提高反应的效率和选择性。

三、裂解反应的机理裂解反应的机理取决于化合物的结构和反应条件。

在裂解反应中，化学键被断裂产生自由基或离子，然后形成新的化学键。

裂解反应的机理可以通过实验和理论计算进行研究。

1. 自由基裂解机理：在热裂解和光裂解中，常见的机理是自由基裂解机理。

在自由基裂解中，化合物的某个化学键被断裂，形成自由基。

自由基在反应中与其他分子发生反应，生成稳定的产物。

例如，在乙烷的热裂解中，乙烷分解成甲烷和乙烯。

2. 离子裂解机理：在电解中，化合物通常以离子的形式进行裂解。

正离子和负离子在电解过程中向电极移动，并发生化学反应。

热裂解过程的化学反应与反应机理热裂解（pyrolysis）是指在高温条件下，将有机物分解为烃类、气体、液体和固体等碳氢化合物的过程。

热裂解是一种重要的化学反应，广泛应用于能源获取（如石油炼制、生物质能源转化）和有机物合成（如塑料、橡胶的制备）等领域。

本文将探讨热裂解过程的化学反应和反应机理。

热裂解反应的化学反应可以分为主要反应和副反应两类。

主要反应是指裂解过程中一步生成烃类和气体等产物的主要化学反应。

副反应是指在主要反应之外，还会发生其他的次要反应。

热裂解的主要反应之一是炭氢键的裂解。

有机物分子中的碳氢键在高温下会断裂，生成自由基和烃类物质，并释放出能量。

自由基在接触其他有机物分子时可能引发连锁反应，形成更多的烃类产物。

裂解的产物主要有烷烃、烯烃和芳烃等不同类型的碳氢化合物。

例如，甲烷的热裂解反应可以描述为：CH4→CH3•+H•自由基CH3•和H•可以进一步参与以下反应：CH3•+CH4→CH3CH3CH3•+H•→CH4从以上反应可见，烷烃分子在高温下经过碳氢键的断裂生成自由基，自由基再与其他烷烃分子进行反应，生成更大分子的烷烃产物。

除了炭氢键的裂解，热裂解还包括其他一些重要的反应，如重排反应和芳烃形成反应等。

重排反应是指有机物分子在高温下发生结构改变，重新排列生成新的化合物。

芳烃形成反应是指非芳烃物质在热裂解过程中发生芳香烃的形成。

在热裂解过程中，除了主要反应，还会同时发生一些副反应。

副反应的产物通常是一些不稳定的化合物，如自由基或芳烃类物质。

这些副反应的产物可能会继续参与主要反应或其他副反应，形成更多的产物。

副反应的产物往往难以控制，可能对热裂解的产率和选择性造成一定的影响。

热裂解的反应机理可以通过实验、计算和模拟等方法进行研究。

实验通常使用高温反应器和质谱仪等仪器对反应过程中的产物进行表征和分析。

计算和模拟则利用量子化学计算和动力学模拟等方法，通过计算分子间的能量和反应速率常数等参数，来理解和预测热裂解反应的机理。

第一章第一节1.什么叫烃类热裂解过程的一次反应和二次反应？答：一次反应：由原料烃类经热裂解生成乙烯和丙烯的反应。

二次反应：主要是指一次反应生成的乙烯，丙烯等低级烯烃进一步发生反应生成多种产物，甚至最后生成焦或碳2.简述一次裂解反应的规律性。

答：1) 同碳原子数的烷烃，C－H键能大于C－C键能，故断链比脱氢容易。

2) 碳链越长的烃分子越容易断链。

3) 烷烃的脱氢能力与分子结构有关。

叔氢最易脱去，仲氢次之，伯氢又次之。

4) 有支链的烃容易断链或脱氢。

3.烃类热裂解的一次反应主要有哪几个？烃类热裂解的二次反应主要有哪几个？答：一次反应有：1) 烃热裂解：脱氢反应、断链反应2) 环烷烃热裂解：开环反应3) 芳香烃热裂解：脱氢缩合反应、断侧链反应4) 烯烃热裂解：断链反应、脱氢反应二次反应主要有：1) 烯烃的裂解（即二次反应—断链）2) 烯烃的聚合、环化、缩合与生焦反应3) 烯烃的脱氢和加氢反应4) 烃分解生碳4. 什么叫焦，什么叫碳？结焦与生碳的区别有哪些？答：有机物在惰性介质中经高温裂解，释放出氢或其它小分子化合物生成碳，并非独个碳原子，而是以若干碳原子稠合形式的碳，称为生碳。

若产物中尚含有少量氢，碳含量约为95％以上，称为结焦。

结焦是在较低温度下﹙＜1200K﹚通过芳烃缩合而成，生碳是在较高温度下﹙＞1200K﹚通过生成乙炔的中间阶段，脱氢为稠和的碳原子。

5. 试述烃类热裂解的反应机理。

答：热裂解的自由基反应机理：C2H6→C2H4+H26. 什么叫一级反应？写出一级反应动力学方程式和以转化率表示的动力学方程式。

答：一级反应：反应速度与浓度的一次方成正比一级反应动力学方程式：r=-dc/dt=kc以转化率表示的动力学方程式：㏑[β/（1－α）]=ktβ—体积增大率，它随转化深度而β=裂解气体积（标准态）/原料气体积（标准态）第一章第二节1. 烃类裂解有什么特点？答：1) 高温（反应温度高，一般为800℃以上，最高快可达900℃以上）2) 强吸热反应3) 短停留时间4) 低烃分压2. 裂解供热方式有哪两种？答：直接供热和间接供热。