Закономерности некаталитического парциального окисления углеводородов С1–С4 при температурах 1400-1800 К

Аннотация

В статье представлены результаты термодинамического анализа и кинетического моделирования некаталитического парциального окисления углеводородов С₁–С₄ при температурах 1400-1800 К и давлениях до 50 атм. Установлено, что на первом этапе парциального окисления углеводородов С₂₊ в исследованной области температур и давлений их превращение начинается не с взаимодействия с кислородом, а их термического пиролиза без участия кислородсодержащих радикалов. Конверсия кислорода происходит в результате его взаимодействия с продуктами пиролиза С₂₊ углеводородов, преимущественно этиленом, являющимся в данном температурном диапазоне, наряду с ацетиленом, более стабильным углеводородом. Окислительная конверсия метана происходит в результате его взаимодействия с кислородом, причем расход обоих реагентов протекает симбатно с существенно меньшей скоростью, чем окисление С₂₊ углеводородов. После полного расходования О₂ на втором этапе последующая конверсия углеводородов протекает через более медленные, чем окисление, процессы конверсии СО, C₂H₂ и CH₄. Основным конвертирующим агентом при этом является H₂O. В результате этих реакций существенно возрастает содержание H₂ и СО в синтез-газе и при достаточном времени реакции достигается близкое к равновесному распределение продуктов.