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裂解原理在化學(xué)工程過(guò)程中的應用探討
裂解反應是目前化學(xué)工程中應用比較廣泛的一類(lèi)化學(xué)反應類(lèi)型,下面是小編搜集整理的一篇探究裂解原理應用的論文范文,歡迎閱讀查看。
摘要:裂解反應是目前化學(xué)工程中應用比較廣泛的一類(lèi)化學(xué)反應類(lèi)型,它與人們的日常生活息息相關(guān),為推動(dòng)我國國民經(jīng)濟的發(fā)展及方便人們的日常生活做出著(zhù)巨大的貢獻。本文介紹了裂解原理的基本概念和分類(lèi),并對目前裂解原理在化學(xué)工程中的應用情況進(jìn)行了介紹和討論。
關(guān)鍵詞:裂解原理;化學(xué)工程;概念;應用
1.前言
近年來(lái),裂解原理在化學(xué)工程中的應用范圍正在逐漸擴大,究其原因離不開(kāi)裂解原理本身的一些特點(diǎn),這些特點(diǎn)決定了它在化學(xué)工程中的獨特作用,使其能夠在工業(yè)生產(chǎn)中占據一席之地,并為我國國民生產(chǎn)總值的提高做出貢獻。對此,我們有必要針對裂解原理在化學(xué)工程過(guò)程中的應用進(jìn)行積極的研究和探討。
2.“裂解”的概念及內涵
在化學(xué)工程的概念中,裂解指的是在熱能的作用下將某種高分子的化合物轉變?yōu)槠渌头肿拥幕衔,該化學(xué)過(guò)程又叫做熱解或熱裂解[1]。這一工藝往往應用于石油化工的生產(chǎn)過(guò)程,它的發(fā)生溫度較高,一般在七百至八百攝氏度之間,有些特殊的裂解反應甚至需要提供一千攝氏度的高溫才能進(jìn)行,也正是因為超出裂化的高溫使得裂解反應可以不同于裂化反應達到更好的效果,比如它可以通過(guò)斷裂長(cháng)鏈烴的過(guò)程將石油或石油氣的分餾產(chǎn)物轉變?yōu)楸┗蛞蚁┑孺湡N較短的物質(zhì)?梢哉f(shuō),高溫是裂解反應的必要條件。
依照反應條件,裂解反應大致包括以下幾種類(lèi)型:首先是含水裂解。顧名思義,含水裂解就是指反應過(guò)程中有水存在的裂解過(guò)程,一般包括對石油進(jìn)行蒸汽裂化或是從有機廢料中提取出輕質(zhì)的原油,這些過(guò)程都需要或不排斥水分子的存在;其次是無(wú)水裂解。不像有水裂解需要或容許水分子的存在,無(wú)水裂解恰恰是不需要水分子才能發(fā)生反應的化學(xué)過(guò)程。無(wú)水裂解的歷史由來(lái)已久,古代的時(shí)候,古人將木材變成木炭的過(guò)程就屬于無(wú)水裂解的過(guò)程。目前看來(lái),這種裂解方式還可以用于塑料及生物質(zhì)能中液體燃料的制取;第三種類(lèi)型是真空裂解。真空裂解控制的是化學(xué)反應中的空氣含量,某些物質(zhì)在沒(méi)有空氣的情況下才能進(jìn)行裂解。
3.裂解原理的工業(yè)用途
裂解原理在目前的化學(xué)工程中的應用相對來(lái)說(shuō)是比較廣泛的,起初的化學(xué)工程中,裂解反應的原料主要包括柴油、煤油及石腦油等,不過(guò)隨著(zhù)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展和化學(xué)理念的變更,重油逐漸成為人們更為倚重的裂解反應原料。裂解的過(guò)程往往還會(huì )伴隨著(zhù)環(huán)化、縮合以及脫氫等不同類(lèi)型的化學(xué)反應。
一般來(lái)說(shuō),我們可以將整個(gè)反應過(guò)程分成兩個(gè)不同的階段。在第一階段的時(shí)候,裂解原料發(fā)生了初步的化學(xué)變化,會(huì )形成我們需要的目的產(chǎn)物,比如丙烯及乙烯等,這是一次反應過(guò)程。第二階段的時(shí)候,是一次反應的產(chǎn)物作為反應物發(fā)生的二次變化,所以也叫做二次反應,亦即丙烯及乙烯轉變成了二烯烴、環(huán)烷烴、芳烴及炔烴等的過(guò)程,甚至還有反應更為徹底的,直接變成了焦炭和氫氣。經(jīng)過(guò)了一次反應和二次反應以后,人們獲得的裂解產(chǎn)物就比較復雜了,可以說(shuō)是不同物質(zhì)組成的混合物。一般來(lái)說(shuō),裂解反應受到溫度、原料及反應時(shí)間的影響比較大,這三項因素的變化會(huì )導致不同的反應產(chǎn)物出現。一般來(lái)說(shuō),化工生產(chǎn)中比較常見(jiàn)的反應容器是蓄熱爐或管式爐,在這兩種反應容器中,石油烴會(huì )變成芳香烴、炔烴及烯烴等小分子物質(zhì),比如丙烯、乙烯、乙炔、丁二烯、甲苯及苯等。
目前的化學(xué)工程中,裂解原理一般用在化工產(chǎn)品的合成上,比如將二氯乙烯進(jìn)行裂解以后,人們可以得到PVC,即聚氯乙烯。而聚氯乙烯是人們日常生活用品中比較常用的一種原材料,比如門(mén)窗、管材、板材、鞋底、玩具、文具、電線(xiàn)外皮及包裝盒等物品,都是由聚氯乙烯制成[2],雖然除了化學(xué)工程領(lǐng)域的工作者及相關(guān)的研究者以外多數人并不了這些日常生活用品的合成過(guò)程。另外,在化學(xué)工程中,難免要出現一些化工廢料,對這些化工廢料的處理同樣離不開(kāi)裂解反應,因為它可以通過(guò)不同類(lèi)型的裂解過(guò)程將這些化工廢料轉變成一些低害物質(zhì)以避免對自然環(huán)境的污染,甚至有些化工廢料還能夠在裂解反應的作用下變成能夠被人們二次利用的新的化工原料,這樣就實(shí)現了資源的可持續利用,是低碳環(huán)保理念所提倡的一種化工生產(chǎn)方式。比如“合成氣”,經(jīng)過(guò)裂解反應將部分化工廢料轉變?yōu)楹铣蓺夂,合成氣又可以成為氨及甲醇的制造原料,而氨又是尿素及各?lèi)復合肥、硝酸等的重要合成材料。
4.結語(yǔ)
裂解反應是目前化學(xué)工程中應用比較廣泛的一類(lèi)化學(xué)反應類(lèi)型,它與人們的日常生活息息相關(guān),為推動(dòng)我國國民經(jīng)濟的發(fā)展及方便人們的日常生活做出著(zhù)巨大的貢獻。作為化學(xué)反應的類(lèi)型之一,裂解反應不可避免地受到一定反應條件的制約并且也會(huì )有部分能耗的浪費,在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中,更新裂解反應的技術(shù)工藝,創(chuàng )造低碳、節能、環(huán)保的裂解方式必然會(huì )成為化學(xué)工程發(fā)展的方向和目標。
參考文獻
[1]諸葛金方.探究裂解原理在化學(xué)工程過(guò)程中的應用[J].中國化工貿易,2012,(5):9.
[2]邵慶磊.探究裂解原理在化學(xué)工程過(guò)程中的應用[J].科技與企業(yè),2013,(5):286.
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