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熱解反應 物質受熱發生分解的反應過程。許多無機物質和有機物質被加熱到一定程度時都會發生分解反應。熱解過程不涉及催化劑,以及其他能量,如紫外線輻射所引起的反應。

 

1 熱解反應 -簡介

熱解反應

物質受熱發生分解的反應過程。許多無機物質和有機物質被加熱到一定程度時都會發生分解反應。熱解過程不涉及催化劑,以及其他能量,如紫外線輻射所引起的反應。

2 熱解反應 -分類

  按原料分為:

無機物熱解  有工業意義的無機物熱解反應如碳酸氫鈉焙燒生成碳酸鈉:

2NaHCO3─→Na2CO3+H2O+CO2石灰石(碳酸鈣)焙燒生成生石灰(氧化鈣):

CaCO3─→CaO+CO2氧化汞熱解生成元素汞:

2HgO─→O2+2Hg氯酸鉀熱解生成高氯酸鉀:

4KclO3─→3KclO4+KCl

3 熱解反應 -有機物熱解

  有工業意義的有機物熱解過程很多,常因具體工藝過程而有不同的名稱。在隔絕空氣下進行的熱解反應,稱為乾餾,如煤乾餾、木材乾餾;甲烷熱解生成炭黑稱為熱分解;烷基苯或烷基萘熱解生成苯或萘常稱為熱脫烷基(見脫烷基);由丙酮制乙烯酮稱為丙酮裂解等。烴類的熱解過程常區別為熱裂化和裂解(見烴類裂解)。前者的溫度通常<600℃,其目的是由重質油生產輕質油,進而再加工成發動機燃料。後者則溫度較高(通常>700℃),且物料在反應器中停留時間較短,其目的是獲得石油化工的基本原料如乙烯、丙烯、丁二烯、芳烴等。

一般說來,無機物的熱解反應比較簡單;有機物熱解時,由於會產生副反應,產物組成往往比較複雜。例如石油烴裂解時,除獲得低分子量烯烴外,還有因聚合、縮合等副反應,而生成比原料分子量更大的產物,如焦油等。

供熱方式  熱解過程需要吸收大量熱能。工業上的供熱方式可分為自熱過程和外熱過程。例如石灰石熱解生成石灰,溫度在800℃以上,甚至在氧存在下也不影響反應過程,因此可採用直接煅燒的工業窯爐進行外供熱過程。對於石油餾分的裂解,反應溫度在750℃以上,且要求儘可能低的烴分壓,產物為可燃氣體,因此常用間壁傳熱方式(如管式爐裂解)或由載熱體直接供熱(如蓄熱爐裂解、砂子爐裂解、高溫水蒸氣裂解等)的外熱過程。但也可以用燒去一部分原料進行自熱過程,如天然氣或重油部分燃燒熱解制乙炔、炭黑等。由於管式爐裂解制低碳烯烴的優越性很多,近代石油烴裂解幾乎都採用此法。

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