Макет страницы
При (6рН2)1/2 > 1 (сильная адсорбция)
(11A^h/'
Скорость распада углеводорода w в этом случае можно выразить следующим образом:
SW = (I-Bh2) ze
-EtRT.
-EtRT,
g-0,5Q RT
где р — парциальное давление углеводорода; E — энергия активации распада молекулы углеводорода на элементы; — число соударений мо-
лекул углеводородов с 1 см2 поверхности за 1 с; m — масса молекулы; R — константа больцмана.
Скорость образования пироуглерода обратно пропорциональна парциальному давлению водорода в степени 0,5 (рис. 3.2). Из расчета по экспериментальным данным следует, что энергия активации распада углеводородной молекулы на элементы E та « 42 — 48 кДж-моль-1. Такое низкое значение энергии активации соответствует тому, что молекула реагирует с активным центром углеродной поверхности как со свободным радикалом.
Так как разница в скоростях разложения до элементов для различных углеводородов относительно невелика, газофазные реакции углеводородов влияют на скорость отложения пироуглерода незначительно (табл. 3.5).
При высоких температурах (1000°С и выше) наряду с выделением пироуглерода на поверхности образуется дисперсный углерод в виде более или менее срощенных сферических частиц — сажа. В зависимости от температуры средний диаметр частиц сажи составляет 40—3000 нм. Образование сажи i/w„ начинает происходить (при данном со - зо держании углеводорода) всегда при более высокой температуре, чем выделение углерода на поверхности. При заданных температуре и диаметре реакционной трубки образование сажи начинается только в том случае, если содержание углеводорода превышает некоторое критическое, пороговое. Пороговое со-
Рис. 3.2. Зависимость скорости образования пироуглерода от парциального давления водорода (PH2)1
/ — разложение бензола при 800 °С, общее давление 0,66 кПа и парциальное давление бензола 0,11 кПа; 1— разложение бензола при 700 0C1 общее давление 0,1 МПа и парциальное давление бензола 13,3 кПа; S — разложение метана при 800 °С, общее давление 0,1 МПа; 4— разложение этана при 700 0C, общее давление 0,1 МПа; 5 — разложение метана при 900 0C об-Шее давление 0,1 МПа, парциальное давление метану. 0,66 кПа,
