ТАБЛИЦА 3.5. Зависимость относительной скорости* выделения пироуглерода от времени газофазных реакций при 825 0C
Углеводород
Относительная скорость
выделения
пироуглерода
0,3 с
0,5 с
0,7 с
1,0 с
1,25 с
1,5 с
Гептан
1,26
0,98
0,94
1,00
1,14
1,23
Бензол
0,90
0,93
0,79
1,00
1,30
1,50
Циклогексан
0,75
0,92
0,87
1,00
1,19
1,54
* Скорость выделения пироуглерода при времени пиролиза I с принята за U
держание для разных углеводородов различно. С увеличением температуры и диаметра трубки пороговое содержание снижается. Значения молярного порогового содержания для образования сажи (диаметр реакционной трубки 14,5 мм; давление газовой смеси равно атмосферному) приведены ниже (в %):
Метан-азот
1000 0C 63,0
1100°С 21,0
12000C 2,8
Бензол-азот
1000 0C 0,90
11000C 0,33
12000C 0,25
Ацетилен-азот
1000 0C 5,0
11000C 1,85
12000C 1,2
Выход сажи возрастает с увеличением температуры пиролиза и парциального давления углеводорода. Различные углеводороды в разной степени склонны к образованию сажи. В общем, с ростом отношения числа атомов углерода к числу атомов водорода в молекуле углеводорода выход сажи при заданных условиях повышается. Водород тормозит образование сажи.
Образование сажевых частиц складывается из двух процессов— образования зародышей и их роста. Зародыши растут, как и пироуглерод, в результате в основном прямого разложения углеводородных молекул до элементов. Образование же зародышей является сложным малоизученным процессом, имеющим очень высокую («460—735 кДж-моль-1) энергию активации. Наиболее вероятно, что зародыши сажевых частиц образуются в результате цепной разветвленной реакции.
Для неароматических углеводородов образованию сажи всегда предшествует образование ацетилена; предполагают, что в этом случае зародыши сажевых частиц из него и образуются. В случае ароматических углеводородов зародыши сажевых частиц обра-