|
|
|
Главная --> Справочник терминов Химической активностью Наибольшее распространение для извлечения кислых компонентов (H2S, ССЬ) из природного газа получили абсорбционные регенеративные процессы. В процессе физической или химической абсорбции из газа извлекаются кислые компоненты; в процессе регенерации насыщенного абсорбента получается поток кислого газа, направляемый в установку производства серы. Потребная циркуляция абсорбента при химической абсорб-ции прямо пропорциональна концентрации кислых компонентов в очищаемом газе; при физической абсорбции она постоянна и не зависит от исходной концентрации кислых компонентов. При содержании кислых компонентов в природном газе до 3—4% потребная циркуляция химического абсорбента меньше, чем физического; при содержаниях более 3—4% циркуляция химического абсорбента больше, чем физического. Эта разница тем больше, чем выше концентрация кислых компонентов в исходном газе. В соответствии с этим в первом приближении процессы химической абсорбции целесообразно применять при низком содержании кислых компонентов в исходном газе; при высоком содержании целесообразнее процессы физической абсорбции. В процессах химической абсорбции используются: Принципиальная технологическая схема процессов химической абсорбции не отличается от обычной схемы абсорбционного процесса. Однако в конкретных условиях в зависимости от количества кислых газов в очищаемом газе, наличия примесей, при особых требованиях к степени очистки, к качеству кислого газа, и других факторов технологические схемы могут существенно отличаться. Так, например, при использовании амиппых процессов при очистке газов газоконденсатных месторождений под высоким давлением и с высокой концентрацией кислых компонентов широко используется схема с разветвленными потоками абсорбента (рис. 53), позволяющая сократить капитальные вложения и в некоторой степени эксплуатационные затраты. Высокая концентрация кислых компонентов требует больших объемов циркуляции поглотительного раствора. Это не только вызывает рост энергетических затрат на перекачку и регенерацию абсорбента, но и требует больших объемов массообменных аппаратов, т. е. увеличения капитальных вложений. Вместе с. тем из практики известно, что в силу высоких скоростей реакций аминов с кислыми газами основная очистка газа происходит па первых по ходу очищаемого газа пяти—десяти реальных тарелках абсорбера; на последующих тарелках идет топкая доочист-ка. Этот факт послужил основанием для подачи основного количества грубо регенерированного абсорбента в середину абсорбера, а в верхнюю часть абсорбера — меньшей части глубоко-регенерированного абсорбента. Это позволило использовать абсорбер переменного сечения (нижняя часть большего диаметра, верхняя — меньшего), что снизило металлозатраты, а также сократить затраты энергии за счет глубокой регенерации только части абсорбента. Для очистки остаточных газов (без предварительного сжигания) используются процессы прямой конверсии и процессы, связанные с превращением всех сернистых соединений путем гидрирования (реакции с водородом) в сероводород. Сероводород из газов гидрирования извлекают в процессах химической абсорбции и рециркулируют в установку Клауса либо превращают в серу в процессах прямой конверсии. Практика очистки больших потоков высокосернистого природного газа освоила методы химической и физической абсорбции и установила ориентировочные границы их применения. Считается, что при содержании в исходном газе сероводорода примерно 1—8% следует применять процессы химической абсорбции, свыше 8% — процессы физической абсорбции. 1) адсорбция сероводорода на цеолите с последующей очисткой газа регенерации в процессах химической абсорбции или с их выбросом после сжигания в атмосферу; Первый тип процессов можно назвать адсорбционно-абсорб-ционным. На стадии адсорбции H2S поглощается цеолитом, на стадии десорбции он переходит в поток регенерациошюго газа. Концентрация H2S в регенерационном газе становится достаточной для процессов химической абсорбции. Таким образом, традиционная схема процесса химической абсорбции кислых газов дополняется адсорбционной установкой, что, естественно, удорожает процесс очистки. С учетом невысоких объемов производства серы процесс становится для газовой промышленности мало экономичным. Пределом применимости этих процессов, видимо, может служить цена серы, которая должна быть несколько ниже мировой. процессы физической абсорбции и химической абсорбции (или хемо- К процессам химической абсорбции в азотной промышленности Для химической абсорбции характерны следующие особенности: Исследование закономерности фазового равновесия в системах углеводород — полярный экстрагент позволило предложить [11] удобный метод, дающий возможность рассчитать относительные коэффициенты активности уи = Yi/Y; различных пар углеводородов в присутствии полярного экстрагента (при заданном составе раствора и температуре), если известно значение YOTH одной пары углеводородов с различной химической активностью и в данном растворе и значение YIJ всех углеводородов в другом растворе, содержащем полярный растворитель (не обязательно заданный), в частности если известны значения YOTH углеводородов в экстр-агенте при бесконечном разбавлении (Y~TH). Последнее весьма важно, так как значения Y^H МОГУТ быть определены методом газожидкостной хроматографии. ЭПХГ обладает высокой химической активностью, при его гидролизе идут побочные реакции. Например, ЭПХГ может легко полимеризоваться, чему способствуют повышение температуры и контакт с некоторыми металлами, особенно с железом. В зависимости от применяемого катализатора получаются подвижные жидкости, высоковязкие масла или смо-лообразные продукты. Поэтому аппаратуру и трубопроводы для ЭПХГ рекомендуют делать из хромоникелевых сталей [167, 168]. Описан ионный механизм полимеризации эпоксидной группы под действием кислотных или щелочных катализаторов с образованием соединений типа полимерных простых эфиров [169]. В случае присутствия кислотного катализатора реакция протекает следующим образом: Однако благодаря тому, что' и радикалы, и оргапичес-кие ионы за редкими исключениями обладают чрезвычайно высокой химической активностью, они могут реагировать не только в желаемом направлении, но и вступать во множество других реакций. Поэтому надо уметь регулировать реакционную способность высокоактивных частиц-предшественников. Иначе говоря, нужно уметь «приглушить» их чрезмерную, неуправляемую химическую активность и в то же время сохранить достаточно высокую реакционную способность с тем, чтобы желаемые превращения протекали быстро и эффективно. Таким образом, под воздействием физических или химических факторов в системе появляются свободные радикалы, имеющие, например, неспаренные /ьэлектроны и обладающие вследствие этого высокой химической активностью. Соударения свободных радикалов приводят к возникновению ковалентной связи между ними с образованием неактивной молекулы. При взаимодействии свободного радикала с неактивной молекулой образуется продукт реакции, имеющий тоже один неспаренный электрон и обладающий почти той же активностью, что и исходный свободный радикал. Эти процессы могут быть иллюстрированы схемой Химические превращения поливинилхлорида. Поливинилхлорид, в противоположность фторсодержащнм полимерам, обладает высокой химической активностью. В процессах химических превращений в реакцию вступают атомы хлора. В большинстве случаев отщепление атома хлора влечет за собой отщепление атома водорода от соседнего углерода. содержащий в боковой цепи одновременно сложноэфирную и карбонильную группы. Реакция протекает при 50—60° в среде уксусной кислоты в присутствии уксуснокислого натрия как катализатора. В этих условиях наряду с ацетоацетатными группами в полимере образуются и ацетатные группы. Поливинилацетоацетат, по свойствам очень напоминающий поливинилацетат, обладает еще более высокой химической активностью благодаря присутствию в нем карбонильных групп. Полимеры г, -ксилилена принадлежат к полимергомологам алкилбензолов, отличающимся высокой химической активностью. Однако вследствие твердой стекловидной структуры полимера, нерастворимости его при температурах, обычно применяемых в органическом синтезе, высокой степени кристалличности, отсутствия жидкстекучего состояния затрудняется диффузия реагентов в глубь полимера. Только при некотором набухании полимера в реакционной среде проявляется его реакционная способность, характерная для ароматических соединений. Подавляющее большинство химических превращений полимеров стирола обусловливается высокой химической активностью фенильной группы. Эти химические превращения в большинстве случаев аналогичны химическим реакциям, характерным для бензола и его алкилпроизводных. В отличие от полипараксилиле-на полистирол легко растворяется во многих растворителях при обычной температуре. С повышением температуры полистирол переходит в пластическое состояние. Поэтому полистирол значительно легче использовать в процессах разнообразных химических превращений, подобных превращениям алкилбензолов, сохраняя неизменную степень полимеризации исходного полимера. Диазокатион (катион диазония) образуется при реакции диазо-тирования. Положительный заряд в нем распределен между обоими атомами азота. Диазокатион обладает высокой химической активностью и является электрофильным реагентом; из всех форм диазосоединений только он вступает в реакцию азосочетания. Таким образом, алкильные радикалы, обладая электронодонорными свойствами, замедляют эту реакцию, а в случае хлораля — за счет электроноакцепторного действия группы СС13 (—/-эффект) происходит увеличение реакционной способности карбонильного углерода. Следует обратить внимание на то, что в случае кетонов в отличие от альдегидов с карбонильной группой связаны два радикала, понижающие активность молекулы. Вот почему альдегиды-обладают большей химической активностью, чем кетоны. Еще меньшей химической активностью обладают ртутьоргани-ческие производные. Но они могут служить для получения некоторых элементорганических соединений в лабораторной практике:  Хлорированного полиэтилена Характеристики соединения Хлористым бензоилом Хлористым палладием Хлористого фенилдиазония Хлористого сульфурила Хлороформа примечание Хлороформного экстракта Хлороформ хлористый |
- |
Навигация