『壹』 石油裂化和裂解有規律嗎
共同點是,都是大的烴分子發生斷裂,得到2個小的烴分子,類似於分解反應,當然也遵循質量守恆規律,所以書寫方程式只要注意前後C、H原子數守恆就可以了。
可以是均裂,即得到的2個烴中的C原子數相等。
C8H18--C4H10+C4H8
C4H10--C2H6+C2H4
也可以是不均裂,即得到的2個烴中的C原子數不等。
C4H10--CH4+C3H6
注意:
1、均裂或不均裂難以進行控制,所以對1種烴進行加熱裂化或裂解,得到是混合物。
2、裂解的溫度往往比裂化更高,所以裂解又稱為深度裂化。
裂化,在工業上是為了得到C原子數在5~8的輕質燃料油,如汽油。
裂解,是為了得到C原子數更小的氣態不飽和烴,如乙烯、丙烯等等。
3、實際上,不僅烷烴能裂化,烯烴受熱,也會裂化的,也遵循質量守恆規律,只是高中對這一點不太討論。
『貳』 熱解和焚燒的概念和它們的區別
熱解:這是一種物質在受熱作用下發生分解的化學反應過程。無論是無機物還是有機物,在達到一定溫度時,都可能發生分解。傳統上,熱解過程不使用催化劑,也不涉及紫外線輻射等其他能量形式。
焚燒:焚燒是一個涉及化學、熱傳遞、物質傳遞、流體力學、化學熱力學和化學動力學等多個復雜過程的組合。
熱解與焚燒的區別:
1. 特點:
- 熱解:通常,無機物的熱解反應較為簡單;而有機物在熱解時,由於可能產生副反應,其產物組成通常較為復雜。
- 焚燒:通過焚燒處理,垃圾可以實現減量化和節省用地,同時還能消滅各種病原體,並將有毒有害物質轉化為相對無害的物質。
2. 應用:
- 熱解:為了提高熱解效率、增加產物產率以及制備常規熱解難以獲得的產物,研究者們越來越多地探索在熱解過程中加入催化劑的方法。例如,在塑料熱解中,添加CaO、MgO等催化劑已有一些工業應用。
- 焚燒:常見的焚燒包括秸稈焚燒、冥房焚燒和紙錢焚燒等。現代垃圾焚燒爐配備了先進的煙塵凈化系統,以減輕對大氣環境的污染。然而,近年來,垃圾焚燒法在全球范圍內已經開始衰退。目前,已有超過15個國家和地區實施了部分禁止焚燒垃圾的禁令。
(2)石油烴多少度分解擴展閱讀:
- 熱解實例:石油烴類在熱解時,除了產生低分子量的烯烴,還可能因聚合、縮合等副反應生成分子量更大的產物,如焦油等。熱解過程需要大量熱能。
- 工業供熱方式:工業上的供熱可以分為自熱過程和外熱過程。例如,石灰石在高溫下熱解生成石灰,即使是在有氧條件下,反應過程也不會受到影響,因此可以採用直接煅燒的工業窯爐進行外供熱。
參考資料來源:網路-熱解
參考資料來源:網路-焚燒
『叄』 石油和天然氣怎麼生成的
隨著科學的發展,大量的證據表明,石油和天然氣是由分散在沉積岩中的沉積有機質在成岩作用期間經微生物分解或熱解作用而形成。
一、油氣生成的原始物質
石油和天然氣來源於有機質。早在古生代以前,地球上就出現了生物,隨著地史的發展,生物廣泛地發育起來。地球上的動植物種類繁多,數量很大,化學成分也異常復雜,但就生成油氣的主要原始物質而言,仍然是以沉積岩中分散的有機質為主。那麼有機物質的哪些組分可以生成油氣呢?
(1)類脂化合物。常見的類脂化合物是脂肪,脂肪水解後生成脂肪酸,在還原條件下,脂肪酸發生去羧基和加氫作用,生成類似石油的液態烴類,是生油最主要的物質。類脂化合物主要來自於低等的生物和微生物體,如低等的藻類、細菌、低等水生物。
(2)蛋白質。蛋白質是生物體的基本組成物質之一,其性質不穩定,與酸、鹼共熱或遇酶水解可生成氨基酸的混合物。氨基酸去羧基和氨基可生成不同的低分子碳氫化合物。蛋白質主要來自於低等的生物(細菌、藻類等)。
(3)碳水化合物。碳水化合物即糖類,是高等植物的主要組分,易被水解、氧化及生物化學分解。碳水化合物在鹼性條件下,發生糖化作用生成脂肪酸,再向烴類轉化。碳水化合物較穩定的部分,如幾丁質、纖維素等,可以被降解形成腐殖類物質向煤轉化,同時,纖維素經微生物分解也可生成天然氣。
(4)木質素。木質素來自於高等植物,它是由對甲基烯丙基苯為基本結構單元的高分子化合物,是形成腐殖質的原始物質,故人們認為它可能是石油中芳香烴的母質之一,也是成煤生氣的主要物質。
可見,低等生物(如藻類和低等水生動物)和微生物是生成油氣的主要物質。
二、油氣生成的外界條件
有機質為石油和天然氣的生成提供了物質基礎,但要使有機質保存下來,並向油氣轉化,必須有適當的外界條件。
(一)古地理環境和大地構造條件
根據對現代沉積相和古代沉積岩的調查研究,淺海區、海灣、潟湖以及內陸湖泊的深湖—半深湖、前三角洲地區,是有利的生油氣地理環境。這些地方適宜於生物生活和繁殖,有豐富的有機質,且水體寧靜,含氧量少,具有生成油氣的還原環境;沉積物來源充足,沉積速度快,有機物能迅速被掩埋起來,利於有機質的保存。
從大地構造角度來說,沉積盆地中各類坳陷具有長時期的沉降作用,且沉降的幅度不斷被沉積物所補償,始終保持有利於生物繁殖的水深環境,保證沉積有機物不斷被新的沉積物所覆蓋,保持還原環境,減少有機物被氧化消耗。隨著有機物埋深加大,地層溫度升高,有利於沉積有機質向油氣轉化。我國松遼盆地中、新生代沉積層厚約5500m,華北、四川、准噶爾盆地沉積岩厚達上萬米,這些盆地都找到了豐富的油氣藏。
(二)物理化學條件
有機質向油氣轉化的物理化學條件主要有細菌、溫度、壓力、催化劑。
細菌是地球上分布最廣、繁殖最快的微生物。細菌能引起多種生物化學作用,尤其是厭氧細菌可以把沉積有機質分解成各種單體化合物和瀝青質。在成岩作用初期階段,細菌分解作用是主導作用。
溫度可以加速化學反應進行。沉積有機質在埋藏深度不斷加大,地層溫度不斷上升的情況下,有機質發生熱解形成烴類。高溫下,有機質變質作用增強,裂解成氣態物質(甲烷)和石墨。在油氣形成過程中,溫度起主導作用。隨著沉積有機質埋藏深度加大,壓力升高,在中等溫度(50℃)下,增加壓力到30~70MPa時,類脂化合物室內模擬試驗時產生烴。
壓力可以促進加氫作用,使高分子烴變成低分子烴,使不飽和烴變為飽和烴,對形成石油的質量有影響。
催化劑是指能夠加速有機質向油氣轉化的物質,但它本身在反應前後並不發生變化。室內研究表明,在150~200℃時硅酸鋁能催化脂肪、氨基酸以及其他類脂化合物生成烴類化合物,膨潤土也有催化作用。
三、油氣生成階段
有機質向油氣轉化,依據其作用因素和產物的不同,大致可以劃分為三個階段。
(一)生物化學生氣階段
有機質自沉積埋藏開始至1500m深度范圍,壓力增大,溫度小於60℃,以細菌活動為主。有機質在細菌作用下發生分解,產生大量氣態物質,如CH4、CO2、N2等。同時,階段後期有極少量的碳數較高的液態烴形成。因此,此階段只能形成氣藏,而不能形成像樣的油藏。
(二)熱催化生油階段
隨著有機質埋深加大,地層溫度、壓力不斷升高,細菌作用逐漸減弱,地熱及無機催化作用起著主導作用。此階段深度大約在1500~6000m,溫度在60~210℃之間。其中在60~120℃、深度在1500~3000m范圍內,有機質發生催化降解、加氫作用,大量的液態烴和氣態烴形成,稱之為「生油主帶」。我們把有機質開始熱解成為大量石油烴和氣態烴的溫度(約60℃)稱為「生油門限溫度」。在埋深3000~6000m、溫度120~210℃階段,溫度的作用更為顯著,有機質熱解產生少量的氣態物,先形成的液態烴部分裂解,形成濕氣或凝析氣。
(三)熱裂解生氣階段
當埋深超過6000m、溫度超過210℃時,有機質和已生成的石油發生降解,早期尚有少量的液態烴,但最終它們均裂解成為氣態烴(CH4)和石墨,稱之為「干氣階段」。
四、生油(氣)層
能夠生成工業數量的石油和天然氣的岩石,稱為生油(氣)岩,也稱為生油(氣)母岩。由生油(氣)岩組成的岩層稱為生油(氣)層,它是自然界生成石油和天然氣的場所。
生油(氣)層是由顆粒較細的沉積岩層組成。常有兩類岩石:一是黏土岩,包括泥岩和頁岩;二是碳酸鹽岩,如泥晶灰岩、介殼灰岩、白雲岩、礁灰岩等。生油(氣)層的共同特徵是:顏色較深,多為灰褐、黑色;顆粒較細;含有較多的分散狀有機質(如微體古生物化石)和黃鐵礦。
生油(氣)層常形成於水體較為安靜、有機質豐富的深湖相、半深湖相、前三角洲相、淺海相、潟湖相等相帶。
生油岩的鑒別,目前已由定性的判斷向定量的方法分析轉變。定量確定生油岩是分析岩石中的各種地球化學指標,包括有機質豐度指標、有機質類型指標、有機質成熟度指標和有機質轉化指標四類。
『肆』 石油是怎麼來的
石油的形成有幾個基本的步驟和條件:
1. 有機物的積累:石油的原料是植物和浮游生物的遺體及沉積物,它們在淺海或湖泊環境下進行積累和埋藏。這需要有大量的植物生長,並且死後被埋藏起來。
2. 缺氧環境:有機物埋藏後需要處於無氧或缺帶穗氧的環境,否則會被氧化分解,無法形成石油。這需要速度較快的沉積過程將其掩埋。
3. 壓實作用:有機物被埋藏後,需要經受較高的溫度和壓力,這會使其發生化學變化,脫氧產生石油烴。常見的造油過程需要3千米到5千米深的埋藏和50°C到150°C的豎耐溫度,以及數千個大余行春氣壓的壓力。
4. 遷移聚集:石油形成和腐蝕作用會使其從萌源岩(有機物烴源岩)中遷移出來,並在密度較低的盛油岩層中聚集,這需要有容器岩層來 storing 石油。
5. 封存作用:石油最終需要被封存在地層中,不與大氣接觸。蓋層對於石油的保存至關重要。如果沒有足夠的蓋層,石油會隨著時間的推移而揮發和氧化消失。
綜上,石油的形成是一個漫長而復雜的地質過程,需要多個條件配合,才可能最終形成和保存下來成為我們今天使用的重要能源產品。所以石油屬於不可再生的戰略資源。
『伍』 什麼樣的反應屬於裂解反應
裂解是石油化工生產過程中,以比裂化更高的溫度(700℃~800℃,有時甚至高達1000℃以上),使石油分餾產物(包括石油氣)中的長鏈烴斷裂成乙烯、丙烯等短鏈烴的加工過程。
裂解是一種更深度的裂化。
石油裂解的化學過程比較復雜,生成的裂解氣是成分復雜的混合氣體,除主要產品乙烯外,還有丙烯、異丁烯及甲烷、乙烷、丁烷、炔烴、硫化氫和碳的氧化物等。 裂解氣經凈化和分離,就可灶答以得到所需純度的乙烯、丙烯等基本隱弊慧有機化工原料。
石油裂解已成為生產乙烯的主要方法。
烷烴的熱穩定性較強,在特定條件下才能發生裂解反應。卜譽
例如:CH4在溫度高於1200攝氏度,無氧環境下,可生成碳單質和氫氣。C16H34在催化劑,高溫高壓條件下可裂解為C8H18(辛烷)和C8H16(辛烯)。