Закономерности термического разложения алкилбензолов

Изучение термической устойчивости алкилбензолов имеет большое значение ввиду того, что на их основе получают теплоносители различных марок, которые широко используемые в промышленности. Эти теплоносители эксплуатируются, в основном, при температуре до 300°С, однако возможны локальные перегревы в печах до 360°С. При рабочей температуре 300°С и выше происходит заметное термическое разложение алкилбензолов, что приводит к ухудшению эксплуатационных свойств теплоносителей за счет понижения их температуры вспышки. С целью выбора оптимальных условий эксплуатации алкилбензолов проведены исследования химического состава продуктов термического разложения алкилбензолов (с длиной алкильного заместителя ), производимых в 000 «Кинеф», методом хромато-масс-спектрометрии. Термическое разложение aлкилбензолов проводили при температурах 300 и 360°С в токе инертного газа при постоянном отгоне образующихся продуктов. За 4 часа образовалось жидких продуктов при 300°С - 0.11, а при 360°С - 10%.мас.

Химический состав жидких продуктов разложения в основном соответствует общим закономерностям термического крекинга насыщенных и ароматических углеводородов, однако, обнаружены существенные отличия. В выбранном температурном интервале в процессе термического разложения в жидких продуктах обнаружены в основном алкены и алканы , алкилбензолы (заместители), тетрaлины и нафталины. Важно отметить, что нафтены, циклоолефины и диолефины в продуктах разложения в заметном количестве не обнаружены. Установлено существенное различие в образовании алкилбензолов при 300 и 360°С при разрыве алкильного заместителя. Если принять концентрацию толуола за 1, то содержание (при 300 и 360°С соответственно): этилбензола - 0.26 и 2.44 (разрыв 3-ей связи от кольца), 0.5 и 1.9 (разрыв 4-ой связи), 1.0 и 1.6 (разрыв 5-ой связи), 1.7 и 2.0 (разрыв 6-ой связи), 1.7 и 0.6 (разрыв 7-ой связи). То есть при 300°С выполняются общие закономерности преимущества разрыва связи в близкой к середине цепи алкильного заместителя, а при 360°С это влияние не наблюдается. Кроме того, возможны вторичные процессы разложения алкилбензолов. При 300°С образуется линейных а-олефинов примерно в 1.З-1.6 раза больше, чем соответствующих линейных парафинов, а при 360°С олефинов больше, чем парафинов в 1.05-1.25 раза. Этот факт указывает на протекание вторичных процессов распада олефинов.

Таким образом, при выборе сырья для производства теплоносителей эксплуатируемых до 300°С, возможно использовать алкилбензолы с длинными алкильными заместителями, а теплоносители, у которых рабочая температура выше 300°С, желательно изготавливать на основе более термостойких полиалкилбензолов с относительно короткими алкильными заместителями.

 

Васильев В. В., Саламатова Е.В.

Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России