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裂解原理在化學(xué)工程過程中的應(yīng)用探討
裂解反應(yīng)是目前化學(xué)工程中應(yīng)用比較廣泛的一類化學(xué)反應(yīng)類型，下面是小編搜集整理的一篇探究裂解原理應(yīng)用的論文范文，歡迎閱讀查看。
摘要：裂解反應(yīng)是目前化學(xué)工程中應(yīng)用比較廣泛的一類化學(xué)反應(yīng)類型，它與人們的日常生活息息相關(guān)，為推動我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及方便人們的日常生活做出著巨大的貢獻(xiàn)。本文介紹了裂解原理的基本概念和分類，并對目前裂解原理在化學(xué)工程中的應(yīng)用情況進(jìn)行了介紹和討論。
關(guān)鍵詞：裂解原理;化學(xué)工程;概念;應(yīng)用
1.前言
近年來，裂解原理在化學(xué)工程中的應(yīng)用范圍正在逐漸擴(kuò)大，究其原因離不開裂解原理本身的一些特點，這些特點決定了它在化學(xué)工程中的獨特作用，使其能夠在工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)一席之地，并為我國國民生產(chǎn)總值的提高做出貢獻(xiàn)。對此，我們有必要針對裂解原理在化學(xué)工程過程中的應(yīng)用進(jìn)行積極的研究和探討。
2.“裂解”的概念及內(nèi)涵
在化學(xué)工程的概念中，裂解指的是在熱能的作用下將某種高分子的化合物轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌头肿拥幕衔铮摶瘜W(xué)過程又叫做熱解或熱裂解[1]。這一工藝往往應(yīng)用于石油化工的生產(chǎn)過程，它的發(fā)生溫度較高，一般在七百至八百攝氏度之間，有些特殊的裂解反應(yīng)甚至需要提供一千攝氏度的高溫才能進(jìn)行，也正是因為超出裂化的高溫使得裂解反應(yīng)可以不同于裂化反應(yīng)達(dá)到更好的效果，比如它可以通過斷裂長鏈烴的過程將石油或石油氣的分餾產(chǎn)物轉(zhuǎn)變?yōu)楸┗蛞蚁┑孺湡N較短的物質(zhì)。可以說，高溫是裂解反應(yīng)的必要條件。
依照反應(yīng)條件，裂解反應(yīng)大致包括以下幾種類型：首先是含水裂解。顧名思義，含水裂解就是指反應(yīng)過程中有水存在的裂解過程，一般包括對石油進(jìn)行蒸汽裂化或是從有機(jī)廢料中提取出輕質(zhì)的原油，這些過程都需要或不排斥水分子的存在;其次是無水裂解。不像有水裂解需要或容許水分子的存在，無水裂解恰恰是不需要水分子才能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)過程。無水裂解的歷史由來已久，古代的時候，古人將木材變成木炭的過程就屬于無水裂解的過程。目前看來，這種裂解方式還可以用于塑料及生物質(zhì)能中液體燃料的制取;第三種類型是真空裂解。真空裂解控制的是化學(xué)反應(yīng)中的空氣含量，某些物質(zhì)在沒有空氣的情況下才能進(jìn)行裂解。
3.裂解原理的工業(yè)用途
裂解原理在目前的化學(xué)工程中的應(yīng)用相對來說是比較廣泛的，起初的化學(xué)工程中，裂解反應(yīng)的原料主要包括柴油、煤油及石腦油等，不過隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展和化學(xué)理念的變更，重油逐漸成為人們更為倚重的裂解反應(yīng)原料。裂解的過程往往還會伴隨著環(huán)化、縮合以及脫氫等不同類型的化學(xué)反應(yīng)。
一般來說，我們可以將整個反應(yīng)過程分成兩個不同的階段。在第一階段的時候，裂解原料發(fā)生了初步的化學(xué)變化，會形成我們需要的目的產(chǎn)物，比如丙烯及乙烯等，這是一次反應(yīng)過程。第二階段的時候，是一次反應(yīng)的產(chǎn)物作為反應(yīng)物發(fā)生的二次變化，所以也叫做二次反應(yīng)，亦即丙烯及乙烯轉(zhuǎn)變成了二烯烴、環(huán)烷烴、芳烴及炔烴等的過程，甚至還有反應(yīng)更為徹底的，直接變成了焦炭和氫氣。經(jīng)過了一次反應(yīng)和二次反應(yīng)以后，人們獲得的裂解產(chǎn)物就比較復(fù)雜了，可以說是不同物質(zhì)組成的混合物。一般來說，裂解反應(yīng)受到溫度、原料及反應(yīng)時間的影響比較大，這三項因素的變化會導(dǎo)致不同的反應(yīng)產(chǎn)物出現(xiàn)。一般來說，化工生產(chǎn)中比較常見的反應(yīng)容器是蓄熱爐或管式爐，在這兩種反應(yīng)容器中，石油烴會變成芳香烴、炔烴及烯烴等小分子物質(zhì)，比如丙烯、乙烯、乙炔、丁二烯、甲苯及苯等。
目前的化學(xué)工程中，裂解原理一般用在化工產(chǎn)品的合成上，比如將二氯乙烯進(jìn)行裂解以后，人們可以得到PVC，即聚氯乙烯。而聚氯乙烯是人們?nèi)粘Ｉ钣闷分斜容^常用的一種原材料，比如門窗、管材、板材、鞋底、玩具、文具、電線外皮及包裝盒等物品，都是由聚氯乙烯制成[2]，雖然除了化學(xué)工程領(lǐng)域的工作者及相關(guān)的研究者以外多數(shù)人并不了這些日常生活用品的合成過程。另外，在化學(xué)工程中，難免要出現(xiàn)一些化工廢料，對這些化工廢料的處理同樣離不開裂解反應(yīng)，因為它可以通過不同類型的裂解過程將這些化工廢料轉(zhuǎn)變成一些低害物質(zhì)以避免對自然環(huán)境的污染，甚至有些化工廢料還能夠在裂解反應(yīng)的作用下變成能夠被人們二次利用的新的化工原料，這樣就實現(xiàn)了資源的可持續(xù)利用，是低碳環(huán)保理念所提倡的一種化工生產(chǎn)方式。比如“合成氣”，經(jīng)過裂解反應(yīng)將部分化工廢料轉(zhuǎn)變?yōu)楹铣蓺夂螅铣蓺庥挚梢猿蔀榘奔凹状嫉闹圃煸希庇质悄蛩丶案黝悘?fù)合肥、硝酸等的重要合成材料。
4.結(jié)語
裂解反應(yīng)是目前化學(xué)工程中應(yīng)用比較廣泛的一類化學(xué)反應(yīng)類型，它與人們的日常生活息息相關(guān)，為推動我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及方便人們的日常生活做出著巨大的貢獻(xiàn)。作為化學(xué)反應(yīng)的類型之一，裂解反應(yīng)不可避免地受到一定反應(yīng)條件的制約并且也會有部分能耗的浪費，在未來的發(fā)展過程中，更新裂解反應(yīng)的技術(shù)工藝，創(chuàng)造低碳、節(jié)能、環(huán)保的裂解方式必然會成為化學(xué)工程發(fā)展的方向和目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)
[1]諸葛金方.探究裂解原理在化學(xué)工程過程中的應(yīng)用[J].中國化工貿(mào)易，2012，(5)：9.
[2]邵慶磊.探究裂解原理在化學(xué)工程過程中的應(yīng)用[J].科技與企業(yè)，2013，(5)：286.
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