Descompunerea termica a hidrocarburilor

DESCOMPUNEREA TERMIC? A HIDROCARBURILOR



Ca toate combina?iile organice, hidrocarburile sunt stabile numai la temperaturi relativ joase. C?nd sunt ?nc?lzite destul de sus, un timp destul de lung, ele se desfac ?n carbon ?i hidrogen. Se ?tie demult c? aceast? transformare nu se produce direct, ci printr-o serie de prefaceri intermediare, care dau na?tere altor hidrocarburi, cu o stabilitate relativ? mai mare la temperaturi ?nalte. Prin aceasta, descompunerea termic? poate fi o surs? de noi hidrocarburi ?i ea st? la baza unor importante procedee tehnice. De?i reac?iile chimice sunt de acela?i tip, se deosebesc de obicei, dup? temperatura la care are loc descompunerea unei hidrocarburi, reac?ii de cracare sau de rupere (sub 650°) ?i, reac?ii de piroliz? (peste aceast? temperatur?).
Reac?iile de descompunere termic? nu sunt niciodat? simple, a?a c? nu se ob?ine o singur? hidrocarbur? nou?, ci se formeaz? amestecuri mai mult sau mai pu?in complexe. Analiza acestor amestecuri este uneori grea. De aceea, nu se cunosc cu exactitate produ?ii de descompunere termic? dec?t la hidrocarburile simple. O alt? complica?ie provine din faptul c? hidrocarburile noi formate pot suferi, la r?ndul lor, alte transform?ri d?nd na?tere unor noi hidrocarburi, care bine?n?eles se g?sesc amestecate cu produ?ii primari de descompunere. De aceea, ?n cercetarea reac?iilor de descompunere termic?, trebuie s? se fac? deosebire ?ntre produ?ii primari, proveni?i direct din hidrocarburile ini?iale, si produ?ii secundari, rezulta?i din descompunerea produ?ilor primari.
Descompunerea termic? se poate studia fie printr-o metod? static?, ?nc?lzind la o anumit? temperatur? hidrocarbura ?nchis? ?ntr-un recipient ?i analiz?nd apoi produ?ii rezulta?i, fie printr-o metod? dinamic?, trec?nd hidrocarbura printr-un tub ?nc?lzit la temperatura voit?, a?a ?nc?t ac?iunea c?ldurii s? se exercite un timp determinat, de obicei scurt, care depinde de viteza de trecere prin tub. Produ?ii de reac?ie sunt astfel sco?i de sub influen?a c?ldurii ?i formarea produ?ilor secundari este ?mpiedicat? sau ?nt?rziat? mult.
Factorii care influen?eaz? descompunerea termic? sunt, ?n primul r?nd, temperatura ?i durata de ?nc?lzire. ?ntre ei exist? o corela?ie. Cu c?t timpul de ?nc?lzire este mai scurt, cu at?t temperatura trebuie s? fie mai ?nalt?, pentru a ob?ine acela?i grad de descompunere. Timpurile lungi favorizeaz?, pe de alt? parte, reac?iile secundare. Un alt factor important este presiunea, care influen?eaz? ?ns? mai pu?in reac?iile de rupere (monomoleculare) ale moleculelor, c?t mai ales sintezele (bimoleculare). Suprafa?a recipientului sau tubului poate de asemenea juca un rol ?nsemnat: ferul ?i mai ales nichelul accelereaz? descompunerea cu carbonizare ?naintat? ?i formare de hidrogen ?i de metan. Aceste metale dau na?tere la reac?ii heterogene de suprafa??, au deci un rol catalitic. Sticla, cuar?ul ?i, dintre metale, cromul sau o?elurile bogate ?n crom nu au asemenea ac?iuni de suprafa??. ?n vase sau tuburi f?cute din aceste materiale au loc reac?ii omo-gene de piroliz?, singurele care intereseaz? ?n cele ce urmeaz?.
Vom ar?ta, pe scurt, produ?ii care s-au ob?inut la descompunerea termic? a principalelor clase de hidrocarburi.
Metanul are o comportare mult deosebit? de a celorlalte hidrocarburi, datorit? faptului c? are un singur atom de carbon ?n molecul?. El se distinge printr-o mare stabilitate, care ?ntrece pe a tuturor hidrocarburilor (afar? de acetilen?). C?nd nu sunt de fa?? catalizatori (?n faz? omogen?), metanul este stabil p?n? la cca. 900° (?n prezen?? de catalizato...