Процесс, обозначенный как CH3-CH3 ----> (t, акт. С) ?, представляет собой термическое разложение этана (CH3-CH3) при высокой температуре и в присутствии активированного угля или другого катализатора. Этот процесс известен как пиролиз этана.
Пиролиз этана – это химический процесс, при котором этан нагревается до высокой температуры (обычно в диапазоне 700-900 °C) в отсутствие кислорода. В результате этого процесса молекулы этана разрушаются, образуя более мелкие углеводороды, в основном этилен (C2H4) и водород (H2).
Общая схема реакции пиролиза этана выглядит следующим образом:
[ \text{CH}_3\text{-CH}_3 \rightarrow \text{C}_2\text{H}_4 + \text{H}_2 ]
Эта реакция эндотермическая, то есть требует подведения тепла. Катализатор, например активированный уголь, используется для снижения энергии активации и повышения выхода целевых продуктов.
Основные этапы процесса:
- Нагревание этана: Этан пропускается через нагревательную зону, где достигается высокая температура.
- Разложение этана: При высоких температурах химические связи в молекуле этана разрушаются, что приводит к образованию этилена и водорода.
- Охлаждение и сбор продуктов: Продукты реакции быстро охлаждаются, чтобы предотвратить дальнейшие реакции разложения или образования побочных продуктов. Полученный газовый поток затем разделяют на этилен и водород.
Промышленное значение:
Этилен является одним из важнейших химических продуктов, который используется в производстве различных полимеров, таких как полиэтилен, а также в синтезе других органических соединений. Водород, выделяющийся в процессе, может быть использован в качестве топлива или в различных химических процессах.
Важные параметры и условия:
- Температура: Обычно в диапазоне 700-900 °C.
- Давление: Обычно выдерживается низкое давление, чтобы способствовать разложению этана.
- Катализатор: Активированный уголь или другой подходящий катализатор для повышения эффективности процесса.
Помимо этилена и водорода, в меньших количествах могут образовываться и другие углеводороды, такие как метан, пропилен и ацетилен, но основным продуктом всё же остаётся этилен.
Таким образом, термическое разложение этана при высокой температуре и в присутствии активированного угля приводит к образованию этилена и водорода, что имеет важное промышленное значение.