Теоретические основы процессов дегидрирования.

Термохимия процессов.

Процессы дегидрирования всегда протекают с поглощением тепла, т.е. это эндотермические процессы. Так при дегидрировании алканов до алкенов поглощается от 113 до 134 кДж/моль

При дегидрировании алканов до алкинов поглащается 311 кДж/моль.

При дегидрировании спиртов поглощаются от 67- до 83 кДж/моль

Этот момент оказывает существенное влияние на технологическое оформление процесса. В соответствии с принципом Ле-Шателье для осуществления эндотермических реакций дегидрирования благоприятна высокая температура.

Исследование температурной зависимости изобарно-изотермического потенциала для некоторых процессов дегидрирования показала, что протеканию реакций в прямом направлении благоприятствуют следующие факторы:

1. Повышение молекулярной массы алкана

2. Разветвление цепи

3. Наличие фенильных заместителей

4. Наиболее легко происходит дегидрирование шестичленных циклоалканов, затем спиртов и аминов, особенно, вторичных спиртов и первичных аминов.

Отщепление водорода с получением сопряженных двойных связей или продуктов с тройной связью термодинамически наименее выгодно. Для получения достаточно высокой степени конверсии реагентов при дегидрировании необходимо выбрать условия при которых достигается возможно более выгодное положение равновесия, зависящая от термодинамических факторов. Процессы дегидрирования нужно проводить при сравнительно высокой температуре, которая для разных процессов колеблется от 200-650 °С. Процессы дегидрирования протекают в газовой фазе с увеличением объема газов, поэтому в соответствии с принципом Ле-Шателье повышение степени конверсии способствует низкое давление, так при дегидрировании этилбензола в стирол при t = 550 °С степень конверсии 40% при давлении 0,1 МПа и 80% при давлении 0,01 МПа.

Для снижения парциального давления реагентов в качестве технологического приема используют разбавление реакционной массы инертным газом или паром. В условиях реакции чаще всего применяют перегретый водяной пар, что позволяет сохранять общее давление 0,1 МПа. Таким образом если провести сравнение, то способность к дегидрированию с учетом только термодинамических факторов будет выглядеть следующим образом.