1. Процесс идет непрерывно. Непрерывный поток нефтяных паров, предварительно нагретый до необходимой для реакции температуры, и непрерывный поток воздуха поступают как смесь в реакционную зону. Эта смесь составляется в строго определенных количествах воздуха нефтяных паров. Поступающий в реакционную зону продукт задерживается в течение необходимого для окончания реакции промежутка времени, подвергается действию высоких температур и выводится непрерывным потоком из реакционной зоны. Далее смесь охлаждается, конденсируется и выводится как окончательные продукты.

  2. Процесс происходит при постоянной реакционной температуре. Температурный фактор является важнейшим фактором крекинг – процесса, поэтому возможность проведения реакции при строго постоянных температурах должна являться решающим моментом. Действие постоянной реакционной температуры при окислительном крекинге происходит с исключительной быстротой, почти мгновенно, так что фактически во всех точках реакционного пространства устанавливается одна и та же постоянная температура.

  3. Процесс происходит в исключительно паровой фазе. Здесь главная особенность процесса заключается в том, что необходимое для реакции количество теплоты сообщается не путем наружного нагревания нефтяных паров через стенки металлических труб, а непосредственно путем внутреннего нагревания, путем одновременного введения необходимого для создания реакционной температуры количества воздуха в реакционное пространство. С введением воздуха одновременно происходят два процесса:

а) выделение реакционной теплоты при самом процессе окисления и

б) усиленное испарение разбавленных нефтяных паров благодаря присутствию нейтральных газов – азота воздуха и продуктов горения.

  4. Самой характерной особенностью окислительного крекинга являются, те реакции, которые непосредственно связаны одним новым фактором – введением кислорода воздуха в реакционное пространство. В результате этого создается совершенно новый, еще неизученный термический процесс. Характерным признаком неполного сгорания служит красное, сильно коптящее пламя, а также преимущественное образование в результате реакции СО вместо СО₂, при окислительном крекинге отсутствует. Среди продуктов окисления образуются, главным образом, углекислота и вода, но могут, в зависимости от глубины процесса, образовываться и кислородсодержащие органические соединения, хотя, по желанию, мы можем установить и такой режим, что они могут и не получаться.

a) Метан, как простейший углеводород, состоящий из единственной элементарной тетраэдрической системы.

b) Ацетилен, как простейший, ненасыщенный углеводород.

c) Бензол, как самый прочный высокомолекулярный углеводород.

a) Термическая устойчивость углеводородных молекул

b) Происходит реакции: отнятие водорода, отщепление воды, разрыв цепей и другие.

c) Кислород вступает в химическую связь с углеводородами – образуются кислородсодержащие органические соединения.

В основном процесс окисления углеводородов является химической реакцией, заключающейся или в присоединении к углеводороду кислорода, или в замене водорода кислородом, или же в отнятии от окисляющего тела водорода. В начальной стадии процесса окисления при низких температурах скорость окисления углеводородов чрезвычайна низка. Даже у углеводородов с большой теплотой сгорания реакция протекает очень медленно. Происходит это потому, что выделение реакций теплоты при процессе окисления компенсируется тепловыми потерями в окружающее пространство. Когда возрастающие температуры достигли уже определенного предела, при котором углеводороды теряют свою устойчивость, наступает воспламенение и скорость реакции сильно увеличивается: окисление переходит в горение. Благодаря присутствию обильного количества воздуха вся масса углеводородов при сильном экзотермическом процессе с быстротой переходит из области окисления в область горения и взрыва. Область окисления, горения и взрыва уже хорошо известны и основательно изучены, важнейшая же область окислительного крекинга не только не изучена, но даже неизвестна. При высоких температурах и в присутствии обильного кислорода мы не имеем возможности контролировать процесс горения. Нет возможности ни увеличивать, ни уменьшать скорость процесса, мы не можем повлиять ни на выделение реакционной теплоты, ни на температуру реакции, ни на глубину всего процесса. Чтобы практически осуществить термическую реакцию в области окислительного крекинга, для этого необходимо создать определенные условия: во-первых, необходимо создать в реакционном пространстве необходимую реакционную температуру, без этой температуры не может начаться реакция: во-вторых, необходимо сильно ограничить количество кислорода до такой степени, чтобы выделяемая во время процесса реакционная теплота была только достаточна на поддержание постоянной температуры в реакционной зоне. При окислительном крекинге одновременно происходят два сложных процесса: термический распад и окисление. Скорость реакции окислительного крекинга является, прежде всего, функцией температуры. Окислительный крекинг углеводородов является термохимической реакцией, которая состоит из непрерывной цепи аддитивных химических превращений при постоянной температуре и при постоянной скорости реакции. Таким образом, при реакции невозможны: стихийное выделение реакционной теплоты, воспламенение, переход в стадию горения и все возрастающая скорость реакции, которая заканчивалась бы мгновенной реакцией – взрывом.

Схема печи выполнена в среде AutoCAD (файл в формате AutoCAD 2000)(.dwg) ).

При термоокислительном крекинге метана (см. рисунок) техническим кислородом получен крекинг – газ следующего состава: