一文看懂含油污泥的热解机理

含油污泥中含有分子量较大的烷烃，在热解的过程中，大分子烷烃会发生分解，生成分子量更小的烷烃和烯烃，下面主要介绍烷烃和烯烃热解的机理：

烷烃热解的主要反应有：

C-C键断裂后，长链烷烃断裂生成小分子地烯烃和烷烃，其反应式为：

R-CH2CH2-R→R-CH=CH2+RH

C-H键断裂后，生成氢气和小分子烯烃，其反应式为：

R-CH2-CH2-CH3→R-CH2-CH=CH2+H2

烷烃类、烯烃类的脱氢以及断链反应的难易程度主要和化学链中的碳原子与其相邻的碳原子以及氢原子之间的键能有关，两个反应都是吸热反应，因此反应会优先选择在键能比较低的地方发生。通常情况下C-H键的键能是大于C-C键的键能，因此相邻的碳原子之间更容易发生键的断裂。分子量越大的烃类，C-H和C-C键的键能越低，热稳定性比较差，在高温下容易发生裂解反应。而诸如环烷烃、环烯烃由于苯环的分子结构比较稳定，在高温下，一般情况下，侧链容易发生断裂，生成小分子烷烃或者烯烃；当温度过高时，环烷烃和环烯烃会发生环断裂，生成小分子烯烃或二烯烃，当温度达到500℃时，会伴随有脱氢反应的发生，部分炭环会转化成芳烃，因此当环烷烃含量较高时，会发生脱氢缩合反应，生成芳烃，最终生成焦炭。芳香烃的结构比较稳定，在一般温度下，苯环结构不会断裂，当温度大于600℃时，芳香烃的侧链上会发生键的断裂或者脱氨反应的发生。

烃类热解的主要反应机理：油泥的热解主要用于处理含油污泥中的高分子有机物，包含了重油热解以及各种缩合反应的发生。现在普遍认为烃类的链反应是主要的反应机理，主要包括了链引发、链增长和链终止。主要的机理是烯烃分子分解成为自由基，主要是由C-C键的断裂引起的，主要是C-C键的中间位置，对于烯烃而言，主要是C=C双键的地方。当C-C键断裂以后，会发生链增长，由一个自由基转化为另一个自由基并连续传递的过程。具体包括：自由基夺氧、自由基分解、自由基加成、自由基移位。当自由基结合成稳定的分子后，链反应就会中止了。

随着反应的进一步发生，反应器中的温度不断升高，可能同时进行着裂解和缩合反应，当生成的小分子物质，自由基，没有及时被载气带走，就会在高温下发生缩合反应，进-步生成芳香烃、稠环烯烃，这种反应不利于回收更高品质的油，同时也会生成更多的类似焦油物质不利于反应的进一步发生，因此在反应的过程中，要控制好相应的温度，以及适当的载气流速，避免缩合反应的发生。