Formation du carbone au cours du cracking d’un hydrocarbure^(*)

Professor of Fuel Science, Department of Material Science, the Pennsylvania State University University Park, Pennsylvania, USA.

Résumé

Il est possible d’identifier certains types de processus chimiques ou physiques, importants au cours de la formation du carbone par décomposition thermique d’un hydrocarbure. Certains processus peuvent être compétitifs, successifs, ou les deux à la fois. En conséquence, le mode de formation du carbone est extrêmement compliqué, et il n’est pas encore possible de le décrire avec précision.

Néanmoins, on peut être certain que les relations entre les divers processus déterminent la nature du carbone formé ainsi que sa vitesse de formation. Une discussion de ces différents processus est présentée. L’auteur examine successivement :

• 1.

  Les réactions de polymérisation ou d’addition.

• 2.

  Les réactions de fragmentation.

• 3.

  Les réactions de « reforming ».

• 4.

  Les réactions sur les parois.

• 5.

  La nucléation du carbone dans la phase gazeuse.

• 6.

  La croissance des particules.

• 7.

  Le dépot des particules.

L’auteur fait figurer quelques observations sur l’influence de l’addition d’oxygène. Les caractéristiques du carbone formé au cours du craquage ne sont discutées qu’incidemment.

Abstract

It is possible to identify certain types of chemical or physical processes that are important in the formation of carbon during the thermal decomposition of a hydrocarbon. Some processes can be competitive, they can be consecutive, or they can be both. Consequently, the process of carbon formation is extremely complicated and it is not yet possible to describe it precisely.

Nevertheless, one can be sure that the relationships among the various processes determine the nature of the carbon formed (if it is in fact formed) and the rate of carbon formation. A discussion will be presented of the significant processes and an effort will be made to summarize the state of knowledge of the individual processes. The following will be examined :

• 1.

  Polymerization or addition reactions.

• 2.

  Fragmentation reactions.

• 3.

  « Reforming » reactions.

• 4.

  Reactions on walls.

• 5.

  Gas phase nucléation of carbon.

• 6.

  Deposition of particles.

• 7.

  Growth of particles.

A few remarks on the influence of oxygen addition will be included. The characteristics of solid carbon formed during the cracking process will only be discussed in passing.