Реферат: Производство ацетилена

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ПРОИЗВОДСТВО АЦЕТИЛЕНА

1.Производство ацетилена электрокрекингом

2.Производство ацетилена термическимкрекингом

3.Производство ацетиленатермоокислительным пиролизом метана

4.Извлечение ацетилена из реакционных газов

ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

Темареферата «Производство ацетилена» по дисциплине «Органический синтез».

Ацетилен,этин СН = GH, — бесцветный газ со слабымсладковатым запахом. Температура плавления—81,8°, температура возгонки— 83,6°С.Плотность по воздуху 0,9056, удельный вес при 0°С и 760 мм рт. ст.1,1709 кг/м3.

Основнойметод получения ацетилена из карбида кальция дает возможность получить ацетиленвысокой концентрации. Существенным недостатком этого метода является весьмазначительный расход электроэнергии па получение карбида кальция (около 3000 квт-часна 1 тонну карбида, что соответствует около 10000 квт-час на 1 тоннуацетилена).

Внастоящее время перспективным является получение ацетилена из углеводородныхгазов нефтепереработки или из природного газа. Производство ацетилена из этихгазов основано на крекинге их, требующем затраты большого количества энергиидля создания высокой температуры. При этом ацетилен получается низкойконцентрации и загрязненный гомологами. Применение такого ацетилена невозможнобез выделения его из реакционной смеси и очистки.

Впромышленном масштабе используются электротермический крекинг метана итермический крекинг пропана. Большое внимание уделяется термоокислительномупиролизу метана, так как этот способ позволяет наиболее комплексно использоватьприродный газ.

Электрокрекингхарактеризуется высокими затратами в подсобных цехах, связанных с обеспечениемэтого производства. Без утилизации побочных продуктов электрокрекинга стоимостьацетилена значительно повышается. При технологическом оформлении методавстречаются трудности конструктивного порядка, связанные с применением высокойтемпературы. К достоинствам электрокрекинга относится возможность использованияразличных углеводородов газообразных и жидких.

Термическийкрекинг требует меньше капитальных затрат и электроэнергии на единицу продукта.Расход основного углеводородного сырья по этому методу выше, чем приэлектрокрекинге, так как нагрев реакционных печей происходит за счет сжиганиягазообразного топлива или в виде процесса частичного окисления исходного сырья—углеводородовпоступающих на крекинг.

Существенноезначение имеет вопрос подбора жароупорных материалов. Применение регенеративныхпечей с цикличностью их работы вызывает трудность при выдерживании режима напоследующих стадиях процесса. Это же обстоятельство усложняет автоматизациюпроизводства.

Процессчастичного окисления исходного сырья—метана или термоокислительный пиролиз его базируется на дешевомсырье—природном газе. Конструктивно решен вопрос теплового воздействия путемпроведения пиролиза в факеле горения. Многоканальные и одноканальные реакторыпри промышленной и опытной эксплуатации показали, что термоокислительныйкрекинг имеет реальные перспективы для широкого промышленного применения. Экономическая целесообразность егово многом определяется рациональным использованием побочных продуктов—синтез-газа.Литературные данные [1,2] показывают, что во получения ацетилена изуглеводородного сырья и правильной о: экономических показателей отдельныхметодов уделяется большое внимание.

ПРОИЗВОДСТВО АЦЕТИЛЕНА

1.Производствоацетилена электрокрекингом

Сырьемдля получения ацетилена по описываемой схеме служит метан.

Метан,разбавленный водородом под давлением 1,7 атм. ротационным компрессоромподается через трубчатый подогреватель 1 в конвертор 2. В конверторегаз проходит через зону дугового разряда, температура которого достигает 1600°С(Схема №1). При этом протекает основная реакция:

2СН4→ С2Н2 + 3Н2— 92 ккал/г-молъ

Возможно,что процесс протекает сложнее по уравнениям:

2СН4→ С2Н4 + 2Н2 — 56 ккал/г-молъ,

2СН4→ С2Н6 + Н2 — 14 ккал/г-молъ,

С2Н4→С2Н2 + Н2— 47,4 ккал/г-молъ,

С2Н6→С2Н2 + 2Н2 — 78,8 ккал/г-молъ.

Побочнойреакцией является

СН4→ С + 2Н2—21ккал/г-молъ.

Реакционные газы изконвертора 2 проходят по трубе, охлаждаемой водяной рубашкой. Внутрьтрубы впрыскивается вода для их усиленного охлаждения. Охлажденные реакционныегазы проходят циклон 7, в котором осаждается часть образовавшейся сажи,небольшое количество смолообразных продуктов, получающихся в результатепобочных реакций, и сконденсировавшаяся вода. Реакционные газы идут черезхолодильник 3, затем с температурой 40—50° через сажеуловитель 8 дляотделения сажи и сконденсировавшейся воды, которые спускаются в сборник 9. Дляокончательного отделения от сажи реакционные газы промываются в скруббере 4 маслом,поступающим на орошение скруббера из сборника 10. Очищенные реакционныегазы сжимаются компрессором до 15 атм., проходят черезбуфер-маслоотделитель 11 и поступают в абсорбер 5, в которомацетилен поглощается водой. Непоглощенные газы, состоящие в основном изводорода и непрореагировавшего метана, направляются в блок разделения газов.Часть водорода отделяется, а метан с частью водорода в отношении СН4:Н2 = 1: 2 идет в виде циркуляционного газа в линиювсасывания турбокомпрессора и, смешавшись со свежей порцией газа, поступает всистему. Вода с поглощенным ацетиленом дросселируется до атмосферного давленияи подается в десорбер 6.

Выделившийсясверху десорбера ацетилен направляется на сушку (насхеме не указана) и отправляется к потребителю.

Горячаявода из кубадесорбера охлаждается вхолодильнике 12, собирается в сборнике 13 и центробежным насосомподается на орошение абсорбера 5.