|
Asetilen asosidagi sintezlar
|
| bet | 3/8 | | Sana | 25.05.2024 | | Hajmi | 422,49 Kb. | | #253468 |
Bog'liq Boturov S. 3Asetilen asosidagi sintezlar
Piroliz. Neft distillyatlari (benzin, kerosin) yoki gaz (etan, propan) ni piroliz qilish neft kimyosi uchun muhim ashyo boʻlgan toʻyinmagan uglevodorodlar (etilen, propilen, butadien) ni ishlab chiqarishda asosiy jarayon hisoblanadi. Piroliz paytida aromatik uglevodorodlar (benzol, toluol) va pirokondensat ham olinadi. Ushbu jarayon bosim 0,01 MPa dan past boʻlganda va haroart 650-9000S atrofida oʻzgarganda amalga oshiriladi.
Asetilenni ishlab chiqarishning eski usuli, uning taxminan 50% hali ham ishlab chiqariladi, bu karbid jarayoni bo'lib, uning xom ashyosi ohak va ko'mirdir. Biroq, ancha progressiv usul metan yoki boshqa uglevodorodlardan asetilen ishlab chiqarishdir. Metandan asetilen olishning bir qancha usullari ishlab chiqilgan. Elektrokreking jarayoni metanni elektr yoyi orqali o'tkazishni o'z ichiga oladi, u erda parchalanadi va asetilen va vodorod hosil qiladi:
2 CH4 = HC CH+ 3H2
1400-1600 ° S gacha qisqa muddatli qizdirilgandan so'ng, gaz tezda soviydi. Egzoz gazida odatda 12% dan ko'p bo'lmagan asetilen mavjud. Jarayon sezilarli darajada energiya sarfini talab qiladi, 1 m3 atsetil uchun taxminan 12 kVt/soat. ustida. Metanning oksidlovchi krekingi yanada istiqbolli hisoblanadi, bunda metandan asetilen hosil bo‘lishining endotermik reaksiyasiga sarflangan issiqlik metanning bir qismini maxsus yondirgichlarda yondirish yo‘li bilan olinadi, u yerda 1600-2200°S haroratda hosil bo‘ladi. asetilen;
CH4 + 3/2 O2 = CO + 2H2O
3CH4 + 3/2 O2 CO = HCCH + CO + 3H2 + 2H2O
Asetilen ajralib chiqqandan keyin bir vaqtning o'zida hosil bo'lgan uglerod oksidi va vodorod aralashmasi sintez gazi - bir qator sintezlar uchun qimmatli xom ashyo hisoblanadi.
Etanning (va metanning boshqa gomologlari) oksidlovchi krekingi krekingga qaraganda ancha tejamkor jarayon hisoblanadi. metan shohining o'zi. Gaz juda yuqori haroratgacha qizdirilganda hosil bo'ladigan plazmadagi uglevodorodlarning pirolizi ham istiqbolli. Plazma zaryadlangandan iborat tits - ionlar va elektronlar; fiziklar ko'pincha plazmani moddaning to'rtinchi holati deb atashadi. Amalda benzin yoki boshqa uglevodorod xom ashyosining bug'lari elektr yoyidan o'tishi natijasida vodorod yoki suv bug'idan hosil bo'lgan plazma oqimiga o'tkaziladi. Bunda uglevodorodlarning 90% gacha asetilen va etilen aralashmasiga aylanadi, ularning gazdagi umumiy miqdori 40% ga etadi. Bu jarayon kuyikish hosil bo'lishining to'liq yo'qligi va kam energiya iste'moli bilan tavsiflanadi - 1 m3 mahsulot uchun 4-5 kVt / soat. Asetilenni ajratish uchun u suyuq ammiak yoki dimetilformamid O=CHN(CH3)2 bilan so‘riladi, bunda etilen erimaydi. Payvandlash ishlari uchun ko'p miqdorda asetilen iste'mol qilinadi. Ammo, bundan tashqari, asetilen asosida juda ko'p miqdordagi kimyoviy sintezlar amalga oshirildi, ularning aksariyati sanoatda qo'llanilishini topdi. Asetilen o'zining yuqori reaktivligi tufayli ko'plab kimyoviy reaktsiyalarga kiradi - polimerizatsiya, qo'shilish, kondensatsiya va boshqalar. Asetilenning polimerlanishi sharoitga qarab turlicha boradi. Atsetilen CuCl va NH4Cl ning xlorid kislotadagi eritmasidan 80 gradus haroratda o‘tkazilganda 0 Vinil asetilen hosil bo'lganda:
HCCH +CH2=CHCCH+H2
Bu reaksiya katta amaliy ahamiyatga ega. HCl osongina qo'shiladigan vinilsetilen xloroprenga (CK monomeriga) aylanadi: CH2 = CHC CH + HCl Asetilenning polimerizatsiyasi siklik birikmalar (benzol, CH2=CHCCl=CH2 siklooktatetraen va boshqalar) hosil bo'lishi bilan mumkin
CH 4 va C >2 ning dastlabki hajmlari 100 bo'lishi kerak: (604-65), bu
bu aralashmalarning portlash chegaralaridan tashqarida. Xavfli konsentratsiyalar faqat etarlicha yuqori tezlikda va gaz oqimining turbulentligida amalga oshiriladigan aralashtirish paytida paydo bo'lishi mumkin. Metanning yonishi ma'lum bir induksiya davri bilan tavsiflanadi, uning davomiyligi haroratga bog'liq.
Atmosfera bosimi va 600 °C da yuqoridagi tarkibdagi metan-kislorod aralashmalari uchun induksiya davri “2 s, bu prekursorni aralashtirish vaqtini cheklaydi.
Natijada paydo bo'lgan olov teskari yo'nalishda tarqalmagan. Shu bilan birga, barqaror yonish rejimida gaz tezligi olovni o'chirish tezligidan yuqori bo'lmasligi kerak - u yondirgichdan chiqmasligi uchun. Turbulent oqimda barqaror yonish yonish zonasiga qo'shimcha kislorod miqdorini (stabillashtiruvchi kislorod deb ataladigan), shuningdek, bir-birini barqarorlashtiradigan ko'plab yonish mash'alalari bo'lgan ko'p nozulli qurilmalar bilan ta'minlash orqali osonlashadi.
Metanning oksidlanish piroliziga mo'ljallangan umumiy reaktorlardan birining diagrammasi 25-rasmda ko'rsatilgan. Uning korpusi 2 yuqori chidamli material bilan qoplangan. Metan va kislorod aralashtirish kamerasiga 1 kiradi, 3g xavfsizlik membranasiga ega bo'lgan diffuzor 8 orqali o'tadi va yondirgich plitasining 7 nozullariga kiradi, uning ostida stabillashtiruvchi kislorod kiritiladi. 4-kamerada metanning to'liq yonmasligi va asetilen va kuyik hosil bo'lishi sodir bo'ladi. “Söndürme” suvi nozullar 6 orqali püskürtülür va piroliz mahsulotlari bir zumda sovutiladi. Piroliz gazi pastki kameradan 5 chiqariladi, bu erda hosil bo'lgan koksning bir qismi cho'kadi, keyin esa suv bilan birga chiqariladi. Oksidlanish pirolizining normal sharoitida yonish uchun 55% metan, 23-25% asetilen, 4% kuyik hosil qilish uchun sarflanadi; metan konversiya darajasi 90% ga etadi, kislorod konvertatsiya darajasi 99% dan oshadi.
Piroliz gazlarining tarkibi va ularni ajratish. Piroliz jarayonida olingan reaktsiya gazlari murakkab tarkibga ega va o'z ichiga oladi
C 2H 2 (oksidlovchi va bir hil piro bilan lizis) yoki 11-14% (hajm) C 2 H2 (elektrik kreking va regeneratsiya bilan) ketadi. Gazlarning asosiy komponentlari Hg [45-55% (haj.)] va CH4 [5-25% (haj.)] va oksidlovchi va bir hil piroliz - CO [26-27% (hajm)] va CO2 [3-4% (hajm)]'. Oksidlanish piroliz jarayonida asetilen gomologlarining miqdori 0,2-0,3% (hajm) ga, boshqa hollarda esa 1-1,5% (hajm) ga etadi.
U asetilenni ajratib olish va tozalash uchun ishlatiladi. 70 ° C ga qadar sovutilganda metanol yoki asetonda va ayniqsa xona haroratida dimetilformamid va N-metilpirolidoyumda ma'lum agentlarda reaktsiya gazlarining boshqa komponentlariga qaraganda yaxshiroq eriydi. Odatda, gaz birinchi navbatda kuyishdan, keyin yaxshiroq eriydigan aromatik birikmalardan va asetilen gomologlaridan (forabsorbtsiya) ozod qilinadi, shundan so'ng u asetilen tomonidan so'riladi.
U bosqichma-bosqich desorbsiya bilan tozalanadi.
Metanning oksidlovchi pirolizi yo'li bilan asetilen olishning texnologik sxemasi 26-rasmda ko'rsatilgan. Kislorod va metan 600-700 ° S gacha qizdirilgan quvurli pechlarda / va 2, tabiiy gazni yoqish uchun pechlar mavjud. 3-reaktorda yuqoridagi jarayonlar sodir bo'ladi va gazlar 80 °C da suv bilan "sovutilgandan" keyin uni tark etadi va kuyikni ushlab turish uchun ichi bo'sh suv tozalash moslamasi 4 va ho'l plyonkali elektrostatik cho'ktirgich 5 orqali o'tadi. Gazlar to'g'ridan-to'g'ri aralashtiriladigan muzlatgichda 6 suv bilan sovutiladi, shundan so'ng ular forabsorberda 7 oz miqdorda dimetilformamid (DMF) yoki N-metilpirolidon bilan yuviladi va gaz ushlagichiga 8 yuboriladi. Reaktorning gidravlik plombasidan va kuyik yig’uvchi qurilmalardan oqib chiqayotgan suv tarkibida 2-3 % li kuyish, shuningdek, past uchuvchan aromatik birikmalar mavjud. U kuydiruvchiga 9 kiradi, uning tepasidan kuyik va smolalar qirg'ichlar bilan yig'iladi va yonish uchun yuboriladi. Kuydirgichdan olingan suv reaktorga "söndürme agenti" sifatida qaytariladi va ortiqcha qismi tozalanadi va shu bilan zaharli oqava suvlarni oqizmasdan yopiq suv aylanish tizimini yaratadi.8-gachasi gaz idishidagi gaz kompressor 10 tomonidan "1 MPa" ga siqiladi,
Absorber 11da dimetilformamid yoki N-metilpirolidon bilan yuviladi.
Metanning oksidlovchi pirolizi yo'li bilan asetilen olishning texnologik sxemasi 26-rasmda ko'rsatilgan. Kislorod va metan 600-700 ° S gacha qizdirilgan quvurli pechlarda / va 2, tabiiy gazni yoqish uchun pechlar mavjud. 3-reaktorda yuqoridagi jarayonlar sodir bo'ladi va gazlar 80 °C da suv bilan "sovutilgandan" keyin uni tark etadi va kuyikni ushlab turish uchun ichi bo'sh suv tozalash moslamasi 4 va ho'l plyonkali elektrostatik cho'ktirgich 5 orqali o'tadi. Gazlar to'g'ridan-to'g'ri aralashtiriladigan muzlatgichda 6 suv bilan sovutiladi, shundan so'ng ular forabsorberda 7 oz miqdorda dimetilformamid (DMF) yoki N-metilpirolidon bilan yuviladi va gaz ushlagichiga 8 yuboriladi. Reaktorning gidravlik plombasidan va kuyik yig’uvchi qurilmalardan oqib chiqayotgan suv tarkibida 2-3 % li kuyish, shuningdek, past uchuvchan aromatik birikmalar mavjud. U kuydiruvchiga 9 kiradi, uning tepasidan kuyik va smolalar qirg'ichlar bilan yig'iladi va yonish uchun yuboriladi. Kuydirgichdan olingan suv reaktorga "söndürme agenti" sifatida qaytariladi va ortiqcha qismi tozalanadi va shu bilan zaharli oqava suvlarni oqizmasdan yopiq suv aylanish tizimini yaratadi.
|
| |
