Характеристика піролізу ацетилену із різноманітних сполук

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД

Ацетилен в промисловості одержують декількома способами, використовуючи два види сировини: карбід кальцію, отриманий з обпаленого вапна, а також різноманітна вуглеводнева сировина. У цей час із всіх відомих методів одержання ацетилену з вуглеводневої сировини промислове використання знайшли три: гомогенний піроліз рідкої вуглеводневої сировини, електрокрекінг природного газу й окислювальний піроліз природного газу. ацетилен піроліз природній

Є багато різновидів кожного методу, що відрізняються конструкцією основного апарата, технологічною схемою й параметрами виробництва.

Здобуття ацетилену з карбіду кальцію

Карбід кальцію отримують з оксиду кальцію і коксу в електродугових печах. Реакція сильно ендотермічна і вимагає великих витрат електроенергії, що складає істотний елемент в собівартості вироблюваного ацетилену. При розкладанні карбіду кальцію, що утворився, водою по екзотермічній реакції виходить ацетилен:

СаО + 3С > СаС₂ + СО,

СаС₂ + 2Н₂О> С₂Н₂ + Са(ОН)₂ - ?Н ⁰₂₉₈ = 127,1 кДж/моль.

З 1кг технічного карбіду кальцію, що містить домішки коксу, оксиду кальцію і інших речовин, виходить 230-280 л ацетилену. Теоретично з 1 кг чистого СаС ₂ повинне утворитися 380 л С₂Н₂.[1]

При розкладанні карбіду кальцію слід дотримувати деякі умови для нормального протікання процесу. Реакція є гетерогенною, і її швидкість залежить від розміру шматків карбіду, особливо сильно зростаючи при використанні карбідної дрібниці і пилу. Реакційну масу необхідно перемішувати, оскільки інакше на шматках карбіду може утворитися шар вапна, що перешкоджає повному розкладанню карбіду і що наводить до місцевих перегрівів. З реакційної зони необхідно постійно відводити тепло, аби оберегти ацетилен від можливої полімеризації і розкладання.

Ацетиленові генератори за принципом відведення тепла бувають двох типів.

1. Генератори «мокрого» типа, в яких реакційне тепло сприймається надлишковою водою, що нагрівається при цьому до 50-60єС. У них на 1 кг

СаС₂ витрачається близько 10 кг води, причому гідроксид кальцію виходить у вигляді суспензії у воді, мало придатній для подальшої утилізації.

2. Генератори «сухого» типа, в яких реакційне тепло відводиться невеликою кількістю надлишкової води за рахунок її випару. В цьому випадку гідроксид кальцію виходить в сухому стані, і його легко використовувати для приготування будівельних матеріалів.

Генератори «мокрого» типа поділяють за способом завантаження реакторів на наступні системи: «карбід у воду», «вода на карбід» і контактні, в яких вода і карбід кальцію знаходяться в постійному зіткненні. Найбільш безпечними і застосовними для виробництва ацетилену в крупних масштабах є генератори типа «карбід у воду». У цих апаратах шматки карбіду відразу занурюються в надлишок води, чим виключаються перегріви і створюються умови для кращого відведення реакційного тепла.

Метод виробництва ацетилену з карбіду кальцію має ряд технологічних достоїнств. Ацетилен виходить більш чистим і дуже високої концентрації, що виключає необхідність виділення його з реакційних газів і спеціального очищення. Карбід кальцію можна легко транспортувати, тому райони його виробництва можна віддалити від місць споживання ацетилену.

Здобуття ацетилену з вуглеводнів

Вихідною сировиною для здобуття ацетилену можуть служити газоподібні парафінові вуглеводні (метан, етан, пропан, бутан) і рідкі нафтові фракції, наприклад прямогінні бензини.

Вибір вуглеводневої сировини залежить від ряду чинників, що в сукупності визначають економічність процесу в цілому, від наявності ресурсів сировини, питомої витрати енергії, виходу ацетилену і його концентрації в продуктах реакції, від кількості і вартості побічних продуктів і можливості їх рентабельного використання.

Енергетично найменш вигідною сировиною для здобуття ацетилену є метан. Піроліз метану проводиться при вищих температурах, ніж його гомологів. Проте метан використовується для здобуття ацетилену на багатьох установках. Пояснюється це тим, що метан - найбільш доступний і дешевий з вуглеводнів; він є основним компонентом багатьох природних газів, і останні можуть застосовуватися для виробництва ацетилену без розбавлення.

З метану і інших парафінів ацетилен отримують шляхом високотемпературного піролізу по наступних оборотних реакціях:

2СН₄ - С₂Н₂ + 3Н₂, - ?Н ⁰₂₉₈ =-376 кДж/моль;

С₂Н₆ - С₂Н₂ + 2Н₂ , - ?Н ⁰₂₉₈ =-311 кДж/моль.

Ці реакції ендотермічні, і рівновага для СН₄ зміщується управо лише при 1300єС. Проте при практичному здійсненні процесу з метою його прискорення потрібна вища температура: 1500 єС.

Механізм утворення ацетилену з вуглеводнів до теперішнього часу повністю не з'ясований. Передбачають, що процес протікає за участю вільних радикалів(•СН₃, •СН₂•). Запропонована наступна схема утворення ацетилену:

СН₄ - Н₂ > •СН₂• + СН₄ > СН₃-СН₃ - 2Н₂ > С₂Н₂

Здобуття ацетилену даним методом ускладнюється побічною реакцією його розкладання на вуглець і водень. Вона стає помітною при 1000 єС і досягає значної швидкості при 1200-1600єС, тобто при температурі, потрібній для здобуття ацетилену. В результаті спостерігається схема послідовних реакцій, при якій ацетилен, що утворюється, розкладається на водень і вуглець (сажу):

2СН₄ - 3Н₂ > С₂Н₂ + 3Н₂ > 2С + Н₂.

Регулювання виходу проміжного продукту може бути досягнуте зменшенням міри конверсії вихідного вуглеводню в результаті зниження часу контакту. Щоб уникнути подальшого розкладання ацетилену необхідний швидкий «гарт» реакційних газів (уприскування води), при цьому температура різко знижується до тієї величини, при якій розпаду ацетилену не відбувається.[2]

За способом підведення тепла для проведення високоендотермічної реакції піролізу вуглеводнів в ацетилен розрізняють чотири методи:[3]

1) Регенеративний піроліз у печах з вогнетривкою насадкою, її спершу розігрівають топковими газами, потім через розпечену насадку пропускають піролізуєму сировину. Ці періоди чергуються.

2) Електрокрекінг за допомогою вольтової дуги, коли вуглеводневу сировину піддають піролізу в електродугових печах при напрузі між електродами 1000 В. Витрати електроенергії доходять до 13000 квт·годин на 1 тонну ацетилену, що складає головний недолік метода.

3) Гомогенний піроліз, коли сировину вводять в потік гарячого газу, отриманого спалюванням метану в кисні і що має температуру 2000 єС. Цей метод можна комбінувати з іншими процесами піролізу, якщо в гарячі гази першого ступеня піролізу вводити пари рідких вуглеводнів, для розщеплювання яких в ацетилен потрібна нижча температура. Можливо і сумісне отримання ацетилену і етилену.

4) Окислювальний піроліз, при якому екзотермічна реакція горіння вуглеводнів й ендотермічний процес піроліза сполучені в одному апараті.

Всі ці способи піроліза вуглеводнів на ацетилен застосовують у промисловості, але найбільш економічним з них є окислювальний піроліз.

Здобуття ацетилену окислювальним піролізом вуглеводнів

При окислювальному піролізі екзотермічна реакція горіння вуглеводнів і ендотермічний процес піролізу поєднані в одному апараті.

При недоліку кисню і високій температурі згорання метану відбувається в основному по реакції:

СН₄ + О₂ > СО + Н₂ + Н₂О, - ?Н ⁰₂₉₈ =272,2 кДж/моль.

Вона протікає дуже швидко, і утворення ацетилену (як повільніший процес) починається лише в зоні, практично позбавленій кисню. Там же відбувається конверсія оксиду вуглецю:

СО + Н₂О - СО₂ + Н₂,

причому співвідношення водню, оксиду вуглецю і водяної пари виявляється близьким до цієї рівноваги водяного газу. У практичних умовах близько 1/3 кисню витрачається на утворення води, 10-15% на СО₂ і 50-55% на СО.

Оскільки процес протікає в автотермічному режимі, для підтримки температури ?1500 єС, необхідною для розкладання метану, співвідношення початкових об'ємів СН₄ і О₂ повинне складати 100: (60ч65), що знаходиться поза межами вибухомості цих сумішей. Небезпечні концентрації можуть виникнути лише під час змішення, що проводиться при досить високій швидкості і турбулентності потоку газів. Само горіння метану характеризується деяким періодом індукції, тривалість якого залежить від температури і тиску. Для метанокислородных сумішей вказаного вище складу при атмосферному тиску і 600єС період індукції складає ?2с, що обмежує час від змішення заздалегідь підігрітих газів до їх попадання в пальники, де відбувається самозаймання суміші. Швидкість перебігу газу в соплі пальника (?100м/с) має бути вище за швидкість поширення полум'я, аби виникле полум'я не поширювалося у зворотному напрямі. У теж час при стабільному режимі горіння швидкість газу не має бути вище за швидкість гасіння полум'я, аби воно не відривалося від пальника. При турбулентному потоці стійкому горінню сприяють підведення додаткової кількості кисню в зону горіння (так званий стабілізуючий кисень), а також багатосоплові пристрої з безліччю факелів горіння, що стабілізують один одного.

Рис.1 Схема реактора окислювального піролізу метану в ацетилен

Схема одного з поширених реакторів окислювального піролізу метану змальована на рис.1. Корпус реактора 2 футерован високовогнетривким матеріалом. Метан і кисень входять в камеру змішення 1, проходять дифузор 8, що має запобіжну мембрану 3, і потрапляють в сопла горілочної плити 7, під яку вводять стабілізуючий кисень. У камері 4 протікають неповне горіння метану, утворення ацетилену і сажі. Через форсунки 6 збризкує «гартівна» вода, і продукти піролізу вмить охолоджуються. Газ піролізу відводять з нижньої камери 5, де осідає частина коксу, що утворюється, який потім відводять разом з водою. При нормальному режимі окислювального піролізу на горіння витрачається 55% метану, на утворення ацетилену 23-25%, на утворення сажі ?4%; ступінь конверсії метану досягає 90%, ступінь конверсії кисню перевищує 99%.[3]

 Фізико-хімічні властивості процесу окислювального піролізу

Окислювальний піроліз метану є сумою паралельних і послідовних реакцій і в загальному вигляді при оптимальному часі утворення ацетилену виражається наступним сумарним рівнянням:

45СН₄ + 30,25О₂ > 3,5 СО₂ + 8С₂Н₂ + 25,5СО + 28Н₂О +54Н₂

Значення коефіцієнтів в цьому емпіричному рівнянні залежать від умов підігрівання, співвідношення О₂:СН₄, складу пиролизуемого сировини і кисню, конструктивних особливостей реактора, втрат тепла в зоні «гарту» реакційних газів, ступіні конверсії метану і розкладання ацетилену, ступіні сажеутворення і ін.

Міра перетворення метану в ацетилен визначається співвідношенням швидкостей утворення ацетилену і розкладання його на прості речовини. Найінтенсивніше ацетилен утворюється тоді, коли основна кількість кисню переходить в продукти повного і неповного окислення метану, при цьому парціальний тиск метану складає 0,2ат.[1]

Співвідношення О₂:СН₂

При окислювальному піролізі це співвідношення грає дуже значну роль, визначаючи термодинаміку і кінетику процесу.

Перш за все від співвідношення О₂:СН₄ істотно залежить температура процесу (рис.2), яка визначає вихід ацетилену. Це не означає, що чим більше величина О₂:СН₄, тим вище температура реакції і відповідно вихід ацетилену. Процес окислювального піролізу визначається не лише підведенням тепла в систему, але і необхідним парціальним тиском метану.

Температура

Співвідношення О₂:СН₄.

Рис.2 Залежність температури піролізу від співвідношення О₂:СН₄ при різній температурі попереднього підігріву: 1-при 700є К; 2-при 800є К; 3-при 900є К.

Спрямованість процесу неповного окислення метану залежно від співвідношення О₂:СН₄ показана на рис.3. Видно, що оптимальна кількість ацетилену утворюється при О₂:СН₄=0,55ч0,65. Подальше збільшення співвідношення сприяє розвитку реакцій окислення метану.

Ступінь участі метану у реакції, %

Співвідношення О₂:СН₄ Рис.3

Рис.3 Область окислення метану і крекінгу метану до ацетилену залежно від складу метано-кисневої суміші: 1-метан не реагує; 2-окислення метану; 3-крекінг метану до ацетилену.

Залежність концентрації ацетилену в газах піролізу від співвідношення О₂:СН₄ зображена на рис.4. Максимальна концентрація (8,5 об'ємн. % С₂Н₂) виходить при О₂:СН₄=0,6.

Концентрація С2Н2

Співвідношення О₂:СН₄.

Рис.4 Зміна концентрації ацетилену у газах піролізу метану в залежності від співвідношенні О₂:СН₄ в реакційній суміші. [1]

Склад піролізуємої сировини

Для піролізу із здобуттям ацетилену можна використовувати не лише метан, але і інші газові суміші, що наприклад містять окрім метану етан і етилен. Із зростанням вуглецевого показника збільшується міра перетворення вуглеводнів і, отже, вміст ацетилену в газах піролізу. Тому для піролізу до ацетилену доцільно використовувати природні гази, що містять невелику кількість етану.

Із зростанням молекулярної ваги вихідного вуглеводню зменшується кількість тепла, що виділяється при його згоранні, проте витрата тепла на нагрів реагуючих речовин і утворення ацетилену також стає менше. Це наводить до зменшення кількості палива при використанні сировини з великою молекулярною вагою і до утворення меншої кількості водню, а отже, до зниження кількості побічних продуктів.

В результаті для здобуття ацетилену з важких вуглеводнів створюються найбільш сприятливі термодинамічні умови, проте менша кількість продуктів згорання при одному і тому ж тиску веде до зростання парціального тиску побічних продуктів.

Із зростанням вуглецевого показника сировини різко зменшується витрата вуглеводнів і кисню при окислювальному піролізі. Тому вигідно працювати на сумішах, що містять гомологи метану, оскільки можна значно скоротити витрату вуглеводня. [1]

Концентрація кисню

При збільшенні кількості інертних домішок в кисні і в природному газі зменшується доля тепла, використовуваного на проведення піролізу вуглеводневої сировини, і внаслідок цього знижується вихід ацетилену. Найбільш вигідна концентрація кисню 100%, проте це недоцільно з економічної точки зору. Практично використовувана концентрація кисню складає 95-98% і залежить в основному від типа апаратів для розділення повітря.

У промисловій практиці особливо важливо зберігати постійну кондицію кисню для забезпечення надійної і безаварійної роботи ацетиленових реакторів. [1]

Тиск

Процес здобуття ацетилену неповним спалюванням газоподібних вуглеводнів можна проводити при зниженому (0,2-0,6 ат) і при підвищеному (3-5 ат) тиску.

Процес при зниженому тиску. Оскільки окислювальний піроліз протікає із збільшенням об'єму продуктів, що утворюються, то, згідно термодинамічним розрахункам, знижений тиск повинен прискорювати процес. Проте практично процес при зниженому тиску протікає менш ефектно, оскільки зменшується кількість тепла, що виділилося при неповному горінні частини метану, і тому не вистачає тепла на проведення ендотермічної реакції розкладання метану до ацетилену.

У дослідах при зниженому тиску спостерігалося значне сажеутворення, причому кількість сажі зростала з підвищенням молекулярної ваги вуглеводня і з пониженням вмісту кисню в газовій суміші. Для придушення сажеутворення в реактор додають азот, проте це не дало позитивних результатів і вихід ацетилену знижувався із збільшенням кількості сажі. Отже, окислювальний піроліз при зниженому тиску можна вважати малоперспективним.[1]

Процес при підвищеному тиску. З точки зору термодинаміки підвищення тиску несприятливе. Експериментально встановлено, що концентрація ацетилену в газах піролізу з підвищенням тиску зменшується. Із зростанням тиску швидкість розкладання ацетилену збільшується більшою мірою, ніж швидкість його створення. Розкладання ацетилену супроводжується значним сажеутворенням, тому слід зменшувати час реакції. При збільшені тиску зменшується оптимальний час реакції [1] :

Тиск, МПа………………................ 0,1 0,4 0,6 1

Оптимальний час реакції, мсек........ 2-6 1-3 0,6-2 0,5-1,5

Для піролізу метану при підвищеному тиску оптимальне відношення О₂:СН₄ практично таке ж, як і при 1 ат і в інтервалі 1-14 ат складає 0,56-0,6. З підвищенням тиску зменшується концентрація ацетилену і збільшується концентрація етилену.

Початок взаємодії метану з киснем визначається періодом індукції - часом, необхідним для розвитку ланцюгового процесу горіння. З ростом тиску величина періоду індукції знижується майже пропорційно тиску[4]. Для сумішей однієї сполуки:

Рⁿ·exp[(-E·ф)/RT] = const,

Де Р - тиск, n - порядок реакції, ф - період індукції.

З ростом тиску експоненціально знижується температура самозапалювання. Ця залежність описується емпіричним рівнянням [4]:

Т_св=589(Р·10⁵)^-0.11 +273

Температура самозапалювання ацетилену

Тиск, 10-5Па	Температура, К
0,108	1029
0,306	958
0,598	892
0,708	873

Характеристики нормального поширення вибуху в ацетилені.[5]

Тиск, МПа	2	4	6	8
Лінійна швидкість поширення полум'я, см/сек	14,7	15,8	16,2	15,9
Нормальна швидкість горіння, см/сек	2,8	5,6	6,5	7,9
Розрахована температура полум'я, єК	1430	1990	2220	-

При підвищеному тиску важко забезпечити гомогенізацію сировини, бо відзначається самозапалювання й прогоряння корпусу. Представляються два рішення: змішання в псевдоожиженому шарі, усередині якого розташований теплообмінник, і теплообмінник змішання з подачею частини непідігрітого метану в зону змішання й рівномірного розподілу його по перетині апарата.[4]

Проведення процесу під тиском не дає значного скорочення видаткових показників , але надає можливість зниження капітальних витрат. При піролізі під тиском значно інтенсифікуються супутні процеси, наприклад теплопередача при нагріванні вихідних компонентів, при охолодженні одержуваних газів та ін. Внаслідок цього габарити встаткування різко скорочуються, що дає помітний економічний ефект.[1]

При піролізі під тиском можна корисно використовувати тепло реакційних газів. На виході з реакційної зони гази звичайно мають температуру 1600єС, однак основна кількість тепла знімається охолоджувальною водою на стадії «загартування».Мова може йти, отже, тільки про використання тепла газів після «загартування». Найбільше доцільно витрачати тепло газів піролізу на одержання гарячої води, яку можна використовувати на стадії виділення ацетилену.

Проведення процесу під тиском вигідно ще й тому, що зменшуються витрати на наступний стиск газів до тиску, що підтримується на стадії концентрування ацетилену.

Зі збільшенням тиску підвищується змочуваність сажі, що спрощує процес сажеочистки.

У промисловості проводять окислювальний піроліз природного газу при тиску 4-5 ат й отримують газ із вмістом ацетилену 8-8,5 об'ємн. %.

Температура попереднього підігрівання

Із зростанням температури попереднього підігрівання вихідної суміші зменшується доля згорілого вуглеводня і збільшується кількість вуглеводня, що розкладається до ацетилену, тобто підвищується корисний крекінг процесу.

Нижче приведені дані Бракон'є про корисний крекінг (при перерахунку на вихідний метан) при різній температурі попереднього підігрівання вихідної суміші, а також про відповідну витрату метану і кисню на 1 т ацетилену:

Температура попереднього підігрівання, єС	500	600	700
Корисний крекінг, %	27,1	29,0	31,2
Витрата метану, т	6,4	6,0	5,3
Витрата кисню, т	5,5	5,1	4,6

Час реакції

Оптимальний час перебування речовини в зоні реакції визначається умовами проведення процесу (складом вихідної сировини, температурою, тиском і так далі), а також конкретною конструкцією реактора.

За практичними даними час перебування газів в реакційній зоні складає 0,003-0,008 сек.

Оптимальний час реакції визначається температурою (рис.10): чим вище температура, тим менше час утворення ацетилену.

Оптимальний час ацетиленоутворення зменшується із зростанням вуглецевого показника піролізуємої сировини.

Зміст С у продуктах піролізу, % від кількості С у непрореагувавшему СН4		Температура, єК

Час реакції, сек. Рис.5

Рис.5 Зміна складу продуктів піролізу метану і температури в залежності від часу реакції (співвідношення О₂:СН₄=0,48; температура попереднього підігріву суміші 610єС): 1-температгра реакції; 2-метан; 3-ацетилен; 4-етилен; 5-сажа; 6-окись вуглецю.

Вплив добавок

Добавки різних газів істотно змінюють тепловий баланс окислювального піролізу.

При взаємодії з метаном кисень розподіляється між вуглецем і воднем в основному в співвідношенні 1:1. При додаванні водню розподіл кисню міняється в залежності кінетики окислення метану і водню в інтервалі температур піролізу (1200-1500єС). Це відбивається на матеріальному і тепловому балансах процесу, оскільки водень вступає в реакцію з киснем. При цьому збільшується доля метану, що піддається крекінгу, і виділяється додаткова кількість тепла, що витрачається на корисну реакцію піролізу.

Кисень розподіляється між вуглецем і воднем в співвідношенні від 1:2 до 1:2,2. У реакцію з киснем вступає 45-50% додатково введеного водню. Максимальний вихід ацетилену отриманий при піролізі суміші, в якій співвідношення СН₄:О₂:Н₂=2:1:1.

Вивчення впливу добавок на процес здобуття ацетилену представляє практичний інтерес, оскільки при цьому встановлюється можливість використання не лише метану, але і коксового газу, а також газів, що залишаються після виділення ацетилену.

Сажеутворення

Під сажеутворенням слід розуміти появу часток сажі (вуглецю) і різних смолистих речовин. Характер сажі і смолистих речовин залежить від умов їх освіти: часу, співвідношення О₂:СН₄, аеродинаміки процесу неповного горіння. Чим більше час реакції, тим ефективніше йде утворення сажі, причому при збільшенні часу навіть на 10% властивості сажі різко міняються. З підвищенням співвідношення О₂:СН₄ сажа стає більш гідрофільною.

Можливість технічного використання сажі визначається в основному її пористістю. Дослідження сажі, отриманої в процесі окислювального піролізу, показали її придатність для виготовлення гумово-технічних виробів, проте в промисловості ця можливість доки не реалізована.[1]

Висновок

Далі порівняємо основні методи виробництва ацетилену. Для правильного уявлення про той або інший метод здобуття ацетилену слід визначити міру використання тепла в процесі - так званий енергетичний к.к.д. Саме цей показник є головним при оцінці методів. При його визначенні беруться до уваги всі реагенти і енергетичні ресурси, що витрачаються в процесі: природний і паливний газ, вуглеводнева сировина, кокс, вугілля, пара, електроенергія.

При виробництві ацетилену з карбіду кальцію загальна витрата тепла на 1 т продукту складає 7,69 кг умовного палива, при двоступінчатому електрокрекінгу - 7,42, при окислювальному піролізі - 5,72, при гомогенному піролізі нафтопродуктів - 5,14. Отже, найбільш вигідні окислювальний піроліз і гомогенний піроліз нафтопродуктів.

При визначенні собівартості ацетилену враховуються всі техніко-економічні показники, включаючи амортизацію будівель і устаткування, обслуговування і інші витрати. Істотне значення набуває вартості сировини і енергетичних засобів. Якщо не брати до уваги Вульф-процесс, який хоча і має кращі показники за собівартістю, проте доки не набув значного поширення, найменша собівартість ацетилену опинилась при окислювальному піролізі і двоступінчатому електрокрекінгу. Найдорожче обходиться виробництво ацетилену з карбіду кальцію.

Отже, найбільш вигідним можна рахувати процес здобуття ацетилену окислювальним піролізом вуглеводнів, оскільки він вимагає менших капіталовкладень і енерговитрат в порівнянні з іншими методами. Також на відміну від багатостадійного перетворення сировини при здобутті ацетилену карбідним способом, окислювальний піроліз протікає в одну стадію, що значно полегшує процес.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА СИРОВИНИ, НАПІВФАБРИКАТІВ, ГОТОВОЇ ПРОДУКЦІЇ

Ацетилен за нормальних умов - безбарвний газ зі слабким ефірним запахом, легше за повітря, у воді розчиняється погано.

Хімічна формула ацетилену С₂Н₂

Структурна формула Н-С?С-Н

Густина ацетилену при 0 ⁰С та тиску 0,1 МПа 1,172 кг/м³

Температура кипіння мінус 83,6 ⁰С

Температура плавлення мінус 84,1 ⁰С

Температура сублімації мінус 83,6 ⁰С

Критична температура 35,6 ⁰С

Критичний тиск 6,16 МПа

Температура самозаймання:

у суміші з повітрям 335 ⁰С

у суміші з киснем 300 ⁰С

Ацетилен за нормальних умов - безбарвний газ із слабким ефірним запахом.

Чистий ацетилен здібний до мимовільного розпаду. Потрібна при цьому енергія запалювання тим менше, чим вищий тиск ацетилену. За певних умов і наявності імпульсу ацетилен здатний мимовільно розкладатися з великим виділенням тепла (226 кДж/моль) на вуглець та водень. Розкладання може перейти у вибуховий розпад. Тиск при цьому підвищується в 10 - 13 разів від початкового. В деяких випадках можливий перехід вибухового розпаду в детонацію, яка поширюється із швидкістю декількох тисяч метрів в секунду, при цьому розвивається тиск в декілька сотень атмосфер. На повітрі ацетилен горить полум'ям, що сильно коптить, а в кисні полум'я сліпуче біле з виділенням великої кількості тепла.

При згорянні ацетилену в суміші з киснем температура досягає 3500 ⁰С^. Суміші ацетилену з повітрям і киснем вельми вибухонебезпечні (вибухають від іскри).

Ацетилен добре розчиняється в багатьох органічних і неорганічних рідинах, що дозволяє виділяти концентрований ацетилен з реакційних газів при виробництві його з природного газу або нафтових вуглеводнів.[1]

За своїми показниками ацетилен піролізний для синтезу вінілацетату і для заповнення в балони повинен відповідати вимогам приведеним таблицею 1.[6]

Характеристика вживаної сировини, матеріалів та напівпродуктів приведена таблицею 2.[6].

Таблиця1- Характеристика ацетилену, що випускається

Найменування показника	Норма
	для синтезу вінілацетату	для заповнення в балони
Об'ємна частка ацетилену, % не менше	98,7	98,7
Об'ємна частка діоксиду вуглецю, % не більш	0,2	0,2
Об'ємна частка інертів (О2 + N2), % не більш	0,2	0,2
Об'ємна частка гомологів ацетилену, % не більш зокрема: метілацетілену діацетілену, не більш	0,9 0,001	0,9 0,15 0,6 0,001

Таблиця 2. - Характеристика вживаної сировини, матеріалів і напівпродуктів

Найменування сировини, матеріалів, напівпродуктів	Міждержавний, державний, галузевий стандарт, технічні умови, регламент або методика	Показники, обов'язкові для перевірки (найменування і одиниця вимірювання)	Показники, що регламентуються, і допустимі відхилення
Природний газ	ГОСТ 5542-87	Об'ємна частка кисню,% Масова концентрація меркаптанової сірки, г/м3 Сірководню, г/м3 Механічних домішок г/м3	не більш 1,0 не більш 0,036 не більш 0,02 не більш 0,001
Кисень технологічний газоподібний, що поставляється по трубопроводу	СТП 113-03-26-28-90	Об'ємна частка кисню,%	не менше 95,0 (±0,5)
Азот газоподібний технологічний	СТП 3-43-2001	Тиск, МПа Об'ємна частка кисню,%	не менше 0,35 не більш 3,0
N-метілпіролідон	ТУ 6-02-1049-76 Вищий сорт	Об'ємна частка N-метілпіролідону, % вологи, % Густина, г/см3 Температура застигання, 0С	99,5 не більш 0,2 1,0300- 1,034 мінус 24
Пара 0,55 МПа	за регламентом цеху ПіОК	Тиск, МПа Температура, оС	не менше 0,55 140 - 190
Вода зворотна 22 ВОЦ	за регламентом цеху оборотного водопостачання	Тиск, МПа Температура, оС Масляна плівка рН-середовища Масова концентрація, мг/дм3 метілпіролідону: - на вході до цеху - на виході з цеху ацетилен	не менше 0,3 не більш 28 відсутність 6,5-8,5 не більш 15 не більш 15 відсутність
Вода хімочищенна	за регламентом цеху ХПВ	Тиск, МПа	не менше 0,3
Повітря КІП	СТП 3-161-2002	Тиск, МПа	від 0,29 до 0,31
Конденсат паровий	СТП 6-52-96	Молярна концентрація еквівалентна жорсткості, мкмоль/дм 3 рН-середовища	не більш 15,0 7,0 - 9,2
Гази піролізу	за регламентом цеху ацетилену	Об'ємна частка, % ацетилену діоксиду вуглецю вищих гомологів неграничних з'єднань кисню оксиду вуглецю водню азоту метану Масова концентрація сажі після очищення, мг/м3	не менше 7,6 не більш 4,0 не більш 0,6 не більш 0,6 не більш 0,6 не менше 15 не менше 50 не більш 3,0 не більш 6,0 не більш 4,0

3. НОВЕ ТЕХНІЧНЕ РІШЕННЯ

Як метод виробництва ацетилену в дипломному проекті вибраний окислювальний піроліз природнього газу. При окислювальному піролізі вуглеводнів тепло, необхідне для проведення ендотермічної реакції утворення ацетилену, виходить у результаті спалювання частини початкової сировини в атмосфері кисню.

У якості нового технічного рішення пропонується підвищити тиск у реакційному вузлі до 0,6 Мпа. У літературі [4] на підставі зроблених експериментів показано, що з ростом тиску величина періоду індукції знижується майже пропорційно тиску. Тобто с 9 секунд знижається до 1,5 секунд. Час прибуття суміші у змішувачі повинен бути меньше періоду індукції , тобто меньше 1,5 секунд.

З підвищенням тиску зменшується і оптимальний час реакції [1]:

Тиск, Мпа...…………….................... 0,1 0,4 0,6 1

Оптимальний час реакції, мсек........ 2-6 1-3 0,6-2 0,5-1,5

Таким чином, оптимальний час реакції зменшаться в ? 3 рази. Отже, об'єм|обсяг| реакційної зони і змішувача необхідно зменшити, в порівнянні з процесом при тиску|тиснення| 1атм, приблизно в 3 рази.

Для забезпечення гомогенізації суміші пропонується встановити турбулезатири, а для рівномірного розподілу потоку використати гавфрировану насадка.

Недоліком процесу є зниження температури самозапалювання, що при підвищенні тиску до 0,6МПа складе ? 710К. Щоб виключити самозапалювання, необхідно організувати відвід тепла предпламенних реакцій. При температурі підігріву вихідної суміші (О₂/СН₄=0,672) до 873К швидкість відводу тепла повинна становити 7,3 К/с і зниження температури в змішувачі 0,4К за 0,06сек. [4] Цього можливо досягти при використанні теплообмінника змішання з подачею частини непідігрітого метану в зону змішання й рівномірного розподілу його по перетині апарата за допомогою розподільного пристрою.

Проведення процесу під тиском не дає значного скорочення видаткових показників, але надає можливість зниження капітальних витрат. Габарити встаткування різко скорочуються, що дає помітний економічний ефект. Причому можливі два варіанти рішення: зниження габаритів устаткування в 3 разів, або збільшення навантаження при збереженні габаритів.

4. ОПИС ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ

Попередньо стиснуті до тиску 0,6МПа у компресорах КМ1,2 і нагріті до температури 500-600єC у підігрівниках АТ1,2 кисень і природній газ надходять у реактор РТ1, де в змішувачі змішуються до однорідної суміші й далі через дифузор направляються в реакційну зону. Відповідно до прийнятого нового технічного рішення для організації відводу тепла предпламенних реакцій у дифузор також подається частина непідігрітого метану з рівномірним розподілом його по перетині апарата за допомогою розподільного пристрою. Для забезпечення гомогенізації суміші у дифузорі розташовані турбулезатори, а для рівномірного розподілу потоку використана гавфрирована насадка.

Реакція утворення ацетилену відбувається в полум'ї при температурі від 1300 до 1400єC. У результаті реакції, що відбуває в полум'ї, при оптимальному співвідношенні кисню й природного газу й при досить високому попередньому підігріві в ацетилен перетворюється близько 30 % вихідного метану, близько 10 % метану не реагує й близько 60 % іде на підтримку теплового режиму процесу й перетворюється в диоксид вуглецю, оксид вуглецю, водень і воду. Крім того, утвориться сажа й інші побічні продукти реакції.

Щоб зберегти від розкладання ацетилен, що утворився, газ у реакторі піддається різкому охолодженню водою - загартуванню.

Реактор піролізу складається із двох частин: у верхній частині, де є уведення кисню й природного газу, розташований змішувач, призначений змішувати газ так, щоб концентрація компонентів у будь-якій місці перетину апарата була однакова. Дифузор призначений для одержання бажаного змішання й рівномірного розподілу суміші по горілочній плиті. У нижній частині перебуває горілочний блок, реакційна зона, зона загартування, відводу води й газів піролізу. Там же розташовані запальна трубка для розжигу полум'я стабілізуючого кисню й шурувальний лом для видалення відкладень коксу, що осіли на нижній поверхні горілочного блоку й стінках реакційної зони.

Горілочний блок виконаний з металу й охолоджується циркулюючим конденсатом. Він має 49 отвір, по яких у зону реакції надходить підготовлена метано-киснева суміш. Для усунення можливості «проскакування» полум'я з реакційної зони в дифузор швидкість газу в отворах блоку підтримується більше швидкості поширення полум'я для даних умов.

Горілочний блок служить також для стабілізації горіння полум'я в реакційній зоні. Із цією метою через отвори малого діаметра, спеціально виконані в блоці, подається стабілізуючий кисень окремо для центральної й периферійної частини горілочного блоку.

Зона реакції обмежується горілочною плитою, бічними стінками охолоджуваного горілочного блоку й зоною загартування. У зону загартування реакторів подається вода внутріцехового замкнутого циклу через три ряди форсунок, що розділяється на два потоки: гарячий контур і холодний контур.

У зоні загартування реактора розташовані три ряди форсунок. З форсунок верхнього ряду подається дрібно розпилена вода гарячого контуру. З форсунок середнього ряду подається вода гарячого контуру струменями під обріз зони горіння. З форсунок нижнього ряду подається дрібно розпилена вода холодного контуру. Якість і стан форсунок, при правильному співвідношенні кисню й природного газу, впливає на кількість сажі, що утвориться в процесі окислювального піролізу.

Горілочні блоки охолоджуються циркулюючим конденсатом, витрата якого не менш 6,0 м³/ч

Витрата гарячої й холодної води в зону загартування реактора становить не менш 20 м³/ч кожної. Температура води після загартування на виході з реактора не більше 95 ⁰С, температура газів піролізу на виході з реактора не повинна перевищувати 90 ⁰С.

Гази піролізу з нижньої частини реактора надходять у скрубер-холодильник АР1. У скрубері-холодильнику гази піролізу охолоджуються до температури не більше 70 ^оС упорскуванням води холодного контуру через форсунки у верхню й середню частину. Температура води на виході з холодильника не більше 90 ^оС.

Відходяща з реактора й скрубера-холодильника вода зливається в колектор сажевмістної води, що продувається невеликою кількістю азоту, і через дегазаційну ємність направляється на очищення від сажі. Гази з дегазаційної ємності скидаються на факел газів піролізу.

Гази піролізу, охолоджені в скрубері-холодильнику, направляються в електрофільтр Ф3 для остаточного очищення від сажі.

Очищені від сажі гази піролізу з електрофільтру надходять у холодильник газів піролізу ХЛ1, що призначений для остаточного охолодження газів піролізу, відмивання їх від кислих компонентів і очищення від часток сажі, що залишилися після електрофільтрів.

Після холодильників гази піролізу надходять у конденсатор змішання, звідки вони надходять у загальний колектор газів піролізу й далі на виділення й концентрування ацетилену.[10]

Норми технологічного режиму

Таблиця 1 [10]

№	Найменування стадії й потоків реагентів	Найменування параметра й одиниця виміру	Найменування значення із припустимими відхиленнями або діапазон регулювання	Границі припустимих значень параметра
1	Підігрів О2 у підігрівнику АТ1
1.1	Димові гази після підігрівника кисню	Об'ємна частка, % Вуглецю диоксид Кисню Метану Масова концентрація, мг/ м3 Вуглецю оксид Азоту диоксид Сірки диоксид		6-13 Не більше 10 Не більше 0,2 Не більше 75,2 Не більше 81 Не більше 105
2.	Підігрів природного газу в підігрівнику АТ2
2.1	Колектор природного газу: на виході з підігрівника	Об'ємна витрата, нм3/ч Температура, єС	2390-4210	2300-4300 Не більше 650
2.2	Димові гази після підігрівника природного газу	Об'ємна частка, % Вуглецю диоксид Кисню Метану Масова концентрація, мг/ м3 Вуглецю оксид Азоту диоксид Сірки диоксид		6-13 Не більше 10 Не більше 0,2 Не більше 76 Не більше 54 Не більше 84
3.	Реактор термоокислювального піролізу природного газу РТ1	Перепад тиску по дифузору, кПа кгс/ см2 Температура, єС: У дифузорі У зоні загартування Співвідношення О2:СН4 Перепад тиску по горілочному блоці, кПа	Від-8,4до -24,6 Від -0,084до -0,246	Від-8до-25 Від-0,08до-0,25 Не більше 650 Не більше 70 0,58:0,62 Не більше 5,5
4.	Колектор подачі конденсату на охолодження горілочного блоку	Об'ємна витрата, м3/ч		Не менш 6,0
5.	Колектор конденсату на виході з горілочного блоку	Температура, єС		Не більше 75
6.	Колектор газів піролізу на виході з реактора	Об'ємна частка, % Кисню Ацетилену		Не більше 0,6 Не менш 7,6
7.	Коробка ізоляторів електрофільтрів Ф3	Температура, єС	87,7-92,3	85-95
8.	Колектор газів піролізу на виході з холодильників ХЛ1	Температура, єс		Не більше 36
9.	Загальний колектор газів піролізу після холодильників ХЛ1	Тиск, МПа кгс/ см2		Не більше 0,6-?Р 6-?Р

5. МАТЕРІАЛЬНИЙ І ТЕПЛОВИЙ БАЛАНС

Розрахунок матеріального балансу

Вихідні данні:

Продуктивність установки по ацетилену, т/рік 55000

Кількість годин у році на ремонт устаткування, ч 200

Втрати ацетилену на стадії піролізу, мас.% 1,5

Тиск, МПа 0,6

Зміст сажі в газах піролізу, кг/м³ 0,005

Температура в зоні розкладання метану, єС 1500

Температура на виході з реактора, єС 80

Температура охолоджувальної води на вході, єС 20

Температура охолоджувальної води на виході, єС 80

Розрахунок для визначення С, кмоль/100м³

С_С2Н2 =8,300/22,4=0,3705 кмоль/100м³

С_С2Н4 =0,3200/22,4=0,0143 кмоль/100м³

С_СН4 =4,3800/22,4=0,1955 кмоль/100м³

С_С4Н6 =0,0500/22,4=0,0022 кмоль/100м³

С_С3Н4 =0,0800/22,4=0,0036 кмоль/100м³

С_С4Н2 =0,1100/22,4=0,0049 кмоль/100м³

С_С6Н6 =0,1000/22,4=0,0045 кмоль/100м³

С_Н2 =55,0700/22,4=2,4585 кмоль/100м³

С_О2 =0,2900/22,4=0,0129 кмоль/100м³

С_СО =25,6400/22,4=1,1446 кмоль/100м³

С_СО2 =3,6000/22,4=0,1607 кмоль/100м³

С_N2+Ar =2.0600/22.4=0,0920 кмоль/100м³

C_газа = ?С_i = 4,4643 кмоль/100м³

Таблиця 1 - Сполука газів піролізу

Компоненти	Формула	Мольна маса, кг/моль	Об'ємна частка, %	С, кмоль/100м3
Ацетилен Етилен Метан 1,3-бутадієн Метилацетилен Діацетилен Бензол Водень Кисень Окис вуглецю Двоокис вуглецю Азот+Аргон	С2Н2 С2Н4 СН4 С4Н6 С3Н4 С4Н2 С6Н6 Н2 О2 СО СО2 N2+Ar	26 28 16 54 40 50 78 2 32 28 44 34	8,30 0,32 4,38 0,05 0,08 0,11 0,10 55,07 0,29 25,64 3,60 2,06	0,3705 0,0143 0,1955 0,022 0,0036 0,0049 0,0045 2,4585 0,0129 1,1446 0,1607 0,092
Усього			100,00	4,4643

Годинна продуктивність установки по ацетилену з урахуванням втрат:

1000·[(55000·1,015)/(8760-200)]=6521,6122 кг/ч

де 8760 - кількість годин у році;

200 - кількість годин у році на устаткування

1,015- коефіцієнт, що враховує втрати (1,5%мас.).

Годинний об'єм утворюваного ацетилену:

(6521,6122·22,4)/26=5618,6197 м³/ч

Об'єм газів піролізу:

(5618,6197·100)/8,3 =67694,2133 м³/ч

Кількість сажі, що утворилася:

0,005·67694,2133=338,4711 кг/ч,

де 0,005кг/м³ - зміст сажі в газах піролізу.

Виходячи з об'ємів газів піролізу, розраховується кількісна сполука. Дані розрахунків заносимо в таблицю 2.

Таблиця 2 - Кількісна сполука газів піролізу

Компоненти	%, об.	V, м3/ч	n, кмоль/ч	m, кг/ч
Ацетилен Етилен Метан 1,3-бутадієн Метилацетилен Діацетилен Бензол Водень Кисень Окис вуглецю Двоокис вуглецю Азот+Аргон	8,3 0,32 4,38 0,05 0,08 0,11 0,1 55,07 0,29 25,64 3,6 2,06	5618,6197 216,6215 2965,0065 33,8471 54,1554 74,4636 67,6942 37279,2033 196,3132 17356,7963 2436,9917 1394,5008	250,8312 9,6706 132,3664 1,5110 2,4177 3,3243 3,0221 1664,2501 8,76398 774,85698 108,7943 62,2545	6521,6112 270,7768 2117,8624 81,594 96,708 166,215 235,7238 3328,5002 280,4474 21695,9954 4786,9492 2116,653
Усього	100	67694,2133	3022,0632	41699,0364

V_С2Н2 = (67694,2133·8,3)/100=5618,6197 м³/ч

V_С2Н4 = (67694,2133·0,32)/100=216,6215 м³/ч

V_СН4 = (67694,2133·4,38)/100=2965,0065 м³/ч

V_С4Н6 = (67694,2133·0,05)/100=33,8471 м³/ч

V_С3Н4 = (67694,2133·0,08)/100=54,1554 м³/ч

V_С4Н2 = (67694,2133·0,11)/100=74,4636 м³/ч

V_С6Н6 = (67694,2133·0,1)/100=67,6942 м³/ч

v_Н2 = (67694,2133·55,07)/100=37279,2033 м³/ч

V_О2 = (67694,2133·0,29)/100=196,3132 м³/ч

V_СО = (67694,2133·25,64)/100=17356,7963 м³/ч

V_СО2 = (67694,2133·3,6)/100=2436,9917 м³/ч

V_N2+Ar = (67694,2133·2,06)/100=1394,5008 м³/ч

V_газа = ?V_i = 67694,2133 м³/ч

n_С2Н2 = 5618,6197/22,4=250,8312 кмоль/г

n_С2Н4 = 216,6215/22,4=9,6706 кмоль/г

n_СН4 = 2965,0065/22,4=132,3664 кмоль/г

n_С4Н6 = 33,8471/22,4=1,511 кмоль/г

n_С3Н4 = 54,1554/22,4=2,4177 кмоль/г

n_С4Н2 = 74,4636/22,4=3,3243 кмоль/г

n_С6Н6 = 67,6942/22,4=3,0221 кмоль/г

n_Н2 = 37279,2033/22,4=1664,2501 кмоль/г

n_О2 = 196,3132/22,4=8,76398 кмоль/г

n_СО = 17356,7963/22,4=774,85698 кмоль/г

n_СО2 = 2436,9917/22,4=108,7943 кмоль/г

n_N2+Ar = 1394,5008/22,4=62.2545 кмоль/г

n_газа = ?n_i = 3022,0632 кмоль/г

m_С2Н2 =250,8312·26= 6521,6112 кг/г

m_С2Н4 = 9,6706·28= 270,7768 кг/г

m_СН4 = 132,3664·16=2117,8624 кг/г

m_С4Н6 = 1,511·54=81,594 кг/г

m_С3Н4 = 2,4177·40=96,708 кг/г

m_С4Н2 = 3,3243·50=166,215 кг/г

m_С6Н6 = 3,0221·78=235,7238 кг/г

m_Н2 = 1664,2501·2= 3328,5002 кг/г

m_О2 = 8,76398·32= 280,4474 кг/г

m_СО = 774,85698·28=21695,9954 кг/г

m_СО2 = 108,7943·44= 4786,9492 кг/г

m_N2+Ar = 62,2545·34=2116,653 кг/г

m_газа = ?m_i = 41699,0364 кг/г

Для розрахунку витрати сировини - метану й кисню становимо таблицю елементарної сполуки газу піролізу на годинну продуктивність і на 100м³ газу піролізу (таблиця 3).

Розрахунок елементарної сполуки газів піролізу:

На годинну продуктивність:

m_{c С2Н2}= (6521,6112·2·12)/26=6019,948 кг

m_{н С2Н2}= 6521,6112-6019,9488=501,6624 кг

m_{с С2Н4}= (270,7768·2·12)/28=232,0944 кг

m_{н С2Н4}=270,7768-232,0944=38,6824 кг

m_{с СН4}=(2117,8624·1·12)/16=1588,3968 кг

m_{н СН4}=2117,8624-1588,3968=529,4656 кг

m_{с С4Н6}=(81,594·4·12)/54=72,528 кг

m_{н С4Н6}=81,594-72,528=9,066 кг

m_{с С3Н4}=(96,708·3·12)/40=87,0372 кг

m_{н С3Н4}=96,708-87,0372=9,6708 кг

m_{с С4Н2}=(166,215·4·12)/50=159,5664 кг

m_{н С4Н2}=166,215-159,5664=6,6486 кг

m_{с С6Н6}=(235,7238·6·12)/78=217,5912 кг

m_{н С6Н6}=235,7238-217,5912=18,1326 кг

m_Н2=3328,5002 кг

m_О2=280,4474 кг

m_{с СО}=(21695,9954·1·12)/28=9298,2837 кг

m_{о СО}=21695,9954-9298,2837=12397,7117 кг

m_{с СО2}=(4786,9492·1·12)/44=1305,5316 кг

m_{о СО2}=4786,9492-1305,5316=3481,4176 кг

m_N2+Ar =2116,653 кг

m_сажі =338,4711 кг

m_с=? m_сi=19319,4484 кг

m_н=? m_нi=4441,8286 кг

m_о=? m_оi=16159,5767 кг

На 100м³ газу піролізу:

n_{c С2Н2}=0,3705·2=0,7410 кмоль

n_{н С2Н2}=0,3705·2=0,7410 кмоль

n_{c С2Н4}=0,0143·2=0,0286 кмоль

n_{н С2Н4}=0,0143·4=0,0572 кмоль

n_{c СН4}=0,1955·1=0,1955 кмоль

n_{н СН4}=0,1955·4=0,7820 кмоль

n_{c С4Н6}=0,0022·4=0,0088 кмоль

n_{н С4Н6}=0,0022·6=0,0132 кмоль

n_{c С3Н4}=0,0036·3=0,0108 кмоль

n_{н С3Н4}=0,0036·4=0,0144 кмоль

n_{c С4Н2}=0,0049·4=0,0196 кмоль

n_{н С4Н2}=0,0049·2=0,0098 кмоль

n_{c С6Н6}=0,0045·6=0,0270 кмоль

n_{н С6Н6}=0,0045·6=0,0270 кмоль

n_{н Н2}=2,4585·2=4,9170 кмоль

n_{о О2}=0,0129·2=0,0258 кмоль

n_{c СО}=1,1446·1=1,1446 кмоль

n_{о СО}=1,1446·1=1,1446 кмоль

n_{с СО2}=0,1607·1=0,1607 кмоль

n_{о СО2}=0,1607·2=0,3214 кмоль

n _N2+Ar =0,0920·1=0,0920 кмоль

n_{с сажі} =0,0417·1=0,0417 кмоль

n_с=? n_сi=2,3783 кмоль

n_н=? n_нi=6,5616 кмоль

n_о=? о_сi=1,4918 кмоль

Кількість сажі в 100м³ газу піролізу розраховуємо в такий спосіб:

(0,005·100)/12=0,005100 моль/100м³

де 12 - атомна маса вуглецю;

0,005 - зміст сажі в газах піролізу, кг/м³.

Таблиця 3 - Масовий склад газів піролізу на продуктивність за годину

Компонент	m, кг/год	Вміст, кг/год
		Н	С	О	N2 +Ar
Ацетилен	6521,6112	501,6624	6019,948
Етилен	270,7768	38,6824	232,0944
Метан	2117,8624	529,4656	1588,3968
Бутадіен-1,3	81,594	9,066	72,528
Метилацетилен	96,708	9,6708	87,0372
Діацетилен	166,215	6,6486	159,5664
Бензол	235,7238	18,1326	217,5912
Водень	3328,5002	3328,5002
Кисень	280,4474			280,4474
Окис вуглецю	21695,9954		9298,2837	12397,7117
Двоокис вуглецю	4786,9492		1305,5316	3481,4176
Азот + аргон	2116,653				2116,653
Сажа	338,4711		338,4711
Всього	42037,5075	4441,8286	19319,4484	16159,5767	2116,653

Таблиця 4 - Елементарний склад газів на 100 м³ газів піролізу

...

Компонент

Подобные документы

• Технологія виробництва солі-АГ

  Розгляд методів синтезу гексаметилендіаміна та дінітріла адипінової кислоти з ацетилену та формальдегіду. Ознайомлення із технологією отримання, параметрами виробництва та напрямками застосування (створення полімеру для отримання найлона) солі-АГ.
  
  реферат [7,9 M], добавлен 26.02.2010
  

• Впровадження безсатураторного методу отримання сульфату амонію

  Способи отримання сульфату амонію, обгрунтування технологічної схеми виробництва. Матеріальний і тепловий баланси абсорбера, розрахунок випарника. Характеристика сировини, напівпродуктів і готової продукції. Основні параметри технологічного обладнання.
  
  дипломная работа [980,7 K], добавлен 18.06.2011
  

• Поняття про суспільне виробництво

  Розгляд одержання сульфатної кислоти контактним і нітрозним способами. Розрахунок та порівняння питомої матеріалоємності процесу одержання ацетилену з карбіду кальцію різного складу. Вибір найбільш вигідних варіантів проведення технологічного процесу.
  
  контрольная работа [114,4 K], добавлен 27.05.2012
  

• Методи одержання та галузі застосування рідкоземельних елементів

  Загальна характеристика лантаноїдів: поширення в земній корі, фізичні та хімічні властивості. Характеристика сполук лантаноїдів: оксидів, гідроксидів, комплексних сполук. Отримання лантаноїдів та їх застосування. Сплави з рідкісноземельними елементами.
  
  курсовая работа [51,8 K], добавлен 08.02.2013
  

• Компонування обладнання процесу окиснення циклогексану

  Компонувальне будівництво виробництва циклогексанону. Підбір технологічного обладнання. Характеристика технологічного процесу. Способи прийому сировини та видачі готової продукції. Методи видалення відходів. Розрахунок основних розмірів апаратів.
  
  курсовая работа [52,7 K], добавлен 06.11.2012
  

• Токсикологія сполук ртуті

  Значення і застосування препаратів сполук ртуті у сільськогосподарському виробництві, в різних галузях промисловості та побуті. Фізичні і хімічні властивості сполук ртуті. Умови, що сприяють отруєнню. Клінічні симптоми отруєння тварин різних видів.
  
  курсовая работа [34,2 K], добавлен 19.06.2012
  

• Наночастинки золота

  Фізичні та хімічні способи відновлення галогенідів золота. Методи отримання сферичних частинок. Схема двохфазного синтезу за методом Бруста. Електрохімічні методи отримання наностержнів. Основні способи отримання нанопризм: фотовідновлення, біосинтез.
  
  презентация [2,0 M], добавлен 20.10.2013
  

• Бінарні сполуки бору з гідрогеном

  Фізичні та хімічні властивості боранів. Різноманітність бінарних сполук бору з гідрогеном, можливість їх використання у різноманітних процесах синтезу та як реактивне паливо. Використання бору та його сполук як гідриручих агентів для вулканізації каучука.
  
  реферат [42,4 K], добавлен 26.08.2014
  

• Вузол підготовки сировини

  Технологія очищення нафтових фракцій від сіркових сполук і осушення від вологи, теоретичні основи процесу, апаратурне оформлення; характеристика сировини. Проект установки для очищення бензинової фракції, схема підготовки сировини, розрахунки обладнання.
  
  курсовая работа [394,4 K], добавлен 25.11.2010
  

• Отримання ніобію

  Історія та основні етапи відкриття наобію, методика його отримання хімічним і механічним способом. Фізичні та хімічні властивості мінералу, правила та сфера його практичного використання в хімічній і металургійній промисловості на сучасному етапі.
  
  реферат [17,3 K], добавлен 27.01.2010
  

• Властивості s-металів та їх сполук

  Класифікація металів, особливості їх будови. Поширення у природі лужних металів, їх фізичні та хімічні властивості. Застосування сполук лужних металів. Сполуки s-металів ІІА-підгрупи та їх властивості. Види жорсткості, її вимірювання та усунення.
  
  курсовая работа [425,9 K], добавлен 09.11.2009
  

• Францій

  Загальна характеристика. Фізичні властивості. Електронна конфігурація та будова атома. Історія відкриття. Методи отримання та дослідження. Хімічні властивості. Використання. Осадження францію з різними нерозчинними сполуками. Процеси радіолізу й іонізації
  
  реферат [102,3 K], добавлен 29.03.2004
  

• Лужні метали. Фізичні та хімічні властивості простих речовин. Біологічна роль елементів

  Загальна характеристика елементів I групи, головної підгрупи. Електронна будова атомів і йонів лужних металів. Металічна кристалічна гратка. Знаходження металів в природі та способи їх одержання в лабораторних умовах. Використання сполук калію та натрію.
  
  презентация [247,6 K], добавлен 03.03.2015
  

• Методи та засоби переробки твердих відходів лісохімічних і гідролізних виробництв

  Особливості процесу утворення лігніну у гідролізному виробництві, його характеристика та класифікація. Основні способи переробки твердих відходів, оцінка перспективності їх використання. Технологічна схема піролізу лігніну в установці циркулюючого шару.
  
  курсовая работа [183,1 K], добавлен 11.06.2013
  

• Проект установки виробництва тартратної кислоти потужністю 400 т/рік

  Характеристика вихідної сировини та готової продукції. Хімізм одержання тартратної кислоти та коефіцієнти виходу по стадіях. Розрахунок витрати вихідного продукту кальцій тартрату на 1 т 100% тартратної кислоти. Постадійні матеріальні розрахунки.
  
  курсовая работа [322,2 K], добавлен 11.05.2014
  

• Амінокислоти: одержання, властивості, роль у біології

  Значення амінокислот в органічному світі. Ізомерія. Номенклатура. Шляхи отримання амінокислот. Фізичні властивості. Хімічні властивості. Біосинтез амінокислот. Синтез незамінних амінокислот. Білкові речовини клітини: структурні білки, ферменти, гормони.
  
  реферат [20,0 K], добавлен 25.03.2007
  

• Ароматичні вуглеводні сполуки

  Поняття ароматичних вуглеводних сполук (аренів), їх властивості, особливості одержання і використання. Будова молекули бензену, її класифікація, номенклатура, фізичні та хімічні властивості. Вплив замісників на реакційну здатність ароматичних вуглеводнів.
  
  реферат [849,2 K], добавлен 19.11.2009
  

• Сировинна база хімічної промисловості

  Класифікація сировини за походженням, запасами, хімічним складом та агрегатним станом. Методи збагачення сировини. Повітря та вода – сировина для хімічної промисловості. Механічні, хімічні та фізико-хімічні методи промислової водопідготовки.
  
  реферат [60,7 K], добавлен 01.05.2011
  

• Проект установки гідроочищення дизельного палива потужністю 2050 тис т/рік

  Характеристика сировини, реагентів і готової продукції. Розрахунок матеріального і теплового балансів процесу гідроочищення дизельного палива. Засоби його контролю і автоматизації. Норми утворення відходів. Оптимізація схеми теплообміну установки.
  
  дипломная работа [355,4 K], добавлен 08.03.2015
  

• Виробництво карбаміду

  Характеристика сировини, допоміжних матеріалів та готової продукції – карбаміду. Опис технологічного процесу одержання карбаміду, його етапи та вимоги до теплообміннику. Апаратурне оформлення та технічні характеристики обладнання, що використовується.
  
  курсовая работа [38,3 K], добавлен 28.05.2014
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам