Ацетиленнің өндірісі

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 15 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
ҚАРАҒАНДЫ МЕМЛЕКЕТТІК ИНДУСТРИЯЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
ХимиЯЛЫҚ технология ЖӘНЕ экология КАФЕДРАСЫ

Жалпы химиялық технология пәнінен

Ацетиленді өндіру тақырыбы бойынша

КУРСТЫҚ ЖҰМЫС

Кабылдаған : Арбуз.Г.С.

Орындаған : Тажибаева Ш.О

Группа:Тфп20к-1

Теміртау, 2022 ж

МАЗМҰНЫ

кіріспе
1. Бастапқы шикізаттың сипаттамасы
2. Алынатын өнімнің сипаттамасы
3. Ацетилен өндірудің негізгі процестерінің физикалық-химиялық негіздемесі
3.1 Ацетиленнің өндірісі
3.2 Процестің технологиялық схемасының сипаттамасы
4. Процестің негізгі технологиялық көрсеткіштерін есептеу
5. Материалдық балансын есептеу

ҚОРЫТЫНДЫ
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

КІРІСПЕ
Ацетилен 1836 жылы ашылды Эдмунд Дэви, оны сутектің жаңа карбюраторы деп анықтаған.Бұл оқшаулануға тырысу кезінде кездейсоқ жаңалық болды калий металл. Калий карбонатын көміртегімен өте жоғары температурада қыздыру арқылы ол калий карбиді деп аталатын қалдық түзді, (K2C2), ол жаңа газды шығару үшін сумен әрекеттескен. Оны 1860 жылы француз химигі қайта ашты Марцеллин Бертелот, бұл атауды кім шығарды ацетилен.Бертелоттың ацетиленге арналған эмпирикалық формуласы (С.4H2), сондай-ақ quadricarbure d'hydrogène балама атауы (сутегі квадрикарбиди), қате болды, өйткені химиктер сол кезде көміртегі үшін дұрыс емес атом массасын қолданған.Бертелот бұл газды қызыл ыстық түтік арқылы органикалық қосылыстардың (метанол, этанол және т.б.) буларын өткізіп, ағынды сулар. Сондай-ақ, ол ацетиленнің электр арқылы ұшқынның пайда болуынан пайда болғанын анықтады цианоген және сутегі газдар. Кейін Бертелот ацетиленді а полюстері арасына сутегіні жіберіп тікелей алды көміртекті доға.[12][13] Сатылымдағы ацетилен газы қоспалардан шығатын иісті алып жүруі мүмкін дивинилсульфид және фосфин.

1.Бастапқы шикізаттың сипаттамасы
Органикалық заттардың өндірісі баяғыда пайда болған, бірақ бастапқыда ол өсімдік немесе жануар шикізатын өңдеуге-құнды заттардың (қант, май) бөлінуіне немесе олардың ыдырауына (сабын, алкоголь және т.б.) негізделген. Органикалық синтез, яғни салыстырмалы түрде қарапайым заттардан күрделі заттарды алу XIX ғасырдың ортасында хош иісті қосылыстары бар көмірді кокстеудің жанама өнімдері негізінде пайда болды. Содан кейін, ХХ ғасырда органикалық шикізат көзі ретінде мұнай мен табиғи газ маңызды рөл атқара бастады, оларды өндіру, тасымалдау және өңдеу көмірге қарағанда үнемді. Қазба шикізатының осы үш түрі негізінен органикалық синтездің дамуына негізделген. Олардың физикалық бөліну, термиялық немесе каталитикалық бөліну процестерінде (кокстеу, крекинг, пиролиз, риформинг, конверсия) көптеген басқа қосылыстарды синтездеу үшін бастапқы заттардың бес тобы алынады:
1. Парафиндер (СН4 метаннан с15 - С40 көмірсутектеріне дейін);
2. Олефиндер (С2Н4, С3Н6, С4Н8, С5Н10);
3. Хош иісті көмірсутектер (бензол, толуол, ксилол, нафталин);
4. Ацетилен;
5. Көміртек оксиді және синтез-газ (СО және Н2 қоспасы).
Өзінің дамуында Органикалық синтез өнеркәсібі бірқатар салаларға бөлінді (бояғыштар, дәрілік заттар, пластикалық массалар, Химиялық талшықтар және т.б. технологиясы), олардың арасында негізгі органикалық және мұнай-химия өнеркәсібі маңызды орын алады. "Негізгі" (немесе "ауыр") Органикалық синтез термині органикалық технологияның қалған бөлігі үшін негіз болатын көп тоннажды өнімдер өндірісін қамтиды. Өз кезегінде, "мұнай-химия" синтезі органикалық заттар технологиясының мұнай шикізатына айналуына байланысты пайда болды және сөздің әдеттегі мағынасында (бейорганикалық заттар мен полимерлердің сәулеленуін қоспағанда) мұнай тектес көмірсутектерді бастапқы химиялық өңдеуді қамтиды. Осыған байланысты ол Негізгі органикалық синтездің бөлігі болып табылады, бұл олардың біріккен басталуын білдіреді.

2. Алынатын өнімнің сипаттамасы
Ацетилен,(латынша acetum -- сірке және грек. nyle -- ағаш, орман, зат), HC≡CH -- түссіз газ, қайнау температурасы -- 83,8 °С, тығыздығы 1,0896 гл. Оны 1836 жылы ағылшын химигі Э. Дэви ашқан, 1862 жылы француз химигі Бертоле синтездеп алған. Ацетилен сутегісінің қышқылдық қасиеті болғандықтан сілтілік металдармен ацетиленидтер түзеді, ал -электрондар бұлтының қатысуы арқылы әр түрлі элементтермен комплекстер құрайды. Ацетиленге қосылу реакциясы тән. Ол екі сатыда жүреді: алдымен этилен, одан кейін алкан туындылары түзіледі. Ацетиленді галогендеу реакциясы тетрахлорэтилен, трихлорэтилен, винилхлорид т.б. галогенді туындылар өндіруде қолданылады. Ацетилен әр түрлі катализаторлар көмегімен сумен әрекеттесіп сірке алдегидін түзеді. Ацетиленге спирт қосу арқылы әр түрлі бағалы полимерлер және сополимерлер алу үшін қолданылатын мономерлер өндіріледі. Ацетиленді ĕ-пирролидонға қосқанда N-винилпирролидон, ал оны полимерлеу арқылы жасанды қанның негізін құрайтын зат алынады. Ацетиленнің карбонилді қосылыстармен әрекеттесуінен ацетиленді спирттер, ал олардан әр түрлі биология активті және микроэлектроникаға қажетті заттар өндіріледі. Ацетиленнің циан қышқылымен әрекеттесуінен акрилонитрил, ал көміртек тотығымен, спирттермен не аминмен әрекеттесуінен акрил қышқылының эфирлері мен амиді түзіледі. Бұлар өте құнды полимерлер алуға жұмсалатын мономерлер. Ацетилен кальций карбидін сумен өңдегенде алынады. Ацетиленді табиғи газды электрокрекингтеу, термототықтыру крекингі, пиролиздеу арқылы және плазмохимиялық жолмен де өндіреді. Ацетилен 5000°С температурада немесе 0,2 МПа қысымда жарылғыш келеді. Басқа газдармен араластырса (азот, метан, пропан т.б.) жарылу қаупі азаяды. Ацетиленді инертті кеуек заттармен толтырылған (ағаш көмірі) болат баллондарда, ацетондағы ерітінді түрінде 1,5 -- 2,5 МПа қысымда сақтайды және тасымалдайды. [1] Молекулаларында бір және екі қос байланысы бар көмірсутектерден басқа да қанықпаған көмірсутектер болады. Қарапайым өкілі ацетилен болып табылатын тағы бір қосылыстар тобы болады. Ацетиленнің құрылысы. Ацетилен қатарындағы бірінші мүше түссіз газ, суда аздап ериді. . Ацетилен молекуласының құрылысын зерттеу, көміртегі және сутегі атомдарының бәрі бір түзу сызық бойына орналасқанын көрсетеді, молекула сызықтық құрылысты болады. Жүйелеу номенклатурасына сәйкес, үш байланысты көмірсутектер атаулары өздеріне сәйкес қаныққан көмірсутектердегі - ан жұрнағын - ин жұрнағына алмастыру арқылы шығады. Ацетилен көмірсутектерінің изомері бутиннен басталады. Химиялық қасиеттері. Осы қатардағы көмірсутектердің қасиеттерін практикалық маңызы зор ацетилен мысалында қарастырамыз. Ацетиленнің метаннан және этиленнен айырмашылығы - ол күйелі жалын шығарып жанады. Ацетиленнің қанықпаған қосылыс екенін анықтау үшін ацетилен толтырылған цилиндрге калий пермаганаты ерітіндісін құямыз. Ерітінді тез түссізденеді. Сөйтіп, этилен сияқты, ацетилен де оңай тотығады.
3.Ацетилен өндірудің негізгі процестерінің физикалық-химиялық негіздемесі
Ацетилен көптеген химиялық өнімдерді өндіру үшін маңызды бастапқы көмірсутек болып табылады. Соңғы жылдары бірқатар мұнай-химия өндірістерінде ацетилен арзан этилен мен пропиленмен алмастырылды.
1.1 алкендердің физикалық қасиеттері
Қалыпты жағдайда С2 - С4 алкендері-түссіз және иіссіз газ тәрізді заттар, С5 - С15 - түссіз сұйықтықтар, С16 - дан бастап-қатты заттар. Алкендер суда ерімейді, бірақ олар органикалық еріткіштерде еруі мүмкін. Газ тәрізді алкендер ауамен жарылғыш қоспалар түзеді. Көміртек атомдарының саны бірдей алкандармен салыстырғанда алкендер қайнау және балқу температураларында сәл төмен.
1.2 алкендердің химиялық қасиеттері
Химиялық қасиеттері бойынша алкендер шекті көмірсутектердің қасиеттерінен түбегейлі ерекшеленеді. Молекулада Қос көміртек-род-көміртек байланысының болуы олефиндердің тән қасиеттерін анықтайды: электрофильді қосылу, тотығу, полимеризация.
1. Қосылу реакциясы. - алкендер молекулаларындағы байланыс sp2-гибридті көміртек атомдарындағы алмастырғыштардың электронды әсеріне өте сезімтал. Егер қос байланыс тобының орынбасары электродо-норальды әсерге ие болса (алкилді радикал, амин тобы - NH2, АЛОКСИГРУППА RO -), онда қос байланыстың электронды тығыздығы ең бағыттаушы-рогенизацияланған көміртек атомына ауысады.
1.1 Гидрогалогендеу. Алкендердің сутегі хлоридімен немесе сутегі бромымен әрекеттесуі кезінде галогеналкандар түзіледі. Қосылу, атап өтілгендей, Марковниковтың ережесі бойынша жүреді:

CH2=CH-CH3 + HBr -- CH3-CHBr-CH3
1.2 ылғалдандыру. Катализатор рөлін атқаратын күкірт немесе фосфор қышқылдарының қатысуымен алкендердің сумен әрекеттесуі кезінде спирттер пайда болады. Өндірілген алкогольдің құрылымын Марковников үкіметі де анықтайды:
CH2=CH-CH2-CH3 + H2O CH3-CHOH-CH2-CH3
1.3 галогендеу. Алкендер галоген молекулаларын (хлор, бром) қос байланыс үзілуімен және дигалогенді-су түзілуімен оңай байланыстырады:
CH2=CH2 + Br2 -- CH2Br-CH2Br
Реакция газ тәрізді немесе сұйық Алкен мен бромның сулы ерітіндісі (бром суы) арасындағы гетерогенді жүйеде жүруі мүмкін, ал сары түсті бром суы түссізденеді. Бұл реакция қанықпаған көмірсутектерге, соның ішінде алкендерге сапалы.
1.4 гидрогенизация. Алкендердегі қос байланыс арқылы сутектің қосылуы металл катализаторлардың қатысуымен жоғары температура мен қысым кезінде жүреді. Гидрогенизация және дегидрация процестерінің ең көп таралған катализаторы-никель:
CH2=CH-CH3 + H2 CH3-CH2-CH3
2. Тотығу реакциясы. Алкендердің тән химиялық қасиеті олардың жеңіл тотығуы болып табылады.
2.1 Жануы. Кез келген басқа көмірсутектер сияқты алкендер де көмірқышқыл газы мен судың пайда болуымен жанады:

CnH2n + 3n2O2 -- nCO2 + nH2O
2.2 калий перманганатымен тотығу. Алкен калий перманганатының Сулы ерітіндісімен бөлме температурасында әрекеттескен кезде ерітіндінің түссізденуі байқалады:
3CH2=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O -- 3HOCH2-CH2OH + 2MnO2↓ + 2KOH
Бұл реакцияны 1888 жылы орыс ғалымы Е. Е. Вагнер ашты және оның есімімен аталады. Вагнер реакциясы нәтижесінде қос байланыс үзіліп, екі көміртек атомы гидроксил тобына қосылады - oh. Осы кластағы қосылыстар гликоль деп аталады. Бұл реакция Қос с=С-байланысқа да байланысты.
Этиленнің Тотығу реакциясы өте маңызды, өйткені этиленгликоль антифриздерді (мұздату температурасы Төмен сұйықтықтар), синтетикалық лавсан талшықтарын, жарылғыш заттарды өндіру үшін қолданылады.
Егер калий перманганатымен реакция қатаң жағдайларда жүргізілсе (қайнаған ерітінді, қышқыл орта), онда кетондар, карбон қышқылдары немесе көмірқышқыл газы түзіліп, қос байланыс орнында көміртегі тізбегі үзіледі:
CH2=CH-CH2-CH3 CO2 + HOOC-CH3-CH3
2.3 этиленнің каталитикалық тотығуы. Қолданылатын катализаторға байланысты этиленнің ауадағы оттегімен тотығуы нәтижесінде әртүрлі өнімдер алуға болады. Катализатор ретінде екі тұздың - Палладий хлориді мен мыс (II) хлоридінің ылғалды қоспасын пайдаланғанда ацетальдегидті (Вакер-процесс) алады:
2CH2=CH2 + O2 ̶ CH3-CH
Бүгінгі таңда бұл өнеркәсіпте сірке альдегидін алудың ең көп таралған әдісі.
150-3500с температурада күміс катализатордың үстінен ауамен этилен қоспасын өткізген кезде эпоксидтер класына жататын этилен оксиді түзіледі:
2CH2=CH2 + O2 ̶ 2H2C - CH2O
Этилен оксиді эпоксидті шайырлар, синтетикалық жуғыш заттар, лактар, пластмассалар, синтетикалық каучуктар мен талшықтар алу үшін өнеркәсіпте кеңінен қолданылады.
3. Полимерлеу реакциясы. Катализаторлар болған кезде жоғары температура мен қысым кезінде алкендер молекулалары ұзын тізбектерді қалыптастыру үшін қос байланыстың ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.