Ацителен

Жоспар
Кіріспе

1 Кальций карбидінен ацителен алу өндірісі
2 Ацителенді көмірсутектерден алу жолдары
3 Синтез газ және көміртегі тотығын алу
4 Каталитикалық конверсияның технологиясы

Бұл процестер оттегінің қатынасуынсыз өтеді. 0,2 Мпа қысымда процес жарылыс қауіпін түзбейді. Аталған қысымнан жоғары қысымда процесс өте үлкен жарылыс қауіпін түзеді, оның жылдамдығы 100 м/с құрауы мүмкін. Бірақ ацителеннің жарылыс қауіпін инертті газ, сонымен қоса бу төмендетеді. Бұл жағдайда қоспаның қауіпті қысымы ацителеннің концентрациясына байланысты. Егер ацителен металдармен жанасатын болса, атап айтқанда СuС2, онда жарылыс қауіпі жоғарлауы мүмкін, сондықтан процеске арналған қондырғыларды жасағанда металдарды дұрыс таңдау керек. Бұл үшін процестің қысымын шектеп, оны 0,2 Мпа асырмайды. Ал жоғары қысымда жұмыс істеу қажеттілігі туындайтын болса, онда ацителенді азотпен немесе реагенттердің буымен араластырып отырады.
Ацителеннің басқа да ерекшеліктеріне оның жоғары ерігіштігі жатады. Мысалы 20 0С температурада, 1 көлем суда 1 көлем ацителен ериді, ал 60 0С температурада 0,37 көлем ацителен ериді. Ацителеннің ерігіштігі тұздардың сулы ерітінділері мен кальций гидрооксидінде төмендейді. Ацителеннің органикалық сұйықтарда еру қабілеті жоғарлай түседі. Ол метанолда 11,2, ацетонда 23, екіметилформамидте 32, N - метилпирролидонда 37 көлемді құрайды. Ацителеннің ерігіштік қасиеті оны алуда және оны бірнеше қоспа құрмынан ажыратуда, сонымен қоса оның ацителен бойынша сыимдылығын жоғарлату мен қысымын төмендету керек болғанда көп қолданылады.
Ацителенді өндірудің маңызды екі әдісі бар:
1 ескі әдісі – ацителенді кальций карбидінен алу, 2 көмірсутектерден алу.

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 6 бет
Таңдаулыға:

Ацителен

Ацителен түссіз газ, таза күйде әлсіз эфир иісімен ерекшеленеді,
конденсациялану температурасы – 83,8 0С, критикалық қысымы 6,04 Мпа,
криткалық тепмпературасы +35,5 0С. Ол ауамен және оттегімен өте қауіпті
жарылыс түзуі мүмкін. Бірақ ацителеннің жарылу қауіпі оның қарапайым
заттарға ыдырауының экзотермиялылығына тығыз байланысты:

С2Н2 2С + Н2
Бұл процестер оттегінің қатынасуынсыз өтеді. 0,2 Мпа қысымда процес жарылыс
қауіпін түзбейді. Аталған қысымнан жоғары қысымда процесс өте үлкен жарылыс
қауіпін түзеді, оның жылдамдығы 100 мс құрауы мүмкін. Бірақ ацителеннің
жарылыс қауіпін инертті газ, сонымен қоса бу төмендетеді. Бұл жағдайда
қоспаның қауіпті қысымы ацителеннің концентрациясына байланысты. Егер
ацителен металдармен жанасатын болса, атап айтқанда СuС2, онда жарылыс
қауіпі жоғарлауы мүмкін, сондықтан процеске арналған қондырғыларды
жасағанда металдарды дұрыс таңдау керек. Бұл үшін процестің қысымын шектеп,
оны 0,2 Мпа асырмайды. Ал жоғары қысымда жұмыс істеу қажеттілігі туындайтын
болса, онда ацителенді азотпен немесе реагенттердің буымен араластырып
отырады.
Ацителеннің басқа да ерекшеліктеріне оның жоғары ерігіштігі жатады.
Мысалы 20 0С температурада, 1 көлем суда 1 көлем ацителен ериді, ал 60 0С
температурада 0,37 көлем ацителен ериді. Ацителеннің ерігіштігі тұздардың
сулы ерітінділері мен кальций гидрооксидінде төмендейді. Ацителеннің
органикалық сұйықтарда еру қабілеті жоғарлай түседі. Ол метанолда 11,2,
ацетонда 23, екіметилформамидте 32, N - метилпирролидонда 37 көлемді
құрайды. Ацителеннің ерігіштік қасиеті оны алуда және оны бірнеше қоспа
құрмынан ажыратуда, сонымен қоса оның ацителен бойынша сыимдылығын
жоғарлату мен қысымын төмендету керек болғанда көп қолданылады.
Ацителенді өндірудің маңызды екі әдісі бар:
1 ескі әдісі – ацителенді кальций карбидінен алу, 2 көмірсутектерден алу.

Кальций карбидінен ацителен алу өндірісі

Кальций карбидін кальций тотығы мен коксты қосу көмегімен электродты пеште
алады:
СаО + 3С СаС2 + СО
Реакция эндотермиялық, өзіне көп энергия қажет етеді. Шыққан кальций
карбидін сумен қосатын болсақ, онда ацителен алумызға болады.

СаС2 + Н2О С2Н2 + Са(ОН)2
Құрамында кокс қоспасы, кальций тотығы және тағы да басқа заттары бар
1 кг. техникалық кальций карбидінен 230 – 280 л. ацителен алуға болады.
Кальций карбидінің ыдырауы кезінде бірнеше шарттарды ұқыпты орындап отыру
керек. Реакция гетерогенді болғандықтан, оның бірқалыпты жүруі кальций
карбидінің түиіршіктерінің өлшеміне байланысты болады. Егер кальций карбиді
өте майда үгітінді түрінде болса, оны процесс жүргізу барысында үздіксіз
араластырып отырған жөн, өйткені кальций түйіршіктерінде әктің қабаты пайда
болып, ол қондырғының белгілі - бір жерін күйдіріп жіберуі мүмкін. Реакция
аймағынан әрқашан жылуды шығарып отырған дұрыс, өйткені жоғары температура
ацителеннің ыдырауы мен полимерленуіне жол беруі мүмкін. Дайын болған
ацителен өнімінің 99 % ацителен концентрациясынан тұратын болса, оның
қалған бөлігі NH3, H2S, PH3 және басақ да заттардан тұрады. Бұл қосылыстар
олардың сумен әрекеттескенінде пайда болады, мысалы:

СаS + 2Н2О Са(ОН)2 + Н2S
Бұл түзілген қосылыстар ацителенді химиялық жолмен өңдеген уақытта өзінің
кері әсерін тигізеді, өйткені ол катализатордың жұмыс істеу қабілетін
төмендетіп жібереді. Сондықтан бұл қосылыстарды үнемі тазалап отырады. Ол
үшін натрии гипохлоридінің ерітіндісін қолданады:

Н2S + 4NаСIО + 2 NаОН 2Nа2 SО4 + 4 NаСI + 2Н2О

Ацителенді көмірсутектерден алу жолдары

Ацителенді метаннан және басқа да парафин көмірсутектерден жоғары
температуралық пиролиз көмегімен алуға болады, ол келесі түрде жүзеге
асырылады:

2СН4 С2Н2 + 3Н2 С2Н6 С2Н2 + 2Н2
Бұл реакциялар эндотермиялық, сондықтан процесс тек 1000 – 1300 0С
температурада жүреді. Бірақ процестің жүру жылдамдығын арттыру үшін,
метанға 1500 0С, ал сұйық көмірсутектерге 1500 0С температура қажет болады.
Алынған өнімдер құрамында төмен парафин және олефиндерден бөлек аз көлемде
бензол мен ацителенді көмірсутектер метилацителен, винилацителен, екі
ацителен және т. б. заттар болуы мүмкін. Осы әдіспен ацителенді алу,
ацителеннің көміртегі мен сутегіге ыдырауымен жүретін жанама өнімдердің
пайда болуы себепті, қиындайды. Бұл құбылыс 1000 0С температурада
байқалады, ал 1200 – 1600 0С оның жылдамдығы артады. Нәтижесінде тізбекпен
жүретін реакция жүйесі байқалады, яғни ацителен сутегі мен сажаға ыдырайды:

2СН4 С2Н2 + 3Н2 2С + 4Н2
Аталған жанама өнімдердің түзілуін болдырмас үшін шикізаттың түйісу
уақытысын қысқартқан жөн. Ацителеннің жақсы шығымы шикізатты 50 % беріп,
оның түйісу уақытысын 0,01 с. еткенде байқалған. Жоғары температурада
ацителеннің ыдырап кетуін болдырмас үшін реакция аймағына су тамшыларын
шашыратпалы түрде беріп отырамыз. Бұл әдіс процесс температурасын бірден
төмендетіп жіберетіндігі соншалық, ацителеннің ыдырап кетуіне жол
берілмейді. Процесті жүргізу үшін қажетті жылуды берудің бірнеше түрі бар:
1 Регенеративті пиролиз – мұнда бірінші отқа төзімді төсеніштерді отын
газымен қыздырып, артынша толықтай қызған төсенішке пиролизденуге тиісті
шикізатты береді. Процесс қайталанып отырады.
2 Электркрекингісі – мұнда пеште орналасқан электр доғасына 1000 В. беру
арқылы шикізатқа пиролиз жүргізеді. 1 т. ацителен алу үшін сағатына 13000
кВт ток жұмысалады, сондықтан аталған әдіс өз тиімсіздігін көрсетеді.
3 Гомогенді пиролиз – мұнда шикізатты 2000 0С температураға шейін метан
газы мен оттегіні қосумен қыздырылған реакция аймағына береді.
4 Тотықтыратын пиролиз – мұнда көмірсутектердің экзотермиялық жану
реакциясы мен пиролиздің эндотермиялық процесі бірігіп жүргізіледі. Аталған
процестердің барлық түрі өндірісте қолданылады, бірақ соның ішіндегі ең
тиімдісі ол тотықтыратын пиролиз процесі. Біз осы процеске тоқталайық.
Жоғары температура мен оттегінің жетіспеуі нәтижесінде метан келесі түрде
жанады:

СН4 + О2 СО + Н2 + Н2О
Реакция өте тез жүреді, ацителеннің түзілуі оттегі жетіспей тұрған зона
аймағында пайда бола бастайды. Онда СО ыдырауы жүзеге асырылады:

СО + Н2О СО2 + Н2
Метанды ыдырату үшін процесс температурасын 1500 0С ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.