Ацетилен

(4) 

 

 

Материальный  баланс процесса

 

По реакции (1)

Из 2 моль СН₄ – 1моль С₂Н₂ и 3 моль Н₂;

Для ацетилена  –  ;  ;

Для водорода –  ;  .

 

По реакции (2)

Из 4 моль СН₄ и 3 моль О₂ – 2 моль С₂Н₂ и 6 моль Н₂О;

Для ацетилена - ;  ;

Для воды -    ;

Для кислорода -   .

 

По реакции (3)

Из 1 моль СН₄ и 1 моль О₂ – 1 моль СО, 1моль Н₂О и 1 моль Н₂;

Для окиси углерода –  ;  ;

Для воды –  ;  ;

Для водорода –  ;  ;

Для кислорода  –  ; 

 

По реакции (4)

Из 2 моль СН₄ и 1моль О₂ – 2 моль СО и 4 моль Н₂;

Для окиси углерода –  ; ;

Для водорода –  ;  ;

Для кислорода  –  ; 

 

Расход кислорода (на технический кислород)

Расход чистого  кислорода  12 308+96 506+193010=301824 кг/ч;

Расход примесей:

;

;

;

 

G_{техн.кисл.}

Материальный  баланс процесса пиролиза метана

П Р И Х  О Д
	кг/ч	%(масс.)	Нм3/ч	%(об.)
Газ	282460	47,81	176215	44,98
В том числе:
метан	270568	45,80	336695	85,95
этан	734	0,12	548	0,14
двуокись углерода	3390	0,57	1726	0,44
азот	7768	1,31	6214	1,59
Кислород технический	308298	52,19	215528	55,02
В том числе:
кислород	301824	51,09	211273	53,93
азот	2621	0,44	2097	0,54
аргон	3853	0,65	2158	0,55
ИТОГО:	590758	100,00	391743	100,00
Р А С Х  О Д
	кг/ч	%(масс.)	Нм3/ч	%(об.)
ацетилен	23810	4,03	20513	1,88
Побочные продукты
окись углерода	422211	71,47	337769	30,93
водород	58240	9,86	652288	59,73
водяной пар	68131	11,53	68131	6,24
Транзитное
этан	734	0,12	548	0,05
двуокись углерода	3390	0,57	1726	0,16
азот	10389	1,76	8311	0,76
Примеси	3853	0,65	2757	0,25
ИТОГО:	590758	99,99	1092043	100,00

 

Основные технологические  показатели

 

Конверсия исходного  сырья.

Количество  метана и кислорода обозначаю G_з , количество ацетилена – G_п. Тогда конверсию сырья в процентах выражается следующим уравнением:

На метан  

На кислород 

 

Селективность нахожу как отношение готового продукта G_п к сырью G_c (на метан)

 

Выход целевого продукта.

 

 

Расходные коэффициенты на получение 1 тонны продукта:

1. По метану стехиометрический коэффициент на 1 т ацетилена:

Расходный коэффициент  с учетом селективности

К_р= К_с/ = 0,615 / 0,088= 6,99 т/т продукта.

2. По кислороду стехиометрический расходный коэффициент на 1 т ацетилена:

Расходный коэффициент  с учетом селективности

К_р= К_с/ = 0,923 / 0,088 = 10,49 т/т продукта.[7]

 

 

 

Заключение

Ацетилен является исходным сырьем для синтеза мономерных веществ, из которых получают химические волокна, пластические массы, каучук и другие важные продукты и материалы. К таким мономерам относятся винилхлорид, винилацетат, акрилонитрил, хлоропрен и т. д. В связи с большой потребностью в продуктах, получаемых на основе ацетилена, планами развития народного хозяйства  предусмотрено увеличение производства ацетилена, как из углеводородного сырья, так и классическим способом — через карбид кальция.

Шире сейчас применяются методы получения ацетилена  из природного газа – метана:

электрокрекинг  (струю метана пропускают между электродами при температуре 1600°С и быстро охлаждают, чтобы предотвратить разложение ацетилена);

термоокислительный  крекинг (неполное окисление), где в реакции используют теплоту частичного сгорания ацетилена.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

1. Саранчук В.И., Ошовский В.В., Власов Г.А. Физико-химические основы переработки горючих ископаемых. – Донецк, Дон ГТУ, Східний видавничий дім, 2001.-304 с.
2. Авербух А.Я. Комплексное использование химического сырья – М.:Знание, 1975.
3. Химические вещества из угля / под ред. Ю.Фальбе/ - М.: Химия, 1980.
4. Громов Б.В., Зайцев В.А. и др..Безотходное промышленное производство. Основные принципы безотходных производств.- Итоги науки и техники,т.9 – М. 1981.
5. Теддер Дж.,Нехватал А.,Джубб А. Промышленная органическая химия – М.: Мир, 1977.
6. Гутник С.П. и др.Примеры и задачи по технологии органического синтеза  - М.: „Химия ”, 1984, 192 с.
7. Кричко А.А.,Лебедев В.В., Фарберов И.Л. Нетопливное  использование углей – М., Недра:, 1978 г.
8. Лапидус А.Л., Крилова А.Ю. Уголь и природный газ – источники для получения искусственного жидкого топлива и химических продуктов – М.:”Знание”,1986.
9. Комплексное использование  химического сырья. -  М.:Знание,1975.
10. Мухленов И.П., Горштейн А.Е. и др. Основы химической технологии. — М.: Высшая школа, 1991 – 463с.
11. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. — М.: Химия , 1981
12. Основные процессы и аппараты химической технологии / Под ред. Ю.И.Дытнерской. – М.: Химия, 1991. – 496 с.
13. Соколов Р.С. Химическая технология. В 2 т. – М.: Изд.центр «ВЛАДОС», 2009. – Т.1 – 368 с.; Т.2 – 448 с.
14. Химическая технология неорганических веществ : В 2 кн./Под ред. Т. Г. Ахметова – М.:Высшая школа, 2002.- 1 кн. -488с.2 кн.  -533