Asetilen olish texnologiyasi. Kalsiy karbiddan asetilen olish texnologiyasi. Uglevodorodlardan asetilen olish. Reja

1,3-kalsiy karbid solish bunkeri; 2-qopqoq; 4-sektor barabani; 5-taqsimlovchi konus; 6-yutuvchi truba; 7-gidravlik idish; 8-qobiq; 9-tuynukchalar; 10-aralashtirgich; 11-shlyuzli zatvor.

Kalsiy karbid suv ta'sirida parchalanishi natijasida kalsiy gidroksidining suvdagi suspenziyasi (ohakli sut), shuningdek, koks, ferrosilitsiy aralashmasidan iborat shlam hosil bo'ladi. Shlam generatorning tagida cho'kadi va 11-shlyuzli zatvorda yig'iladi. Ohakli sut uzluksiz ravishda generatorning pastki qismidan chiqariladi va tindiriladi. Tindirilgan eritmaga suv qo'shiladi va CaC2 ni parchalash uchun generatorga yuboriladi. Hosil bo'lgan atsetilenni generatordan tashqariga chiqariladi. Bosim ortib ketsa (400-450 MPa) ortiqcha hosil bo'lgan gaz 7-gidravlik zatvor yordamida atmosferaga chiqariladi. «Suvga karbid» turidagi generatorlarda soatiga 500 m3 atsetilen ishlab chiqariladi.

Atsetilen aralashmalari va ularni tozalash. Generatordan chiqayotgan atsetilen yuqori konsentratsiyaga ega (99%) bo'lib, uning tarkibida 1% quyidagi aralashmalar mavjud: NH3, H2S, PH3 va h.k. Bu moddalar kalsiy karbid tarkibidagi birikmalarni suvda parchalanishi natijasida hosil bo'ladi:

CaS + 2H2O ↔ Ca(OH)2 + H2S

Bu moddalar (NH3, H2S) zararli bo'lib, atsetilenni qayta ishlash jarayonida qollaniladigan katalizatorni zaharlash qobiliyatiga ega (masalan, ikki valentli simob tuzlarini qaytaradi), shuning uchun karbid usuli bilan olingan atsetilenni tozalash jarayoni eng zarur bosqichlardan biri hisoblanadi. Buning uchun, ya'ni atsetilenni tozalash uchun natriy gipoxloritning suvli eritmasidan foydalaniladi, u aralashmadagi birikmalarni kerakli kislotalarga oksidlaydi, masalan:

H2S + 4NaClO + 2NaOH → Na2SO4 + 4NaCl + 2H2O

Endi ho'l usul yordamida kalsiy karbiddan atsetilen olish texnologiyasi bilan tanishasiz (4.2-rasm). Kalsiy karbid 1-vagonetkalarda 2-monorelsdan «ho'l» turdagi 6-generator bunkeriga tushiriladi. Kalsiy karbidni parchalanishi natijasida hosil bo'lgan ohakli sut uzluksiz harakatlanuvchi aralashtirgichli 5-tindirgichga yuboriladi. Aralashtirgich hosil bo'lgan ohak loyqasini markaziy tushirilish shtutseri tomonga suradi. Ohak loyqasi maxsus nasoslar yordamida tindirish o'ralariga yuboriladi. Tindirilgan kalsiy gidroksidning suvli eritmasi 5-tindirgichdan 4-sovutgich orqali 3-bakka qaytib keladi, u yerda unga kerakli miqdorda suv qo'shiladi va 6-generatorga yuboriladi. Generatorda hosil bo'lgan atsetilenning temperaturasi 50-60°C boigani sababli, uni 7-sovutgichda sovutiladi, kondensatdan ajratiladi va sulfat kislota eritmasi bilan namlangan 8-nasadkali skrubberdan o'tkaziladi. U yerda atsetilen ammiak qoldiqlaridan tozalanadi, so'ngra atsetilen gazi natriy gipoxlorit solingan 9-skrubberga yuboriladi. Oxirida atsetilen 10-ishqor solingan skrubberga yuboriladi, u yerda gipoxlorit kolonnasidan ilashgan xlordan tozalanadi. Barcha yutuvchi eritmalar sirkulatsiyasi nasoslar yordamida bajariladi; ishlatilib boiingan eritmaning bir qismi sistemadan chiqariladi va tozasi bilan aralashtiriladi. Tozalangan atsetilen 11-ho'l gazgolderda yig'iladi, 12-yong'inni oldini oluvchi to'siqdan o'tadi va 13-kompressor yordamida iste'mol uchun yuboriladi.

Atsetilenni quruq usuldagi generatorlar yordamida olish texnologiyasida tindirgich va sovutgich bo'lmaydi.

4.2-rasm. Kalsiy karbiddan atsetilen olish texnologiyasi:

1-vagonetkalar; 2- monorels; 3- bak; 4-7- sovutgich; 5- tindirgich; 6- atsetilen generatori; 8-10- skrubberlar; 11-gazgolder; 12- yong'inni to'suvchi apparat; 13- kompressor.

Uglevodorodlardan atsetilen olish. Metan va boshqa parafinlardan atsetilen olish uchun yuqori temperaturada piroliz qilish jarayonidan foydalaniladi:
-∆H=-376 kDj/mol

-∆H=-311 kDj/mol

Ushbu reaksiyalar endotermik bo'lib, ularning muvozanati faqat 1000-1300 °C temperaturada o'ng tomonga siljiydi. Biroq, sanoatga tatbiq qilishda jarayonni tezlashtirish uchun undan ham yuqori temperaturada eritiladi: metan uchun 1500-1600°C; suyuq uglevodorodlar uchun 1200 °C.

Piroliz natijasida olefinlar hosil bo`lishga o'xshab, atsetilenning hosil bo'lish reaksiyasi radikal - zanjirli mexanizm asosida sodir bo'ladi. Metan va etanni piroliz jarayoni quyidagi ko'rinishga ega:

Hosil bo'lgan atsetilen tarkibida quyi parafmlar va olefinlardan tashqari, ozgina miqdorda benzol va atsetilen uglevodorodlari-metilatsetilen CH3-C≡CH, shuningdek, vinilatsetilen- CH2=CH-C≡CH, diatsetilen CH=C-C≡CH va h.k. boladi.

Yuqoridagi usul bilan atsetilen olishda oraliq reaksiyalar sodir bo`lishi natijasida atsetilen uglerod va vodorodga parchalanadi:

Parchalanishing kamaytirish uchun, 50% atsetilen hosil bo'lganda reaksiya kamerasidagi gazlarni suv bilan purkash kerak, natijada harorat kerakli temperaturagacha pasayadi va atsetilenni parchalanishi sodir bo'lmaydi.

Uglevodorodlardan atsetilen olishda piroliz usullari
Uglevodorodlardan atsetilen olishda yuqori endotermik piroliz reaksiyalarining 4 turi mavjud:

Regenerativ piroliz. Bu jarayon olovga chidamli nasadkali pechlarda olib boriladi. Pechlar avval yoqilg'i gazlar bilan isitiladi, so'ngra qizitilgan nasadkalarga piroliz xomashyosi yuboriladi.

Elektrokreking. Bu jarayonda uglevodorod xomashyosi, volt yoyli pechlarda olib boriladi, elektrodlar orasidagi kuchlanish 1000 V. 1 t atsetilen olish uchun 13000 kVt soat elektr energiyasi sarf boiadi.

Gomogen piroliz. Bu piroliz jarayonida metanni kislorodli muhitda yonishi natijasida 2000°C temperaturagacha qizdirilgan yoqilg'i gazlar oqimiga xomashyo kiritiladi. Ushbu usulni piroliz boshqa jarayonlari bilan birgalikda olib borish mumkin. Bunda pirolizning birinchi bosqichi issiq gazlariga suyuq uglevodorod bug'lari kiritiladi, ularni atsetilenga parchalanish uchun ancha past temperatura kerak boiadi. Atsetilenni birgalikda olish ham mumkin.

Oksidlanish pirolizi. Bu jarayon uglevodorodlarni ekzotermik yonish reaksiyalari va endotermik piroliz jarayonlari bilan birgalikda bitta apparatda olib boriladi.

Uglevodorodlar pirolizining ushbu usullari sanoatda keng qo'Uaniladi, lekin ular orasida eng tejamlisi oksidlanish pirolizi hisoblanadi.

Kislorod yetishmaganda va yuqori temperaturada metanning yonishi asosan quyidagi reaksiya asosida sodir boiadi:

CH4+O2 → CO + H2 + H2O; -∆H°298=272,2 kDj/mol

U juda tez sodir bo'ladi va atsetilenning hosil bo'lishini kislorodsiz muhitda sodir bo'ladi. Shu yerda uglerod oksidi konversiyasi ham ro'y beradi:

CO + H2O ↔ CO2 + H2

Tajribada taxminan 1/3 kislorod suv; 10-15% C02 va 50-55% CO hosil bo'lishi uchun sarflanadi.

Jarayon avtotermik sharoitda sodir bo'lgani sababli, metanni parchalanishi uchun kerakli =1500°C temperaturani ushlab turishi uchun CH4 va 02 boshlang'ich hajmlari nisbati 100 : (60^-65) bo'lishi kerak. Metanni o'z-o'zidan bir necha yonishi induksiya davri orqali sodir bo'ladi, bu induksiya davrining davomiyligi temperatura va bosimga bog'liq. Metan-kislorodli aralashmalar uchun atmosfera bosimi va 600°C da induksiya vaqti =2.

Mavzu bo'yicha savollar

Atsetilenning fizik-kimyoviy xossalari.

Atsetilen ishlab chiqarishning nechta turi mavjud?

Kalsiy karbiddan atsetilen olish.

Ho'l turdagi atsetilen generatorlari.

Suvga karbid turidagi atsetilen generatorlari.

Atsetilen generatorlarining nechta turi mavjud?

Atsetilen aralashmalari va ularni tozalash.

Kalsiy karbiddan atsetilen olish texnologiyasi.

Uglevodorodlardan atsetilen olish.

Piroliz usuli bilan atsetilen olish.

Oksidlanish piroliz usuli bilan atsetilen olish.

Piroliz gazlarining tarkibi.