Виробництво ацетилену карбідним способом Ацетилен є вихідною сировиною для синтезу мономерних речовин, з яких отримують хімічні волокна, пластичні маси, каучук та інші важливі продукти і матеріали.К таким мономерам відносяться вінілхлорид, вінілацетат, акрилонитрил, хлоропрен і т. Д. У зв'язку з великою потребою в продуктах, полу¬чаемих на основі ацетилену, планами розвитку народного господарства передбачено збільшення виробництва ацетилену, як з углеводо¬родного сировини, так і класичним способом - через карбід каль ція.
Фізичні властивості ацетилену Ацетилен СН # 8801; СН був відкритий в 1836 р англійським хіміком Деві при дослідженні складу светильного газу. В ряду непредель¬них аліфатичних вуглеводнів загальної формули CnH2n-2 ацеті¬лен є першим представником і має молекулярну вагу 86,04. Ацетилен при звичайних умовах являє собою безбарвний газ з наступними фізичними характеристиками: Температура, ° С кипіння -83,8 плавлення -81 сублімації -84,1 критична 35,6 Критичний тиск, ат 61,6 Потрійна точка ацетилену, відповідна сталого равно¬ценно трьох фаз, характеризується наступними величинами: темпера¬тура -80,6 С, тиск 962 мм рт. ст. Щільність рідкого ацетилену при критичному тиску і 0 ° С дорівнює 0,451 кг / л. Ацетилен добре розчиняється в багатьох органічних і неорга¬ніческіх рідинах, що дозволяє виділяти концентрований ацетилен з реакційних газів при виробництві його з природного газу або нафтових вуглеводнів.
Ацетилен може горіти з виділенням великої кількості тепла.
Теплотворна здатність його дорівнює 13 387 ккал / м3 (вища) і 12 710 ккал / м3 (нижча). Завдяки такій високій теплотворної здатності ацетилен знаходить застосування для газополум'яної різання і зварювання металлов.Ацетілен є ендотермічним соедіне¬ніем, в певних умовах здатним до вибухового розкладання на прості речовини: С2Н2 → 2С + Н2 # 8710; H = -54,2 ккал / моль Температура при цьому досягає 2800 ° С. При наявності джерела запалення ацетилен також здатний вибухати.
Вибухові властивості його вище, ніж у багатьох сильно вибухових веществ.Полученіе ацетилену з карбіду кальцію При дії води на карбід кальцію виділяється ацетилен і об¬разуется гашене вапно: CaC2 + 2Н2О → С2Н2 + Са (ОН) 2 # 8710; H = -30,4 ккал / моль Тепло, що виділяється при розкладанні технічного карбіду кальцію, являє собою суму кількостей тепла, що виділяється при взаємодії з водою карбіду кальцію і міститься в технічному карбіду негашеного вапна.
Реакція вапна з водою протікає але рівняння: С0 + Н20 → Са (ОН) 2 # 8710; H = -15,2 ккал / моль Теоретично для розкладання 1 кг хімічно чистого карбіду кальцію потрібно затратити 0,562 кг поди; при цьому утворюється 1,156 кг гашеного вапна і 0,406 кг ацетілена.Такім чином, теоретичний вихід сухого ацетилену з хімічно чистого карбіду кальцію при 0 # 730; З і 760 мм рт. ст. становить 372,3 л / кг. Фактичний вихід ацетилену з технічного карбіду кальцію внаслідок наявності в останньому домішок і розкладання його вологою повітря коливається від 230 до 310 л / кг. Норми виходу ацетилену при величині шматків карбіду кальцію від 2 до 80 мм регламентуються ГОСТ 1460-56. З підвищенням розмірів вихід ацетилену зростає, так як дрібні шматки сильніше прі¬тягівают атмосферну вологу і внаслідок цього втрачають ацетилен під час транспортування.
Значний парниковий ефект реак¬ціі розкладання карбіду кальцію і небажаність перегріву аце¬тілена призводить до того, що в практичних умовах процес раз¬ложенія ведуть з великим надлишком води проти теоретичного ко¬лічества.
Процес утворення ацетилену часто ускладнюється через появу кірки на шматках карбіду кальцію, що виникає при кон¬такте їх з гашеним вапном, в яку перетворюється СаС2 при дії води. Це призводить до замулювання і перегріву генератора.
Для нормального протікання реакції кірку вапна необхо¬дімо видаляти. При зануренні шматків карбіду кальцію в воду процес разло¬женія протікає безперервно. Реакція починається дуже бурхливо, з великим виділенням ацетилену, потім швидкість її поступово сні¬жается. Це теж пов'язано з утворенням кірки вапна, препятст¬вующей вільному доступу води. При перемішуванні реакційної маси в генераторі розкладання карбіду кальцію протікає швидше і бо¬лее равномерно.С зменшенням розмірів шматків зростає загальна поверхня дотику фаз і, отже, швидкість розкладання підвищується.
Вирізняється тепло витрачається в основному на нагрівання води. Утворюється при реакції гідроокис кальцію видаляється разом з водою у вигляді суспензії. 2. Генератори системи «вода на карбід». Воду періодично (або безперервно) подають на шматки карбіду, завантажені в газообразователь.
Регулюють процес розкладання, змінюючи кількість води, що подається. У цих апаратах можна вести «мокрий» або «сухий» процес газообразованія.В генераторах «мокрого» типу воду подають на нерухомий карбід кальцію, який повністю розкладається присутності значного надлишку води. У «сухих» генераторах вода надходить на безперервно рухаються шматки карбіду кальцію, який знаходиться в надлишку по відношенню до кількості води, що подається. Відходом є порошкоподібна гідроокис кальцію (вапно-пушонка); 3. Контактні генератори.
Взаємодія карбіду кальцію з залитої в апарат водою здійснюється періодично, в міру расходиванія ацетілена.Такіе генератори бувають тільки малої продуктивності (використання ацетилену для зварювання та різання металів). У генераторах системи «карбід у воду» відбувається найбільш повне розкладання карбіду кальцію з мінімальними втратами ацетилену; в них можна переробляти шматки будь-яких розмірів, включаючи дрібниця, а також регулювати продуктивність.
Недоліком цих генераторів є відносна складність і громіздкість завантажувальних пристроїв, високий витрата води (10 м3 на 1 т С2Н2) і наслідок цього велику кількість відходів (рідкого мулу). Генератори системи «карбід у воду» застосовуються переважно як стаціонарні апарати великої продуктивності і знаходять найширше застосування в хімічній промисловості.
Па рис. 11-6 показаний генератор системи «карбід у воду» продуктивністю до 500 м3 / год. Апарат заповнений водою на 3/4 висоти.Гранулірованний карбід кальцію (розмір шматків 50-80 мм) з завантажувальних бункерів 1 і 2 надходить в генератор через шахту 4, нижня частина якої занурена в воду. Подача карбіду регулюється секторних живильником 3, вращающімсясо швидкістю 16-18 об / ч. Карбід кальцію Вапняне молоко Малюнок 11-6. Ацетиленовий генератор системи «карбід у воду»: 1 - верхній завантажувальний бункер; 2 - нижній завантажувальний бункер; 3 - секторний піта¬тель; 4 - шахта; 5 - розподільний конус; 6 - корпус апарату; 7 - гребки; 8 - полки; 9 - вал, що обертається; 10 - шлюзовий затвор; 11- вирівнююча труба; 12 - гідравлічний затвор.
За допомогою встановленого під шахтою конуса 5 карбід рівномірно розподіляється по перетину генератора.
Для видалення кірки вапна з шматків карбіду є щоперемішує пристрій - обертається (до 120 об / ч) вертикальний вал 9 з лопатями. На верхній сет¬чатой полиці 8 шматки карбіду переміщаються від центру до периферії і потрапляють на нижню полицю, що має ухил до центру. При тре¬ніі шматків карбіду про полки кірка вапна ссипается.Гашеная з звістку видаляється з генератора у вигляді вапняного молока по сіфон¬ной трубі 11, що є регулятором рівня води. Важкі прі¬месі карбіду кальцію (феросиліцій та ін.) Збираються в нижньому бункері (шлюзовий затвор 10), звідки їх періодично видаляють.
Більш раціональні генератори системи «вода на карбід» з «су¬хім» процесом розкладання карбіду кальцію. Отримана в них суха вапно-пушонка (5% вологи) є гарним будівельним матеріалом і легко транспортується. Цим спрощується іспользо¬ваніе отходов.Небольшой надлишок води при роботі генератора практично повністю випаровується, що сприяє створенню боль¬шей безпеки при експлуатації апарату.
На випаровування расхо¬дуется частина реакційного тепла, тому що отримується ацетилен не перегрівається. Він насичений водяними парами, внаслідок чого зна¬чітельно менш взривоопасен.Ето є одним з важливих пре¬імуществ генераторів системи «вода на карбід». В «сухому» генераторі карбід кальцію через секторний живильник і горизонтальний шнек безперервно надходить на верхню полицю, куди розбризкувальними пристроями подається вода. Карбід взаі¬модействует з водою на полицях генератора.
При великому числі полиць досягається майже повне розкладання карбіду (на 98%). Суха із¬весть виводиться з генератора через конусну частину і потрапляє в ніж¬ній циліндр. Щоб запобігти «зависання» вапна, конусна частина забезпечується механічними ворошителя. Температура повинна підтримуватися 50-60 ° С, для чого в генератор подають холодну воду. Завантажувальні і нижні вивантажувальні бункери влаштовані по прін¬ціпу шлюзових затворів і продуваються азотом.Постоянное ізби¬точное тиск в генераторі не повинно перевищувати 300-400 мм рт. ст. У разі підвищення тиску надлишковий ацетилен через гідравлічний затвор відводять в атмосферу.
Витрата води в «сухих» генераторах майже в 5 разів менше, ніж в «мокрих». На ріс.11-7 зображений «сухий» ацетиленовий генератор, в кото¬ром розкладання карбіду кальцію проводять при невеликому надлишку води. У нижньому циліндрі підтримується певний рівень і шести, який перешкоджає проникненню ацетилену в нижній шпек. Для остаточної підсушування вапна в конус і нижній циліндр подають пар за спеціальними сорочкам.
Ацетилен відводиться з генератора по трубі, розташованій в конусної частини апарату. Карбід кальцію Пушинка Рис. 11-7. «Сухий» ацетиленовий генератор системи «вода на карбід»: 1 - гребки; 2 - полки; 3 - ворошитель вапна; 4 - пристрій для вимірювання рівня вапна; 5 - сорочки; 6 - вал; 7 - сталевий корпус.Очістка ацетилену Сирий ацетилен-сирець непридатний для хімічної пере¬работкі, так як в ньому зазвичай містяться такі домішки (в%): РН3 0,01-0,03 Н2 0,1 NН3 0,02-0, 06 О2 0,1 SiH4 0,01 N2 0,4 AsН3 0,002 СО 0,1 СН4 0,03-0,5 СО2 0,03 Деякі із зазначених речовин (РН3, SiH4, АsН3 і СН4) утворюються при дії води на домішки , наявні в кАРБІДНИЙ плаву; водень, оксиди вуглецю і аміак десорбируют з карбіду кальцію; кисень і азот вносяться з водою.
Крім того, в ацетилені можуть бути присутніми ацетиленові вуглеводні (0,001-0,01%), хлорпохідні ацетиленів (утворюються в про¬цессе очищення ацетилену) і сірководень (потрапляє в газ при про¬мивке його сірчаною кислотою). Для видалення найбільш шкідливих домішок, що впливають на наступні хімічні синтези за участю ацетилену, пріме¬няют очисні склади, і здійснюється промивка ацетилену водою і лужними розчинами.
Обробку ацетилену зазвичай проводять в наступному порядку: а) промивання водою для видалення аміаку; б) обробка розчином гіпохлориту натрію для окислення фосфіну, сірководню та мишьяковістого водню РН3 + 4NаОСl → Н3Р04 + 4NаСl Н2S + 4NаОСl → Н2S04 + 4NaCl АsН3 + 4NaОСl → Н3Аs04 + 4NaCl в) промивання лужним розчином для нейтралізації слідів кислот; г) осушення сірчаною кислотою або силікагелем.
Іноді для очищення ацетилену використовують різні склади (суміші хлорного вапна, солей заліза та інших з'єднань). Зазвичай застосування гіпохлориту натрію або кальцію досить для отримання ацетилену необхідного качества.Рісунок 11-8 Схема очищення ацетилену: 1 - «сухий» ацетиленовий генератор; 2 - скрубер водної промивки; 3 - очі¬стной скруббер; 4 - лужний скрубер; 5 - скрубер для осушування ацетилену сірчаною кислотою; 6 - збірники.
На рис. 11-8 представлена технологічна схема очищення аце¬тілена. Ацетилен з генератора 1 надходить в скрубер 2, де промивається теплою зворотному водою для видалення аміаку і частини серо¬водорода. У міру накопичення аміачних солей оборотну воду замінюють свежей.В скруббере 3 ацетилен промивається гіпохлоритом натрію або кальцію для видалення фосфористого і миш'яковистого водню і кремнієвих з'єднань.
Карбідний мул відводиться по трубах або каналах в спеціальні ями, де відстоюється і ущільнюється.
Заповнюють мулові ями і зливають з них осветленную воду періодично. Злив освітленої води в каналізацію недопустимий, так як в ній може міститися до 20% ацетилену, що минає разом з карбідним мулом. Мулові ями є залізобетонні резервуари, закриті зверху плітамі.Іл видаляють звідти відцентровими, діафрагмовими або пульсаційними насосами (видавлювання стисненим повітрям). Час відстоювання карбідного мулу залежить від кількості води, витраченої на розкладання карбіду кальцію.
У воді, отриманої при відстоюванні мулу, міститься розчинений ацетилен; крім того, частина ацетилену адсорбується мелкодісперснимі частинками мулу. При зберіганні мулу кількість міститься в ньому ацетилену поступово зменшується. Втрати ацетилену з карбідним мулом яв¬ляются основними при експлуатації генераторов.Карбідний мул може бути використаний в тих випадках, коли тре¬буется застосування гашеного вапна, але переробка мулу ускладнюється наявністю в ньому великої кількості води. На великих виробництвах ацетилену, територіально пов'язаних з КАРБІДНИЙ заводами, мул можна частково використовувати в якості вапняного сировини для по¬лученія карбіду кальцію (він повинен бути попередньо зневоднений). Карбідний мул використовується для будівельних робіт і в проізвод¬стве будівельних матеріалів, як хімічного реагенту в раз¬лічних галузях промисловості, а також в сільському господарстві (для вапнування грунтів, обмазування стовбурів фруктових дерев, приготування захисних розчинів мідного купоросу). При отриманні ацетилену і його очищення від шкідливих домішок додатково витрачаються електроенергія і дорогі хімічні реагенти (гіпохлорит натрію, їдкі луги і сірчана кислота). Збільшуються також витрати на амортизацію додаткового обладнання та оплату обслуговуючого персоналу.
Сумарні витратні показники на 1 т очищеного ацетилену складають: Вапняк, т 6,6-7,6 вуглецевих сировину (включаючи витрату на електродний масу і виробництво вапна), т 2,7-3,0 Карбід кальцію (в перерахунку на літраж 250 л / кг), т 3,7 Вода, м3 500-600 Шламовая вапно, т 4,4-4,5 Відходять гази (калорійність 1800 ккал / м3), м3 1000 Електроенергія (включаючи витрату на виробництво вапна), кВт / ч 11000 -11500 Список літератури 1.Антонов В. Н Лапідус А. С. Виробництво ацетилену 1970 г. 1. Капкін В. Д САВИНЕЦЬКИЙ Г. А Чапурін В. Технологія органічного синтезу 1987 р
Ще реферати, курсові, дипломні роботи на цю тему:
Лекція 4 Заготівельне виробництво. Ливарне виробництво
Лекція. Заготівельне виробництво Ливарне виробництво заготівельне виробництво.
Матеріальне виробництво та виробництво послуг: сутність та відмінності
Це матеріальні потреби. Вторинні потреби (вищі) в видовищах, в мистецтві, в отриманні знань, в естетиці і т. Д. Це духовні, ... Будь-які предмети, що оточують нас, це матеріальні блага, а нематеріальні блага ... Вони підрозділяються на економічні та неекономічні. Економічні блага рідкісні блага, обмежені щодо ...
виробництво ацетилену
При більш високому тиску розкладання набуває характеру вибуху з детонаційної хвилею, що розповсюджується зі швидкістю понад 1000 м / с. Однак ... При цьому максимальне безпечне тиск суміші залежить від концентрації ... Для запобігання від вибухів найчастіше обмежують тиск при виробництві ацетилену і різних синтезах ...
Лекція 4 Заготівельне виробництво. Ливарне виробництво
Заготівельне виробництво Ливарне. Заготівельне виробництво Вибір методу і способу отримання заготовки.
Провадження у справах про злочини неповнолітніх
Включення в КПК глави про особливості провадження у справах неповнолітніх відповідає міжнародно-правовим зобов'язанням Росії. Це Мінімальні стандартні правила ООН, що стосуються здійснення правосуддя ... У даних правилах укладені наступні принципи вони: # 61656; спрямовані на те, щоб будь-яка справа стосовно ...
Виробництво азотної кислоти
Зі збільшенням концентрації температура кипіння зростає, досягаючи максимуму 120,7 ° С при азеотропна складі кислоти 68,4% (мас.), Після чого ... При розчиненні оксиду азоту (IV) в кислоті утворюється з'єднання складу ... Області застосування азотної кислоти досить різноманітні.
Провадження у справах про адміністративні правопорушення
У зазначеному нормативному документі законодавцем передбачено розділ IV, який регулює саме процес провадження у справах про адміністративні ... На другий - компетентний орган розглядає справу і приймає постанову. ... У деяких випадках використовується прискорене провадження у справі про адміністративне правопорушення, коли стадії ...
Призначення і виробництво експертизи
Експертним шляхом встановлюються властивості предметів, що вимагають для свого виявлення спеціальних знань і, як правило, складного обладнання ... Експертиза нерідко виступає в якості ефективного сред¬ства встановлення ... Експертиза призначається у випадках, коли для встановлення обставин, що мають значення для справи, необхідні ...