ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные параметры процесса окислительного пиролиза из "Производства ацетилена " Значения коэффициентов в этом эмпирическом уравнении зависят от условий подогрева, соотношения О2 СН4, состава пиролизуемого сырья и кислорода, конструктивных особенностей реактора, потерь тепла в зоне закалки реакционных газов, степени конверсии метана и разложения ацетилена, степени сажеобразования и др. [c.168] Соотношение О2 СН . При окислительном пиролизе это соотношение играет очень значительную роль, определяя термодинамику и кинетику процесса. [c.169] Прежде всего от соотношения О2 СН4 существенно зависит температура процесса (рис. У-10), которая определяет выход ацетилена. [c.169] Направленность процесса неполного окисления метана в зависимости от соотношения О2 СН4 показана на рис. У-П. Видно, что оптимальное количество ацетилена образуется при О2 СН4 = = 0,55 0,65. Дальнейшее увеличение соотношения способствует развитию реакций окисления метана. [c.169] В зависимости от значения О2 СН4 меняется распределение тепла в процессе (рис. У-12). Тепловой баланс окислительного пиролиза без предварительного подогрева исходной метано-кислородной смеси замыкается при СН4 = 0,65 (точка А), а с подогревом до 660° С — при О2 СН4 = 0,58 (точка Б). В интервале значений 0,58—0,65 окислительный пиролиз носит аутотермический характер. [c.169] Зависимость концентрации ацетилена в газах пиролиза от соотношения О2 СН4 показана на рис. У-13. Максимальная концентрация (8,5 объемн. %С2Н2) получается при О2 СН4 = 0,65. [c.169] Следует отметить, что влияние гомологов неодинаково и расход углеводорода уменьшается в первую очередь при возрастании содержания этана и пропана. Бутан, пентан и особенно гексан менее желательны, так как они склонны к интенсивному сажеобразованию. [c.174] Концентрация кислорода. При увеличении количества инертных примесей в кислороде, как и в природном газе, уменьшается доля тепла, используемого на проведение пиролиза углеводородного сырья, и вследствие этого снижается выход ацетилена. Отсюда можно было бы сделать вывод, что наиболее выгодна концентрация кислорода 100%, однако это нецелесообразно с экономической точки зрения. Практически используемая концентрация кислорода составляет 95—98% и зависит в основном от типа аппаратов для разделения воздуха. [c.174] В промышленной практике особенно важно сохранять постоянной кондицию кислорода для обеспечения надежной и безаварийной работы ацетиленовых реакторов. Именно об этом, а не об абсолютном содержании Оа в газе-окислителе следует заботиться в первую очередь. [c.174] Давление. Процесс получения ацетилена неполным сжиганием газообразных углеводородов можно проводить при пониженном (0,2—0,6 ат) и при повышенном (3—5 ат) давлении. [c.174] Процесс при пониженном давлении. Поскольку окислительный пиролиз протекает с увеличением объема образующихся продуктов, то, согласно термодинамическим расчетам, понижение давления должно ускорять процесс. Однако практически процесс при пониженном давлении протекает менее эффективно, так как уменьшается количество тепла, выделившегося при неполном горении части метана, и поэтому нехватает тепла на проведение эндотермической реакции разложения метана до ацетилена. В табл. У-8 приведены лабораторные данные по пиролизу метана при 0,24 и 0,33 ат на насадке Видно, что изменение скорости подачи метана при постоянном объеме реактора мало влияет на ход реакции. При возрастании скорости горение было неустойчивым, т. е. происходило затухание факела с понижением температуры насадки. Поэтому увеличение скорости подачи метана возможно до определенного предела. Минимальная скорость, при которой наблюдалось затухание, при пониженном давлении была приблизительно такой же, как и в опытах при нормальном давлении. [c.174] Время реакции, мсек. . [c.176] Концентрация ацетилена в газе пиролиза, объемн. %. . [c.176] Повышение избыточного давления сверх 5 ат приводит к уменьшению концентрации ацетилена. Например, при 10 ат в лабораторных условиях концентрация ацетилена в газах пиролиза метана достигала только 3,5 объемн. %. То же самое получалось при окислительном пиролизе н-бутана с повышением давления уменьшалась концентрация ацетилена с 9,8—10 до 7—8,5 объемн. % с одновременным ростом содержания этилена, причем сумма этих продуктов оставалась постоянной. [c.176] Следует, однако, указать что пиролиз при повышенном давлении изучен недостаточно и о нем имеются противоречивые данные. Например, по данным Ричи при пиролизе метана под давлением выход ацетилена не снижается, а наоборот, несколько повышается Шж СаН, на 100.ii H4 при 1 ат и подогреве реагентов до 400° С (полезный крекинг 32%) и 17 С2Н2 на 100 ж СН4 при 5 ат и той же температуре подогрева (полезный крекинг 34%). Расход кислорода в обоих случаях одинаков. [c.177] В промышленности проводят окислительный пиролиз природного газа при давлении 4—5 ат и получают газ с содержанием ацетилена 8—8,5 объемн. %. Преимуществами процесса под давлением являются возможность теплоиспользоваиия газов пиролиза и упрощение сажеочистки, так как смачиваемость сажи повышается с ростом давления. [c.177] Температура предварительного подогрева. С ростом температуры предварительного подогрева исходной смеси уменьшается доля сгоревшего углеводорода и, следовательно, увеличивается количество углеводорода, разлагающегося до ацетилена, т. е. повышается полезный крекинг процесса. Из графика рис. V-21 видно, что с повышением температуры предварительного подогрева теоретический полезный крекинг увеличивается. Однако теоретически возможный полезный крекинг 37,5% не был достигнут даже в лабораторных условиях. [c.177] Практически по литературным данным известен максимальный полезный крекинг 33%. [c.177] Температура предварительного подогрева, Ч, , . [c.178] Время реакции. Оптимальное время пребывания веществ в зоне реакции определяется условиями проведения процесса (составом исходного сырья, температурой, давлением и др.), а также конкретной конструкцией реактора. Для каждого реактора и заданных условий процесса необходимо определить оптимальное время реакции. [c.178] Вернуться к основной статье