ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение ацетилена из углеводородных газов из "Основы технологии синтеза каучуков Изд 2" Получение ацетилена из газообразных углеводородов путем термического или электрического крекинга имеет, по сравнению с получением ацетилена из карбида кальция, то преимущество, что дает возможность использовать в качестве исходного сырья природные газы, ресурсы которых весьма значительны. [c.52] Этот путь открывает возможности одновременного получения дешевого ацетилена и водорода. [c.52] При получении ацетилена крекингом газообразных углеводородов в качестве сырья особенное внимание привлекал метан. Интерес к метану был обусловлен тем, что этот углеводород встречается в громадных количествах в виде природного газа. [c.52] Известно, что метан является не только простейшим углеводородом, но и наиболее устойчивым, и отщепление от него водорода требует большего расхода энергии, чем разложение более сложных углеводородов. Температура образования ацетилена из сложных углеводородов тем ниже, чем выше число атомов углерода в этих углеводородах (рис. 4). [c.52] Соотношение скоростей этих реакций зависит от температуры, парциального давления метана, а также от времени пребывания метана и реакционного газа в зоне высокой температуры. Изменением этих условий можно добиться увеличения выхода ацетилена и ароматических углеводородов и подавления реакции глубокого распада метана на элементы. [c.53] В табл. 15 приведен равновесный состав продуктов реакции превращения метана в ацетилен (гСН зНз+ЗНз) при разных температурах и давлениях. [c.53] При температуре выше 1800 °К возможно практически полностью превратить метан в ацетилен. [c.53] При получении ацетилена из метана нельзя пользоваться катализаторами, так как они будут ускорять реакцию, которая ведет к образованию стабильных продуктов, т. е. будут благоприятствовать распаду ацетилена на углерод и водород. [c.54] Из кривой на рис. 5 видно, что при ограничении длительности нагревания (0,001 сек) до 1600 °С 50% метана удается превратить в ацетилен . [c.54] Практически продолжительность пребывания метана в зоне высокой температуры находится в пределах от 0,003 до 0,010 сек. [c.54] Максимальная теоретическая конверсия метана в ацетилен составляет около 25%. [c.54] Чтобы свести до минимума разложение образовавшегося ацетилена, следует обеспечить очень быстрый нагрев углеводородного сырья до температуры реакции, а также резкое охлаждение газового потока, выходящего из реактора таким образом, пребывание газа при очень высокой температуре будет весьма кратковременным—сотые или Тысячные доли секунды. [c.54] Крекинг в присутствии разбавителей также имеет много недостатков с чисто технологической точки зрения, так как применение трудноконденсируемых разбавителей затрудняет в дальнейшем выделение из продуктов реакции ацетилена в концентрированном виде, а применение водяного пара как разбавителя слишком дорого в силу больших затрат тепла на его нагрев. [c.55] Из указанного следует, что реакция превращения метана в ацетилен должна проводиться в специфических условиях, при которых протекание побочных реакций или полностью устраняется или сводится к минимуму. Высокая температура, пониженное парциальное давление метана и кратковременное пребывание газа в зоне высокой температуры являются условиями, при которых может быть получен ацетилен с выходами, представляющими практический интерес. [c.55] ДЛЯ получения 1 кг ацетилена из метана необходимо затратить теоретически около 3465 ккал, что соответствует примерно 4 квт-ч электроэнергии. Как указывалось выше, при получении ацетилена из карбида кальция расход электроэнергии на 1 кг ацетилена составляет 10—И квт ч. Следовательно, теоретический расход электроэнергии при получении его из метана намного ниже, чем при карбидном методе. В связи с этим производство ацетилена из метана и других простейших парафиновых углеводородов, несмотря на все технологические трудности, представляет большое практическое значение. [c.55] Присутствие в аппаратуре создает большие затруднения в работе вследствие исключительной взрывоопасности этих продуктов и трудности очистки от них. [c.56] В СССР, ФРГ и США разрабатывался способ получения ацетилена путем электрокрекинга углеводородов. Процесс получения ацетилена в вольтовой дуге был реализован в промышленном масштабе на заводе синтетического каучука в Хюльсе (ФРГ). Вольтова дуга являлась только источником тепла и на ход реакций при крекинге влияния не оказывала. Электродуговые печи работали на постоянном токе под напряжением 7000 в, при силе тока 850—900 а. Мощность печей составляла 7000 тт. Наивысшая температура реакционных газов в электродуговой трубе достигала в среднем 1600 °С. [c.56] Каждый агрегат состоял из ртутного выпрямителя, преобразующего переменный ток в постоянный, и двух дуговых реакционных труб (дуг), из которых одна находилась в работе, другая—в резерве. В качестве исходного сырья был использован метан или смесь метана с этаном. [c.56] На рис. 6 показан разрез реакционной трубы для электроду-гового крекинга газообразных углеводородов. Верхняя расширенная часть электродуговой печи представляет собой пустотелый цилиндр 5 диаметром 820 мм, и высотой 418 мм. Этот цилиндр установлен непосредственно на водяной рубашке реакционной трубы 7 (изготовленной из малоуглеродистой стали), имеющей внутренний диаметр 95 мм и высоту 1000 мм. В верхней части цилиндра установлен один из электродов—катод 3, представляющий собой медную гильзу с водяной рубашкой для охлаждения. Катод подключен к шине для подвода тока высокого напряжения 2. Вверху печи в расширенный цилиндр 5 вставлено металлическое кольцо для распределения газа. Это кольцо имеет расположенные по окружности тангенциальные к внутренней поверхности прорези. [c.56] Выходящий из электродуговой печи реакционный газ содержит, наряду с ацетиленом, значительные количества водорода, этилена и сажи. На 1000 кг ацетилена их образуется водорода—3100 нж этилена—264 кг сажи—131 кг. [c.58] Вернуться к основной статье