ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химические основы процесса получения ацетилена из "Плазма в химической технологии" Процесс диссоциации метана требует больших расходов энергии и может протекать лишь при высоких температурах. Независимо от метода подвода тепла равновесные концентрации ацетилена и других компоневтов, получаемых при разложении углеводородов, являются функциями температуры. [c.109] Из вышеприведенных реакций видно, что для обеспечения максимальных выходов ацетилена необходимо подавить процесс разложения метана до углерода и водорода, что возможно при избыточном подводе количества энергии с последующей быстрой закалкой конечных продуктов. [c.109] Термодинамические основы процесса. Теплоты образования некоторых углеводородов, могущих служить сырьем для получения ацетилена, представлены на рис. 28 [231. Приведенные данные представляют частное от деления теплоты образования вещества на члсло углеродных атомов исходных углеводородов. [c.109] Отсюда следует, что тепловая энергия, затрачиваемая на термическое разложение углеводородов, должна подводиться при достаточно высоких температурах. Температура, соответствующая точке пересечения кривых AZ , является температурой, равной устойчивости. Требуемая для образования ацетилена температура снижается с увеличением молекулярного веса исходного углеводорода. [c.110] Зная константу равновесия, можно легко определить равновесные выходы продуктов реакции. [c.111] Зависимость константы равновесия некоторых реакций образования ацетилена от температуры приведена в. табл. 20. [c.111] И давления характеризуется данными, приведенными в табл. 21 [98]. [c.112] Как видно из данных табл. 21, уже при температуре 1800° К и Р = 1 ат метан почти полностью превращается в ацетилен. [c.112] На рис. 30 представлен состав равновесной газовой смеси в зависимости от температуры при пиролизе метана и этана до этилена и ацетилена. Из рисунка следует, что при температуре выше 1600° К возможно достижение максимальной концентрации ацетилена до 25%. На практике эта величина не может быть достигнута вследствие одновременного протекания нескольких параллельных и последовательных реакций. [c.112] Протекание побочных реакций вызывает смещение равновесия и снижение выхода ацетилена. [c.112] В расчете основное внимание уделено равновесию в гомогенной области, т. е. при температуре выше точки сублимации графита. [c.113] Из приведенных данных следует, что максимальные концентрации ацетилена лежат в гомогенной области при 4000—4500 К. С увеличением молярной доли углерода в смеси содержание ацетилена в системе растет. Варьируя отношения С и Нз, можно получить концентрации ацетилена до 40—45% об. Температура сублимации углерода (Г ) возрастает при увеличении соотношения С и Нд. При экспериментальном исследовании системы углерод — водород на электродуговой реакторе с расходуемым графитовым анодом авторам работы [106] удалось получить продукты с максимальным содержанием ацетилена 26% об. [c.115] По данным этих же авторов минимальным энергетическим затратам (8,6 кет ч на 1 С2Н2) соответствуют температуры 1600— 2000° К, при которых может быть достигнуто превращение метана в ацетилен до 70— 90%. [c.115] Теоретические данные по энергозатратам на образование ацетилена из различных углеводородов авторов работы [130] приведены в табл. 25. [c.115] Кинетика термической диссоциации углеводородов. Исследование кинетики термического разложения углеводородов включает определение мгновенного состава продуктов пиролиза и скорости процесса. [c.117] Первичные реакции распада газообразных углеводородов могут протекать в двух направлениях — с отщеплением водорода (дегидрогенизация) и с разрывом связи между углеродными атомами с образованием первичных продуктов пиролиза с меньшим молекулярным весом. [c.117] Пиролиз метана до ацетилена может проходить через образование метиловых (СН3), метиленовых (СНа) и мети-новых (СН) радикалов. [c.117] Результаты решений этих уравнений для различных условий приведены в табл. 26 [25]. [c.120] Вернуться к основной статье