ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение ацетилена крекингом углеводородов из "Общая технология синтетических каучуков Издание 4" Примерно в 1940 г. в различных странах появились установки по получению ацетилена методами, основанными на термическом разложении простейших газообразных углеводородов. Эти методы возникли в результате наблюдений, показавших наличие ацетилена в коксовых газах, продуктах разложения углеводородов под действием электрических разрядов и др. [c.82] В настоящее время известны три метода получения ацетилена из газообразных углеводородов электрокрекинг углеводородов термокрекинг углеводородов термоокислительный крекинг углеводородов. [c.82] Крекрнгу с образованием ацетилена могут подвергаться также различные жидкие углеводороды и нефтепродукты. [c.82] Наиболее доступным и дешевым сырьем для получения ацетилена может служить природный газ, состоящий главным образом из метана СН4. [c.82] Из всех алифатических углеводородов Л1етан является самым устойчивым он наиболее трудно поддается действию реагентов и температуры. Однако в настоящее время в ряде стран разрабатываются методы пиролиза или крекинга метана, под которыми понимают термический распад метана под действием высокой температуры, с образованием новых газообразных продуктов, из которых наиболее важен в техническом отношении ацетилен. [c.82] Разложение метана происходит при температуре 1200—1600° С. Наиболее нежелательная реакция — глубокое разложение метана с образованием углерода и водорода. Изменяя давление метана, температуру реакции и время пребывания газа в реакционной зоне, можно достичь максимального выхода ацетилена. При очень высокой температуре (2000° С) можно получить почти теоретический выход целевого продукта. [c.82] Для предотвращения дальнейшего распада ацетилена после выхода реакционного газа из зоны высокой температуры он должен сразу же охлаждаться (подвергаться так называемой закалке). [c.83] При электрокрекинге метана в промышленных условиях зона высокой температуры создается в электроду говой печи специальной конструкции (рис. 20) вольтовой дугой, возникающей между металлическими электродами. [c.83] Напряжение тока 7000 в, сила тока 850—900 а, мощность электродуговой печи 7000 кет. [c.83] Температура в реакционной трубе 1600° С. [c.83] И далее движется по реакци-онной трубе 6. Электрическая дуга возникает у концов изолированного медного электрода 2 (отрицательный полюс). После прохождения газа через зону реакции в газовую смесь впрыскивают воду, что вызывает резкое снижение ее температуры (до 150°С). Расходуемая электроэнергия используется на 50—60% степень конверсии углеводородов составляет около 50%. Ацетилен выделяют из реакционных газов промывкой водой под давлением. При 18 ат ацетилен довольно хорошо растворяется в воде. Дросселированием этой воды получают 98%-ный ацетилен. [c.83] Несмотря на некоторые преимущества, метод получения ацетилена электрокрекингом метана, разрабатывающийся в СССР (работы Н. И. Кобозева, С. С. Васильева, Е. Н. Еремина и др.), США и ФРГ, до настоящего времени широкого промышленного распространения не получил, что объясняется главным образом его повышенной пожаро- и взрывоопасностью. [c.84] Под термокрекингом или пиролизом углеводородов понимают процесс их термического распада под действием высоких температур, создаваемых не в результате возникновения электрической дуги, а путем сжигания газообразного топлива. Исследования в указанном направлении ведутся в ряде стран уже много лет, но промышленного распространения этот метод получения ацетилена не нашел. Причиной этого служат исключительные трудности создания реактора, в котором при пониженном давлении (0,5 ат) и температурах около 1200—1500° С возможно было бы направленное разложение газа с чрезвычайно малым временем пребывания в реакционной зоне — 0,0075—0,02 сек. Применение трубчатых аппаратов с внешним обогревом оказалось неэффективным, так как под действием очень высокой температуры внешнего пламени металл трубок быстро разрушался. [c.84] Лишь в 1950 г. в США был освоен процесс пиролиза углеводородов с целью получения ацетилена. Этот процесс, основанный на новом принципе (способ Вульфа), заключается в том, что огнеупорная насадка крекинговой печи нагревается до нужной температуры не в результате внешнего обогрева, а путем непосредственного воздействия газового пламени. После нагрева насадки в печь подают крекируемый газ, и в течение определенного времени происходит эндотермическая реакция разложения углеводородов. Затем поступление сырья в печь прекращается, и ее вновь разогревают. В это время сырье подается в другую такую же печь. [c.84] После очистки ацетилен направляется на дальнейшую переработку. [c.85] В качестве исходного сырья при термокрекинге углеводородов с целью получения ацетилена экономичнее всего применять пропан, разбавленный водяным паром. Между тем метан в виде природного газа значительно доступнее, чем пропан. Поэтому именно крекинг метана привлекал внимание исследователей. [c.85] Большое тепловое напряжение, необходимое в печах при быстром пропускании реакционной газовой смеси и эндотермической высокотемпературной реакции разложения углеводородов, навел исследователей на мысль о целесообразности сжигания (окисления) части метана в зоне крекинга с целью получения необходимого тепла. Из неокисленной части метана в результате крекинга получается ацетилен и другие газы. Для сжигания метана вместе с ним в печь подается кислород. [c.85] После выделения ацетилена из сложной смеси (крекинг-газа) методом абсорбции оставшаяся более простая смесь окиси углерода и водорода (синтез-газ) может быть использована в качестве широко применяемого сырья для ряда химических синтезов (каталитические синтезы спиртов и углеводородов). При производстве 1 т ацетилена синтез-газ образуется в количестве, достаточном для получения почти 4 т аммиака. [c.86] Окислительный крекинг или пиролиз метана, содержащегося в природном газе, является в настоящее время наиболее перспективным методом получения ацетилена. В СССР этот метод осуществлен на Ереванском химическом заводе им. С. М. Кирова для получения ацетилена, применяющегося при синтезе хлоропрена метод используется и на других химических заводах. [c.87] Схема устройства печи для получения ацетилена термоокисли-тельным крекингом метана приведена на рис. 22. Это — вертикальная стальная призма, футерованная изнутри на /з высоты огнеупорным материалом. Необходимое быстрое смешение метана и кислорода достигается введением их сверху параллельным током, причем кислород вводится через суженное сопло. У нижнего края футеровки находится огнеупорная плита со множеством цилиндрических каналов, через которые реакционная газовая смесь проходит с большей скоростью, чем пламя, в силу чего пламя не может проникнуть Через плиту. Ниже плиты в печь впрыскивается для закалки смеси газов вода, уносящая с собой сажу, образующуюся при крекинге. Сажи получается гораздо меньше, чем при электро-крекинге. [c.87] Вернуться к основной статье