Производство ацетилена - Курсовая работа

Курсовая работаПроизводство органических веществ зародилось очень давно, но первоначально оно базировалось на переработке растительного или животного сырья - выделение ценных веществ (сахар, масла) или их расщепление (мыло, спирт и др.). Органический синтез, т. е. получение более сложных веществ из сравнительно простых, зародился в середине XIX века на основе побочных продуктов коксования каменного угля, содержавших ароматические соединения. Затем, уже в XX веке как источники органического сырья все большую роль стали играть нефть и природный газ, добыча, транспорт и переработка которых более экономичны, чем для каменного угля. В процессах их физического разделения, термического или каталитического расщепления (коксование, крекинг, пиролиз, риформинг, конверсия) получают пять групп исходных веществ для синтеза многих тысяч других соединений: 1.За последние годы в ряде нефтехимических производств ацетилен заменяют более дешевыми этиленом и пропиленом.При обычных условиях алкены С2 - С4 - это, газообразные вещества без цвета и запаха, С5 - С15 - бесцветные жидкости, начиная с С16 - твердые вещества.Наличие в молекуле двойной углерод-углеродной связи обуславливает характерные свойства олефинов: реакции электрофильного присоединения, окисления, полимеризации. Если заместитель рои двойной связи обладает электродонорным эффектом (алкильный радикал, аминогруппа - NH2, алоксигруппа RO-), то электронная плотность двойной связи смещается к наиболее гидрогенизированному атому углерода. Например, алкены с несимметричным расположением двойной связи имеют следующее распределение электронной плотности: Этим объясняется правило В. В. Марковникова. Реакция может идти и в гетерогенной системе между газообразным или жидким алкеном и водным раствором брома (бромной водой), при этом бромная вода, имеющая желтую окраску, обесцвечивается. Присоединение водорода по двойной связи у алкенов происходит при повышенных температуре и давлении в присутствии металлических катализаторов.Обычным способом получения ацетиленовых углеводородов является действие спиртовой щелочи на дигалоидные производные предельных углеводородов, в которых оба атома галоида находятся или при двух соседних атомах углерода, или при одном и том же атоме: CH2Br-CH2Br > CH?CH 2HBR (Савич, 1861) Так как дигалоидные соединения первого типа обычно получаются присоединением галоидов к этиленовым углеводородам, то эта реакция является реакцией превращения этиленовых углеводородов в ацетиленовые.Наиболее старым методом получения ацетилена является карбидный метод, основанный на взаимодействии карбида кальция с водой: CAC2 2H2O > CH?CH Ca(OH)2 Карбид кальция получается из окиси кальция и кокса в электрических печах при 2500 - 30000С: CAO 3C > CAC2 CO Известны так называемый «мокрый» и «сухой» способы получения ацетилена карбидным методом.Свободная энергия этой реакции: Образование ацетилена из метана, согласно данным ряда исследователей, проходит через стадию образования этана. В связи с этим пиролиз с целью получения ацетилена ведут при очень малых временах контакта с быстрой «закалкой» продуктов реакции. Пиролиз углеводородного сырья в смеси с водяным паром осуществляется в горизонтальной регенеративной печи (рис. Образовавшиеся дымовые газы с температурой 1400 - 15000С нагревают правую часть печи, в которую после продувки водяным паром подают сырье, подлежащее пиролизу. В процессе получения ацетилена или смеси этилена и ацетилена этим методом в качестве теплоносителя используются продукты сгорания топливного газа, имеющие высокую температуру.В настоящее время в некоторых странах (США, ФРГ) 40 - 50 % ацетилена получается из углеводородного сырья. В нашей стране эти методы также приобретают все большее распространение, хотя значительные количества ацетилена до сих пор получаются и карбидным методом. Из методов переработки углеводородного сырья на ацетилен наибольшее применение получил окислительный пиролиз. Преимущества окислительного пиролиза перед термическим представлены в таблице 1, где сопоставлены показатели этих двух методов. Пиролиз в реакторах регенеративного типа почти не применяется вследствие их низкой производительности, периодичности действия и сложной автоматики.Ацетилен может извлекаться из газа пиролиза метана либо, в случае пиролиза с совместным получением этилена и ацетилена, из газа пиролиза более тяжелых видов сырья. Наряду с ацетиленом в газе пиролиза содержатся различные углеводородные компоненты и водород, а при окислительном пиролизе - значительные количества окиси и двуокиси углерода. Концентрация ацетилена в газах пиролиза может колебаться в довольно широких пределах (от 5 до 30 объемн. Содержание отдельных компонентов в газе пиролиза зависит от метода получения ацетилена. В отличие от этилена ацетилен не может быть выделен из газа пиролиза низкотемпературной ректификацией, так как ацетилен, как и двуокись углерода, переходит из газовой фазы в твердую, минуя жидкую фазу.

Содержание

Введение

1. Теоретические основы процесса

1.1 Физические свойства алкенов

1.2 Химические свойства алкенов

1.3 Способы получения ацетиленовых углеводородов

2. Способы получения ацетилена

2.1 Получение ацетилена карбидным методом

2.2 Получение ацетилена из углеводородного сырья

3. Сравнение различных процессов получения ацетилена

4. Технология процесса

4.1 Абсорбция ацетилена при повышенных температурах

4.2 Абсорбция ацетилена при низких температурах

Заключение

Список литературы