QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT AXETYLEN

Axetylen là chất có nhiều ứng dụng trong đời sống và công nghiệp, đặc biệt axetylen được dùng làm nguyên tổng hợp các chất hữu cơ quan trọng như : Vinylclorua: Là monome quan trọng để sản xuất vinylclorua polyme. Và các copolyme của nó dùng trong tổng hợp hữu cơ và chất phụ gia. Vinylaxetat : Dùng như hoá chất không gian và trong sản xuất các polyme và coplyme như polyvinyl… Vinylete :Dùng làm chất gây mê. Acrylonytryl : Dùng trong sản xuất cao su, acrylic, sợi. Axetandehyt : Dùng để sản xuất axitaxetic. Vì có rất nhiều ứng dụng nên axetylen được sản xuất rất nhiều trên thế giới và các nhà công nghệ luôn luôn nghiên cứu mong tìm ra các quá trình công nghệ khác nhau để sản xuất ra axetylen nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao nhất. Axetylen được sản xuất từ hai nguồn nguyên liệu chính là : canxicacbua và hydrocacbon (dạng rắn, lỏng, khí). Sản xuất axetylen từ hydrocacbon là quá trình mới được phát triển khoảng 30 năm gần đây. Trong công nghệ này hydrocacbon bị nhiệt phân ở nhiệt độ cao ( từ 1100 – 15000C ) trong điều kiện đoạn nhiệt và thời gian phản ứng rất ngắn( 0,005 0,02 giây) sau đó sản phẩm được nhanh chóng làm lạnh để hạ nhiệt độ xuống nhằm hạn chế các phản ứng phân hủy axetylen. Công nghệ sản xuất axetylen từ dầu khí chủ yếu là khí đồng hành và khí thiên nhiên đã được biết đến từ lâu, đây là nguồn nhiên liệu rất sẵn có đối với các quốc gia có tiềm năng về dầu khí trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng, công nghệ này có tính kinh tế cao, không gây ô nhiễm môi trường, rất hợp với xu thế thời đại nơi mà con người đặt vấn đề môi trường lên hàng đầu. Đề tài này là: Thiết kế tháp tổng hợp axetylen từ khí tự nhiên”

Trƣờng ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án công nghệ Khoa hóa học & CNTP GVHD: Dương Khắc Hồng 1 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 3 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 4 1.1. Giới thiệu về khí thiên nhiên 4 1.2. Tổng quan về axetylen 4 1.2.1.Tính chất vật lý 4 1.2.2- Tính chất hoá học 5 1.2.2.2. Các phản ứng etylnyl hoá và sản phẩm 7 1.2.2.3. Các phản ứng cacbonyl hoá và sản phẩm 8 1.2.2.4. Qúa trình vòng hoá và Polyme hoá của Axetylen 8 1.2.2.5. Các phản ứng khác 9 CHƢƠNG 2. CÁC QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT AXETYLEN 11 2.1 Công nghệ sản xuất axetylen từ than đá hay cacbuacanxi 11 2.2 Công nghệ sản xuất axetylen từ khí thiên nhiên và hydrocacbon. 11 2.2.1 Cơ sở nhiệt động học của quá trình nhiệt phân hydrocacbon. 11 2.2.2. Lựa chọn nguyên liệu để sản xuất axetylen 18 2.3 Các công nghệ sản xuất axetylen từ khí thiên nhiên và hydrocacbon 19 2.3.1. Quá trình nhiệt điện 19 2.3.2 Quá trình oxy hoá không hoàn toàn 19 2.3.3 Phương pháp tách axetylen ra khỏi hỗn hợp khí nhiệt phân 22 2.4 So sánh các phương pháp 23 2.5. Thuyết minh dây chuyền công nghệ 23 CHƢƠNG 3: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 25 3.1. Cân bằng vật chất cho quá trình tách axetylen bằng dung môi NMP- H 2 O. 25 3.2. Tính cân bằng vật chất trong thiết bị phản ứng. 30 CHƢƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT LƢỢNG 34 4.1. Tính nhiệt dung riêng của oxy kỹ thuật. 34 4.2. Tính nhiệt dung riêng của khí tự nhiên đi vào ở 600 0 C 35 4.3. Tính nhiệt dung riêng của khí nhiệt phân ra ở 80 0 C 37 4.3.1. Nhiệt dung riêng của các cấu tử tương ứng trong hỗn hợp khí phân. 38 4.3.2. Tính nhiệt lượng cần lấy trong quá trình tôi: Q 7 39 Trƣờng ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án công nghệ Khoa hóa học & CNTP GVHD: Dương Khắc Hồng 2 CHƢƠNG 5 : TÍNH TOÁN THIẾT BỊ 44 5.1. Tính toán thiết bị chính 44 5.1.1. Đường kính ống số ống phân phối khí trong thiết bị phân phối khí: 44 5.1.2: Thể tích vùng phản ứng: 45 5.1.3: Tính toán vùng làm mát: 45 5.1.4: Tính toán các ống dẫn: 46 5.2: Tính toán thiết bị phụ 46 5.2.1. Tính thiết bị làm lạnh khi cracking 46 5.2.2. Tính đường kính tháp. 47 5.3. Tính tháp hấp thụ 50 CHƢƠNG 6: TÍNH TOÁN CƠ KHÍ 54 6.1. Tính thân tháp hấp thụ. 54 6.2. Tính đường kính các ống dẫn: 56 KẾT LUẬN 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 Trƣờng ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án công nghệ Khoa hóa học & CNTP GVHD: Dương Khắc Hồng 3 MỞ ĐẦU Axetylen là chất có nhiều ứng dụng trong đời sống và công nghiệp, đặc biệt axetylen được dùng làm nguyên tổng hợp các chất hữu cơ quan trọng như : Vinylclorua: Là monome quan trọng để sản xuất vinylclorua polyme. Và các copolyme của nó dùng trong tổng hợp hữu cơ và chất phụ gia. Vinylaxetat : Dùng như hoá chất không gian và trong sản xuất các polyme và coplyme như polyvinyl… Vinylete :Dùng làm chất gây mê. Acrylonytryl : Dùng trong sản xuất cao su, acrylic, sợi. Axetandehyt : Dùng để sản xuất axitaxetic. Vì có rất nhiều ứng dụng nên axetylen được sản xuất rất nhiều trên thế giới và các nhà công nghệ luôn luôn nghiên cứu mong tìm ra các quá trình công nghệ khác nhau để sản xuất ra axetylen nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao nhất. Axetylen được sản xuất từ hai nguồn nguyên liệu chính là : canxicacbua và hydrocacbon (dạng rắn, lỏng, khí). Sản xuất axetylen từ hydrocacbon là quá trình mới được phát triển khoảng 30 năm gần đây. Trong công nghệ này hydrocacbon bị nhiệt phân ở nhiệt độ cao ( từ 1100 – 1500 0 C ) trong điều kiện đoạn nhiệt và thời gian phản ứng rất ngắn( 0,005 - 0,02 giây) sau đó sản phẩm được nhanh chóng làm lạnh để hạ nhiệt độ xuống nhằm hạn chế các phản ứng phân hủy axetylen. Công nghệ sản xuất axetylen từ dầu khí chủ yếu là khí đồng hành và khí thiên nhiên đã được biết đến từ lâu, đây là nguồn nhiên liệu rất sẵn có đối với các quốc gia có tiềm năng về dầu khí trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng, công nghệ này có tính kinh tế cao, không gây ô nhiễm môi trường, rất hợp với xu thế thời đại nơi mà con người đặt vấn đề môi trường lên hàng đầu. Đề tài này là: "Thiết kế tháp tổng hợp axetylen từ khí tự nhiên” Trƣờng ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án công nghệ Khoa hóa học & CNTP GVHD: Dương Khắc Hồng 4 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu về khí thiên nhiên Khí thiên nhiên được khai thác từ các mỏ khí nằm sâu dưới mặt đất. Trong khí thiên nhiên thành phần chủ yếu là metan (CH 4 ) chiếm khoảng 93 –99% mol còn lại là các hợp chất khác như etan (C 2 H 6 ), Propan (C 3 H 8 ) và một lượng nhỏ butan (C 4 H 8 ) ngoài ra còn có các thành phần phi hydrocacbon khác như N 2 , CO 2, H 2 S, He, H 2 . Hiện nay người ta đã tìm ra mỏ khí tự nhiên với trữ lượng lớn ở nhiều nơi trên thế giới như: Liên Xô cũ, Mỹ, Trung Đông, Bắc Phi, Nam Mỹ, Canada, Đông Nam Á, Mehyco, Úc, Tây Phi, Nhật Bản… 1.2. Tổng quan về axetylen Axetylen có vai trò rất quan trọng trong công nghiệp hoá học và có nhiều ứng dụng trong trong các quá trình gia công kim loại. Nhiệt độ ngọn lửa của khí axetylen rất cao nên người ta dùng khí axetylen để hàn ,cắt, tẩy gỉ,khử C… Quá trình nhiệt phân trực tiếp hydrocacbon để sản xuất axetylen là một quá trình phức tạp, mới xuất hiện trong công nghiệp trong vòng năm mươi năm trở lại đây.Trong công nghệ này hydrocacbon bị nhiệt phân ở nhiệt độ cao (1100 – 1500 0 C) trong điều kiện đoạn nhiệt và thời gian phản ứng rất ngắn (từ 0,005- 0 02 giây).Sau đó sản phẩm được nhanh chóng làm lạnh để hạ nhiệt độ xuống nhằm hạn chế các phản ứng phân huỷ axetylen. Tuy quá trình đi từ nguyên liệu hydrocacbon có năng suất lớn, thích hợp trong công nghiệp nhưng sản xuất axetylen từ canxi cacbua vẫn giữ vai trò nhất định của nó trong công nghiệp ở những nước không có tiềm năng về khí tự nhiên và khí đồng hành hay dùng axetylen trong các việc hàn cắt kim loại. 1.2.1.Tính chất vật lý Hai nguyên tử cacbon của phân tử axetylen ở trạng thái lai hoá sp, chúng liên kết với nhau bằng một liên kết( ) và hai liên kết . Mỗi nguyên tử cacbon còn một liên kết ( ) với nguyên tử H. Tuy nhiên, theo thứ tự đó thì xu hướng hút electron của nguyên tử cacbon lại tăng (etan <etylen <axetylen). Điều này giải thích tính axít của nguyên tử H trong phân tử axetylen, mà có thể thay thế bằng ion kim loại (M + ) để tạo thành axetylua kim loại Trƣờng ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án công nghệ Khoa hóa học & CNTP GVHD: Dương Khắc Hồng 5 MHC 2 hoặc M 2 C 2 . Tính axít của nguyên tử H (pKa = 25) còn được thể hiện ở khả năng phản ứng mạnh với các dung dịch bazơ. Đây là phản ứng quan trọng trong quá trình thu hồi axetylen. Ở điều kiện thường axetylen là chất khí không màu, không độc nhưng có khả năng gây mê. Axetylen tinh khiết có mùi hơi ngọt. Mùi tỏi của axetylen là do axetylen được sản xuất từ cacbua canxi có lẫn tạp chất PH 3 , H 2 S, NH 3 , Arsenic (AsH 3 ) hoặc silicon hydrit. Axetylen có thể được làm giàu từ hỗn hợp hydrocacbon C 2 bằng chưng nhiệt độ thấp. Để tránh phân huỷ thì nồng độ trong dòng hơi của axetylen không vượt quá 42% phần khối lượng. Axetylen hấp phụ trên C* hoạt tính, SiO 2 và zeolitel, Axetylen cũng hấp phụ trên bề mặt một số kim loại và thuỷ tinh. Khi cháy axetylen toả ra một lượng nhiệt lớn. Khả năng sinh nhiệt của axetylen bằng 13,387 Kcal/m 3 do đó người ta thường dùng axetylen để cắt hàn kim loại. Khi phân huỷ axetylen có thể xẩy ra phản ứng nổ và nhiệt độ lên đến 2800 0 C. C 2 H 2 2C+ H 2 H 0 298 = -54,2 Kcal/mol 1.2.2- Tính chất hoá học Axetylen là hydrocacbon không no có liên kết ba trong phân tử do đó có khả năng hoạt động hoá học cao. Liên kết ba trong phân tử axetylen tạo thành do liên kết σ và hai liên kết π. Liên kết σ nối hai nguyên tử C bằng khoảng cách ngắn nhất và được biểu diễn bằng đường thẳng. Để phá vỡ liên kết σ cần năng lượng 62,77 kcal/mol. Hai liên kết π nằm ở hai mặt phẳng vuông góc nhau, năng lượng phá vỡ chúng bằng 38,39 và 26,99 kcal/mol. Khi tham gia phản ứng hoá học liên kết ba bị phá vỡ để tạo thành liên kết đôi hoặc các hợp chất bão hòa . 1.2.2.1. Các phản ứng vinyl hoá và sản phẩm Vinyl hoá là phản ứng cộng hợp những hợp chất vào nguyên tử H linh động, như nước (H 2 O), ancol (ROH), thiol, các axit hữu cơ và vô cơ tạo monome cho phản ứng trùng hợp. Có hai loại phản ứng vinyl hoá: * Vinyl hoá dị thể. * Vinyl hoá cacbon (C) ít thông dụng Trƣờng ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án công nghệ Khoa hóa học & CNTP GVHD: Dương Khắc Hồng 6 Các sản phẩm vinyl hoá đầu tiên trong.công nghiệp là axetalđehyt, vinylclorua, vinyl axetat và các sản phẩm khác. Dưới đây là một số quá trình vinyl hoá trong công nghiệp: *Axetaldehyt (phản ứng cộng nước H 2 O). HC CH + HOH [CH 2 =CH- OH] CH 3 – C = O H Phản ứng tổng quát: HC CH + H 2 O CH 3 CHO Xúc tác: dung dịch axít của muối thuỷ ngân, như HgSO 4 trong H 2 SO 4 . Phản ứng pha lỏng ở 92 0 C. * Vinyl clorua: HC CH + HCl CH 2 = CHCl Xúc tác: HgCl 2 (C) Phản ứng pha khí ở nhiệt độ 150 - l80 0 C. * Vinyl axetat: HC CH + CH 3 COOH CH 2 = CHOOCCH 3 Xúc tác: Cd, Zn, hoặc muối thuỷ ngân (Hg +2 ) (C). Phản ứng pha khí ở nhiệt độ T = 180 - 2000 c C * Vinyl ete: gồm các bước phản ứng sau. 2 2 2 H O C H 2 ROH KOH ROK RO CH CHK RO CH CHK ROH RO CH CH ROK Trong đó R- là gốc alkyl. Nhiệt độ phản ứng nằm trong khoảng T= 120 - 150 0 C; áp suất đủ cao để tránh làm sôi rượu sử dụng trong phản ứng, ví dụ ở áp suất 2 MPa và metanol (CH 3 OH) tạo thành metyl vinyl ete (phản ứng có áp suất cao). 2 2 2 H O C H 3 3 3 3 3 3 2 3 CH OH KOH CH OK CH CH CHK CH CH CHK CH OH CH O CH CH CH OK * Vinyl phenyl ete: Phản ứng vinyl hoá với xúc tác là KOH. HC CH + OH O – CH = CH 2 Trƣờng ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án công nghệ Khoa hóa học & CNTP GVHD: Dương Khắc Hồng 7 Xúc tác là KOH. * Vinyl sunfit: HC CH + RSH CH 2 = CH - S - R Xúc tác KOH. * Vinyl este của các axit cacboxylic cao: . HC CH + R-COOH RCOO - CH=CH 2 Xúc tác là muối kẽm (Zn +2 ) hoặc cadimi (Cd +2 ). * Vinylamin sử dụng muối kẽm (Zn +2 ) hoặc cadimi (Cd +2 ) làm xúc tác. R 1 R 2 NH + HC CH R 1 R 2 N - CH = CH 2 . * N_Vinyl cacbazol, là phản ứng vinyl hoá của cacbazol trong dung môi (như N - metylpyrolidon) ở 180 0 C. *phản ứng vinyl hoá của amôniac, chất xúc tác là muối phức Coban (Co) và Niken (Ni), ở nhiệt độ 95 0 C. HC CH + NH 3 CH 2 = CH - NH 2 C 2 H 2 + 3CH 2 = CH - NH 2 C 2 H 5 - C 5 H 3 N - CH 3 + 2NH 3 * Phản ứng vinyl hoá của axit amin: xúc tác là muối Kali (K + ) của amit. HC CH + RCO - NH 2 RCO – NH – CH = CH 2 . *N-vinyl_2_pyrolidon: Vinyl hoá cùng với 2 pyrolidon trên các bon bằng xúc táclà muối kali (K + ) của pyrolidon Acrylonitril: Là sản phẩm của phản ứng vinyl hóa cacbon (C) của HCN trong HCl lỏng với xúc tác CuCl và NH 4 Cl. HC CH + HCN H 2 C = CH – CN . 1.2.2.2. Các phản ứng etylnyl hoá và sản phẩm Phản ứng tổng quát của quá trình etylnyl hoá là: HC CH + RCOR 1 HC C - C(OH)RR 1 Trong đó R, R 1 là gốc alkyl hoặc H. . Những sản phẩm quan trọng nhất từ quá trình etylnyl hoá sản phẩm là rượu propargyl (2_propyl_ 1 o1) và butynediol. HC CH + HCHO HC CCH 2 OH Xúc tác: Cu - C C - Cu . 2H 2 O HC CH + 2HCHO HOCH 2 C CCH 2 OH Trƣờng ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án công nghệ Khoa hóa học & CNTP GVHD: Dương Khắc Hồng 8 Xúc tác: Cu - C C - Cu . 2H 2 O Một số phản ứng của quá trình etylnyl hoá sản phẩm của amonialkanol và amin bậc 2 : 2 2 2 2 2 2 HO 3 2 3 2 HO 3 2 3 2 2 3 2 C H C H 1 2 1 2 2 1 2 3 HC CH CH N CH OH CH N CH C CH HC CH 2 CH N CH OH CH N CH C C CH N CH R R NH R R N C CH R R N CH C CH H CH 1.2.2.3. Các phản ứng cacbonyl hoá và sản phẩm * Acrylic axit. Ni CO 22 CH HC CO H O CH CH COOH Phản ứng của axetylen với H 2 O hoặc ROH và CO sử dụng xúc tác Ni(CO) 4 đã được công bố đầu tiên W.Reppe. Nếu H 2 O được thay thế bằng các thiol, amin, hoặc axit cacboxylic ta sẽ thu được thioeste của axỉt acrylic, acrylicamit, hoặc anhydrit cacboxylic axit. Phản ứng của Axetylen và CO có mặt chất octacarbonyldicoban (CO) 3 CO - (CO) 2 - CO(CO) 3 tạo thành hỗn hợp cis-trans của bifuradion. Phản ứng tiến hành ở áp suất P = 20 - 100 Mpa, nhiệt độ T 100 0 C. 1.2.2.4. Qúa trình vòng hoá và Polyme hoá của Axetylen Quá trình vòng hoá đầu tiên được Berthelot thực hiện, ông đã tổng hợp ra hợp chất thơm và naphtalen từ Axetylen. Vào năm 1940, Reppe đã tổng hợp được 1,3,5,7 - cyclooctatraene với hiệu suất 70% ở áp suất thấp. 2CH CH + 4CO P = 20 - 100 Mpa T ~ 100 C, xúc tác 0 O O = = = O O cis O= tran = O O O = 4CH CH + các sản phẩm phụ Trƣờng ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án công nghệ Khoa hóa học & CNTP GVHD: Dương Khắc Hồng 9 Nhiệt độ của phản ứng 65 – 115 0 C, áp suất 1,5 - 2,5 Mpa, xúc tác là Ni(CN) 2 Phản ứng được tiến hành trong tetrahydrofuran những sản phẩm phụ chủ yếu là benzen (khoảng 15%), các chuỗi oligome của axetylen có công thức thực nghiệm C 10 H 10 và C 12 H 12 , và một lượng nhỏ chất không tan màu đen niprene có liên quan đến xúc tác Ni. Nếu dicacbonylbis(triphenylphosphine)niken- Ni(CO) 2 [(C 6 H 5 ) 3 P] 2 được sử dụng làm xúc tác thì sản phẩm của quá trình vòng hoá là benzen (hiệu suất 88%) và styrene, ( hiệu suất 12%). Phản ứng được tiến hành trong benzen ở nhiệt độ 65 - 75 0 C và áp suất 1,5 Mpa. Quá trình polime hoá mạch thẳng của Axetylen có sự tham gia của xúc tác muối đồng (I) như CuCl trong HCl. Sản phẩm phản ứng là vinylaxetylen, divinylaxetylen . HC CH + HC CH H 2 C = CH - C CH Polyaxetylen được thêm các chất nhận điện tử như I 2 , AsF 5 ; chất cho điện tử (Na, K), hoặc chất cho proton như HClO 4 , H 2 SO 4 có tính dẫn điện cao và mang tính chất như một kim loại. 1.2.2.5. Các phản ứng khác Axetylua kim loại: nguyên tử H trong phân tử Axetylen có thể được thay thế bằng nguyên tử kim loại (M) để tạo thành Axetylua kim loại. Axetylua của kim loại kiềm và kiềm thổ được tạo ra khi cho Axetylen tác dụng với amít của kim loại đó trong amôniắc lỏng khan. 3 NH láng khan 2 2 2 2 3 C H MNH MC H NH Phản ứng trực tiếp của Axetylen với kim loại nóng chảy, như Na, hoặc với ion kim loại trong dung môi trơ, như xylen, tetrahydrofuran, hoặc dioxan, ở nhiệt độ khoảng 40 0 C. 2M + C 2 H 2 M 2 C 2 + H 2 * Halogen hoá: Quá trình cộng hợp Clo vào Axetylen với sự có mặt của FeCl 3 tạo thành 1, 1, 2 ,2 tetracloetan : Trƣờng ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án công nghệ Khoa hóa học & CNTP GVHD: Dương Khắc Hồng 10 3 FeCl 2 Cl Cl || Cl HC CH H C C H || Cl Cl Các sản phẩm trung gian được làm dung môi là 1, 2- dicloetylen; tricloetylen và perdoetylen. Brom và Iot cũng có thể cộng hợp vào Axetylen. Quá trình cộng hợp I 2 vào Axetylen kết thúc khi tạo thành 1 ,2 - diiotetylen. [...]... Tàu Đồ án công nghệ Khoa hóa học & CNTP CHƢƠNG 2 CÁC QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT AXETYLEN 2.1 Công nghệ sản xuất axetylen từ than đá hay cacbuacanxi Với sự phát triển của ngành khai thác dầu mỏ hiện nay người ta quan tâm nhiều hơn đến hướng sản xuất axetylen từ hydrocacbon.Mặc dù vậy quá trình sản xuất axeylen từ than đá vẫn phát triển và đóng một vai trò quan trọng trong công nghiệp hoá học Xuất phát... Đồ án công nghệ Khoa hóa học & CNTP Khối lượng riêng:1025,1Kg/m3 2.4 So sánh các phƣơng pháp Quá trình sản xuất axetylen từ than đá hay cụ thể là sản xuất axetylen từ canxicacbua, là phương pháp truyền thống và hiện nay vẫn là nguồn cung cấp một phần lớn lượng axetylen phục vụ thương mại Ưu điểm của phương pháp này là thu được axetylen đậm đặc, dễ loại bỏ tạp chất, độ sạch cao Ngoài ra sản suất axetylen. .. Khắc Hồng 17 Trƣờng ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án công nghệ Khoa hóa học & CNTP 2.2.2 Lựa chọn nguyên liệu để sản xuất axetylen Nguyên liệu để sản xuất axetylen có thể sử dụng các hydrocacbon ở dạng khí hoặc lỏng hoặc hỗn hợp của chúng Tuy nhiên thành phần hoá học của nguyên liệu là một yếu tố quan trọng quy t định đến hiệu suất các sản phẩm chính của quá trình (axetylen và etylen ) Kết quả tốt nhất nhận... Rịa – Vũng Tàu Đồ án công nghệ Khoa hóa học & CNTP Ưu điểm của công nghệ theo sơ đồ này là có thể thu được axetylen với hiệu suất cao và được làm sạch triệt để muội cacbon Tuy nhiên cần phải bơm một lượng lớn nước để "tôi" sản phẩm phản ứng, không tận dụng được nhiệt của phản ứng Ưu điểm của sơ đồ công nghệ này là tận dụng nhiệt của phản ứng để phân huỷ cặn dầu, sản phẩm của quá trình phân huỷ cặn dầu... Rịa – Vũng Tàu Đồ án công nghệ Khoa hóa học & CNTP X= Số mol axetylen Tổng số mol nguyên liệu Ngoài ra để đặc trưng cho quá trình người ta còn dùng đại lượng độ sâu phân huỷ nguyên liệu ban đầu đến các chất đơn giản (C, H2) Thông thường người ta phán đoán độ sâu phân huỷ theo tỷ trọng của khí sản phẩm vì nó là đại lượng tỉ lệ nghịch với độ sâu phân huỷ 2.3 Các công nghệ sản xuất axetylen từ khí thiên... có thể hạ được giá thành sản phẩm Nhược điểm là nhiệt độ phản ứng cao nhưng không tận dụng được nhiệt phản ứng do đó chi phí ra nhiệt lớn Xong nếu xét toàn diện thì phương pháp này vẫn có tính kinh tế cao hơn các phương pháp khác Vì vậy, với đề tài này tôi chọn công nghệ sản xuất axetylen đi từ khí tự nhiên là dùng công nghệ BASF – tôi bằng nước 2.5 Thuyết minh dây chuyền công nghệ Nguyên liệu khí tự... Hình 5 Sơ đồ công nghệ sản xuất axetylen với quá trình “tôi” bằng nƣớc 1 Thiết bị gia nhiệt; 2 Thiết bị phản ứng; 3 Tháp làm lạnh; 4 Thiết bị lọc điện; 5 Thiết bị thu hồi muội; 6 Thiết bị làm lạnh Trong công nghệ có ''tôi'' bằng nước, nguyên liệu khí oxy và metan được đưa qua thiết bị gia nhiệt 1 đạt nhiệt độ cần thiết khoảng 600 7000C Sau đó đưa vào thiết bị phản ứng 2, tại đây xảy ra quá trình oxy hoá... C2H2) và vốn đầu tư cho sản xuất lớn Mặt khác, việc vận chuyển nguyên vật liệu không thuận lợi, điều kiện làm việc rất nặng nề và ô nhiễm Phương pháp sản xuất axetylen đi từ khí tự nhiên có ưu điểm là nguồn nguyên liệu rẻ, dồi dào phương pháp sản xuất đơn giản, hiệu suất cao Mặt khác, quá trình thực hiện trong pha khí nên việc vận chuyển tự động hoá được diễn ra triệt để hơn Sản phẩm phụ là khí tổng... tán bằng cách bay hơi một phần nước trong thiết bị 2.2 Công nghệ sản xuất axetylen từ khí thiên nhiên và hydrocacbon 2.2.1 Cơ sở nhiệt động học của quá trình nhiệt phân hydrocacbon Quá trình phân huỷ hydrocacbon ở nhiệt độ cao thành axetylen bao gồm nhiều phản ứng thuận nghịch Với nguyên liệu là hydrocacbon nhẹ (khí tự nhiên và khí đồng hành), quá trình nhiệt phân có thể có các phản ứng: 2CH4 ↔ C2H2... axetylen từ khí thiên nhiên và hydrocacbon Để sản xuất axetylen người ta dùng phản ứng nhiệt phân hydrocacbon ở nhiệt độ cao Tuỳ theo cách cấp nhiệt để thực hiện phản ứng nhiệt phân hydrocacbon thành axetylen mà người ta chia thành nhóm các phương pháp sau: Quá trình nhiệt điện Quá trình oxy hoá không hoàn toàn 2.3.1 Quá trình nhiệt điện Bản chất của quá trình là sự phóng điện trong môi trường hydrocacbon . Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án công nghệ Khoa hóa học & CNTP GVHD: Dương Khắc Hồng 11 CHƢƠNG 2. CÁC QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT AXETYLEN 2.1 Công nghệ sản xuất axetylen từ than đá hay. XUẤT AXETYLEN 11 2.1 Công nghệ sản xuất axetylen từ than đá hay cacbuacanxi 11 2.2 Công nghệ sản xuất axetylen từ khí thiên nhiên và hydrocacbon. 11 2.2.1 Cơ sở nhiệt động học của quá trình. 2.2.2. Lựa chọn nguyên liệu để sản xuất axetylen 18 2.3 Các công nghệ sản xuất axetylen từ khí thiên nhiên và hydrocacbon 19 2.3.1. Quá trình nhiệt điện 19 2.3.2 Quá trình oxy hoá không hoàn toàn