quá trình công nghệ sản xuất axetylen

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án công nghệ Khoa hóa học & CNTP MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu khí thiên nhiên .3 1.2 Tổng quan axetylen 1.2.1.Tính chất vật lý 1.2.2.Tính chất hố học 1.2.2.1 Các phản ứng vinyl hoá sản phẩm 1.2.2.2 Các phản ứng etylnyl hoá sản phẩm 1.2.2.3 Các phản ứng cacbonyl hoá sản phẩm 1.2.2.4 Qúa trình vòng hố Polyme hoá Axetylen 1.2.2.5 Các phản ứng khác .9 CHƯƠNG CÁC Q TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT AXETYLEN .10 2.1 Công nghệ sản xuất axetylen từ than đá hay cacbuacanxi 10 2.2 Cơng nghệ sản xuất axetylen từ khí thiên nhiên hydrocacbon 10 2.2.1 Cơ sở nhiệt động học trình nhiệt phân hydrocacbon .10 2.2.2 Lựa chọn nguyên liệu để sản xuất axetylen 17 2.3 Các công nghệ sản xuất axetylen từ khí thiên nhiên hydrocacbon .19 2.3.1 Quá trình nhiệt điện .19 2.3.2 Quá trình oxy hố khơng hồn tồn .19 2.3.3 Phương pháp tách axetylen khỏi hỗn hợp khí nhiệt phân .22 2.4 So sánh phương pháp 23 2.5 Thuyết minh dây chuyền công nghệ 24 CHƯƠNG 3: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 25 3.1 Cân vật chất cho q trình tách axetylen dung mơi NMP- H2O 25 3.2 Tính cân vật chất thiết bị phản ứng .31 CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG .35 4.1 Tính nhiệt dung riêng oxy kỹ thuật 35 4.2 Tính nhiệt dung riêng khí tự nhiên vào 6000C 36 GVHD: Dương Khắc Hồng Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án cơng nghệ Khoa hóa học & CNTP 4.3 Tính nhiệt dung riêng khí nhiệt phân 800C 39 4.3.1 Nhiệt dung riêng cấu tử tương ứng hỗn hợp khí phân 39 4.3.2 Tính nhiệt lượng cần lấy q trình tôi: Q7 41 CHƯƠNG : TÍNH TỐN THIẾT BỊ 46 5.1 Tính tốn thiết bị 46 5.1.1 Đường kính ống số ống phân phối khí thiết bị phân phối khí 46 5.1.2: Thể tích vùng phản ứng 47 5.1.3: Tính tốn vùng làm mát 47 5.1.4: Tính tốn ống dẫn 48 5.2: Tính tốn thiết bị phụ .49 5.2.1 Tính thiết bị làm lạnh cracking .49 5.2.2 Tính đường kính tháp 49 5.3 Tính tháp hấp thụ .52 CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN CƠ KHÍ .57 6.1 Tính thân tháp hấp thụ 57 6.2 Tính đường kính ống dẫn 59 KẾT LUẬN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO .62 GVHD: Dương Khắc Hồng Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án cơng nghệ Khoa hóa học & CNTP CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu khí thiên nhiên Khí thiên nhiên khai thác từ mỏ khí nằm sâu mặt đất Trong khí thiên nhiên thành phần chủ yếu metan (CH 4) chiếm khoảng 93 –99% mol lại hợp chất khác etan (C 2H6), Propan (C3H8) lượng nhỏ butan (C4H8) ngồi có thành phần phi hydrocacbon khác N2, CO2, H2S, He, H2 Hiện người ta tìm mỏ khí tự nhiên với trữ lượng lớn nhiều nơi 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 axetylen Axetylen có vai trò quan trọng cơng nghiệp hố học có nhiều ứng dụng trong q trình gia cơng kim loại Nhiệt độ lửa khí axetylen 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 trình phức tạp, xuất cơng nghiệp vòng năm mươi năm trở lại đây.Trong công nghệ hydrocacbon bị nhiệt phân nhiệt độ cao (1100 – 1500 0C) điều kiện đoạn nhiệt thời gian phản ứng ngắn (từ 0,005- 02 giây).Sau sản phẩm nhanh chóng làm lạnh để hạ nhiệt độ xuống nhằm hạn chế phản ứng phân huỷ axetylen Tuy q trình từ ngun liệu hydrocacbon có suất lớn, thích hợp cơng nghiệp sản xuất axetylen từ canxi cacbua giữ vai trò định cơng nghiệp nước khơng có tiềm khí tự nhiên khí đồng hành hay dùng axetylen việc hàn cắt kim loại 1.2.1.Tính chất vật lý Hai nguyên tử cacbon phân tử axetylen trạng thái lai hoá sp, chúng liên kết với liên kết(σ) hai liên kết π Mỗi nguyên tử cacbon liên kết (σ) với nguyên tử H GVHD: Dương Khắc Hồng Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án công nghệ Khoa hóa học & CNTP Tuy nhiên, theo thứ tự xu hướng hút electron ngun tử cacbon lại tăng (etan at ω = 15÷25 (m/s) GVHD: Dương Khắc Hồng 58 Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án cơng nghệ Khoa hóa học & CNTP ωv = Vo Po ( 273 + 45) 10.273.3600 = 36659,956( 273 + 45) 10.273.3600 ( Ta chọn ω = 15 (m/s) dkhi ra= 328 (mm) -Khí vào điều kiện 50oC, 10 atm dkhira = dkhivao = - 1,269 = 0,328( m) 0,785.15 1,178 = 0,316( m) 0,785.15 chọn vận tốc khí ống V = 15 (m/s)dkhí vào= 316 (mm) - Ống dẫn dung môi vào mv = 255647,126 (kg/h) Vdmvao = 255647,126 = 0,069 m3 /s 1025,1.3600 ( ) Chọn vận tốc lỏng chảy ống V=2 (m/s) ddmvao= 210 (mm) ddmvao = - 0,069 = 0,210(m) 0,785.2 Ống dẫn dung môi mra=255647,126 + 3393,604 = 259040,730 (kg/h) Chọn vận tốc lỏng chảy ống 1,8(m/s) Vdmra = 0,07 259040,730 = 0,220(m) = 0,07(m3 /s) ddmra = 0,785.1,8 1025,1.3600  * Tính đường kính đoạn tốc thiết bị Ta chọn d = 2,6 (m) * Chiều cao đoạn tốc là: ht = (m) * Chiều cao đoạn khuếch tán là: ht = (m) Tổng chiều cao tháp là: H = 5+7 = 12 (m) GVHD: Dương Khắc Hồng 59 ) = 1,178 m3 /s Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án cơng nghệ Khoa hóa học & CNTP KẾT LUẬN Do Axetylen sản phẩm có vai trò quan trọng đời sống cần phải tập trung nghiên cứu cải tiến phương pháp sản xuất Axetylen để thu hiệu kinh tế cao Trong phương pháp sản xuất Axetylen (đi từ khí thiên nhiên ), có xu hướng phát triển mạnh cơng nghiệp dầu khí phát triển mạnh dẫn đến nguyên liệu cho trình sản xuất rẻ phương pháp thực pha khí nên suất trình lớn trình đơn giản …vv Trong trình nhiệt phân khí tự nhiên để sản xuất Axetylen phương pháp Oxy hố khơng hồn tồn có hiệu kinh tế phương pháp nhiệt điện nên sử dụng rộng rãi công nghiệp Đối với Việt Nam , cơng nghiệp hố dầu có tương lai hứa hẹn lớn nguồn dầu khí dồi , đất nước đường cơng nghiệp hố đại hố nên có nhu cầu sản phẩm từ axetylen cao Mặt khác cơng nghệ sản xuất axetylen có giá thành đầu tư rẻ nên phù họp với GVHD: Dương Khắc Hồng 60 Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án công nghệ Khoa hóa học & CNTP TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Marcel Dekker- Chemistry of Axetylens – New York- 1975 [2] Industrial and engineering chemical Research Vol 35- N03 [3] Hydrocacbon Processing- November 1975 [4] Hydrocacbon Processing- March 1997 [5] Kirt- Othmer Encyclopedia of chemical industry Vol 1- USA 1972 [6] G.Margaret Wells BSC, FPRI – Handbook and Petrochemicals and Processes [7] Barbara Elvers, Stephen Hawkins:Ullman’s Ency plopedia of industrial chemitry,VCH Verlagsgesellschaft mBh, D- Weinheim, Federal Republic of Germany1991 [8] PGS.TS Nguyễn Thị Minh Hiền- chế biến khí tự nhiên khí đồng hành – Trường đại học Bách Khoa- Hà Nội-2000 [9] Phan Minh Tân- Tổng hợp hữu hoá dầu Tập 1- Trường đại học Bách Khoa – TP HCM- 1999 [10] Bộ mơn hố lý – Sổ tay tóm tắt đại lượng hố lý- Trường đại học Bách Khoa- TP.HCM-1983 [11] Tập thể tác giả- Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hố chất Tập 1- NXB khoa học kĩ thuật-1992 [12] Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Hồ Lê Viên- Sổ tay qúa trình thiết bị cơng nghệ hố chất Tập2- NXB khoa học kĩ thuật-1994 GVHD: Dương Khắc Hồng 61 ... Khắc Hồng Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án cơng nghệ Khoa hóa học & CNTP CHƯƠNG CÁC Q TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT AXETYLEN 2.1 Cơng nghệ sản xuất axetylen từ than đá hay cacbuacanxi Với phát triển... để hàn ,cắt, tẩy gỉ,khử C… Quá trình nhiệt phân trực tiếp hydrocacbon để sản xuất axetylen trình phức tạp, xuất cơng nghiệp vòng năm mươi năm trở lại đây.Trong công nghệ hydrocacbon bị nhiệt phân... cơng nghệ Khoa hóa học & CNTP T0 sơi 760mm Hg: 200÷2020C T0 nóng chảy:-240C Khối lượng riêng:1025,1Kg/m3 2.4 So sánh phương pháp Quá trình sản xuất axetylen từ than đá hay cụ thể sản xuất axetylen