Thiết kế phân xưởng sản xuất axetylen từ khí tự nhiên năng suất 25000tấn/ năm

tuthienbao.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài Thiết kế phân xưởng sản xuất axetylen từ khí tự nhiên suất 25000tấn/ năm Thiết kế phân xưởng sản xuất axetylen từ khí thiên nhiên Nội dung:        Tính chất axetylen Ứng dung axetylen Cơng nghệ sản xuất axetylen Tính tốn cơng nghệ Tính tốn thiết bị Thiết kế xây dựng Tính tốn kinh tế Cán hướng dẫn : Ngày giao nhiêm vụ thiết kế: 20/02/2004 Ngày hoàn thành nhiêm vụ: CHỦ NHIỆM KHOA ( Ký ghi rõ họ tên)(Ký ghi rõ họ tên) KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ Điển trình làm tốt nghiệp Điểm duyệt : Điểm bảo vệ: CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN (Ký ghi rõ họ tên) (ký tên) CHủ tịch hội đồng (Ký ghi rõ họ tên) MỞ ĐẦU Thiết kế phân xưởng sản xuất axetylen từ khí thiên nhiên Axetylen chất có nhiều ứng dụng đời sống công nghiệp, đặc biệt công nghiệp, axetylen dùng làm nguyên liệu ban đầu để tổng hợp chất hữu quan trọng :  Vinylclorua: chất khí dễ cháy, nổ, có mùi ete, tan ete cồn, tan nước, sơi nhiệt độ 450C Là monome quan trọng để sản xuất vinylclorua polyme Và copolyme dùng tổng hợp hữu chất phụ gia  Vinylaxetat : chất lỏng không màu, không tan nước, dễ cháy, sơi 370C, dùng hố chất khơng gian sản xuất polyme coplyme polyvinyl…  Vinylete : chất lỏng không màu dễ bốc cháy, dễ nổ, tan kiềm, axeton, ete, tan nước, sôi 390C dùng làm chất gây mê  Acrylonytryl :là chất lỏng không màu dùng sản xuất cao su, acrylic, sợi  Axetandehyt : dùng để sản xuất axitaxetic Ngoài từ axetylen người ta sản xuất hợp chất hố học quan trọng khac : nhựa, chất bám dính, chất phủ bề mặt, chất dẫn điện hữu có nhiều sản phẩm khác từ axetylen Chính có nhiều ứng dụng nên axetylen sản xuất nhiều giới nhà công nghệ ln ln nghiên cứu mong tìm q trình cơng nghệ khác để sản xuất axetylen nhằm đem lại hiệu kinh tế cao Axetylen sản xuất từ hai nguồn nguyên liệu : canxicacbua hydrocacbon (dạng rắn, lỏng, khí) Hiện Mỹ nước châu Âu sản xuất axetylen từ hydrocacbon Italia, Nhật, Nam Phi, Ấn Độ axetylen sản xuất từ canxicacbua Sản xuất axetylen từ hydrocacbon trình phát triển khoảng 30 năm gần Trong công nghệ hydrocacbon bị nhiệt phân nhiệt độ cao ( từ 1100  15000C ) điều kiện đoạn nhiệt thời gian phản ứng Thiết kế phân xưởng sản xuất axetylen từ khí thiên nhiên ngắn( 0,005  0,02 giây) sau sản phẩm nhanh chóng làm lạnh để hạ nhiệt độ xuống nhằm hạn chế phản ứng phân hủy axetylen Cơng nghệ sản xuất axetylen từ dầu khí chủ yếu khí đồng hành khí thiên nhiên biết đến từ lâu, nguồn nhiên liệu sẵn có quốc gia có tiềm dầu khí giới nói chung Việt Nam nói riêng, cơng nghệ có tính kinh tế cao, không gây ô nhiễm môi trường, hợp với xu thời đại nơi mà người đặt vấn đề môi trường lên hàng đầu Và đề tài là: "Thiết kế phân xưởng sản xuất axetylen từ khí tự nhiên” Thiết kế phân xưởng sản xuất axetylen từ khí thiên nhiên PHẦN : TỔNG QUAN LÝ THUYẾT CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU Khí tự nhiên khí nằm tầng chứa khí (mỏ khí) thành phần chủ yếu metan (có thể chiếm đến 97% theo thể tích) Khí tự nhiên nguồn tài nguyên khổng lồ với trữ lượng lớn (hàng trăm nghìn tỉ m 3) phân bố đất liền ngồi biển 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 A, Mehyco, Uc, Tây Phi, Nhật Bản… Ở Việt Nam phát có mặt khí tự nhiên số nơi : Tiền Hải (Thái Bình), vùng trũng Nam Côn Sơn (Lan Tây, Lan Đỏ, Hồng Ngọc) phát có trữ lượng lớn khoảng 70 tỷ m khí tự nhiên Thành phần khí tự nhiên chứa tới 96% CH4, 2%C2H6,2% khí khác Q trình khai thác sử dụng khí tự nhiên gặp nhiều khó khăn hạn chế vấn đề khai thác vận chuyển phức tạp, đòi hỏi vốn đầu tư lớn lợi ích đem lại kinh tế nói chung nghành cơng nghệ hố học nói riêng lớn Hàm lượng CH4 khí tự nhiên lớn, việc nghiên cứu tìm phương pháp sử dụng nguồn CH4 dồi để chế biến nguyên liệu đa dạng cho tổng hợp hữu đề tài thu hút quang tâm nhà khoa học đầu nghành, có uy tín nước giới Để nhận sản phẩm riêng khí tự nhiên người ta nghiên cứu xây dựng nhà máy chế biến khí với nhiều phương pháp khác tùy thuộc vào mỏ khí (ngun liệu ban đầu) mà có cơng nghệ phù hợp mong đem lại hiệu qua trình chế biến hoá chất thương phẩm Đặc biệt nước ta tiềm khí phong phú Như nước ta có điều kiện phát triển cơng nghiệp dầu khí tồn lãnh thổ Khai thác sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên quý giá Trong tương lai nghành công Thiết kế phân xưởng sản xuất axetylen từ khí thiên nhiên nghiệp dầu khí nghành cơng nghiệp phát triển mạnh đóng góp đáng kể vào phát trỉên kinh tế đất nước ta Bảng Thành phần hoá học trung bình khí thiên nhiên khí đồng hành Việt Nam (%thể tích) : Các cấu tử CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 CO2 N2 Khí đồng hành Bạch Hổ Đại Hùng 73,0 77,0 12,0 10,0 7,0 5,0 2,9 3,3 2,5 1,2 0,7 3,0 0,5 3,0 Rồng 78,0 3,0 2,0 1,0 1,0 2,0 2,0 Khí tự nhiên Tiền Hải Rồng Tự Do 87,6 84,0 3,1 6,0 1,2 4,0 1,0 2,0 0,8 2,0 3,0 4,0 3,0 4,0 Như qua bảng ta thấy thành phần khí metan chiếm lượng lớn thành phần khí Và metan nguyên liệu quan trọng cho ngành tổng hợp hữu Điều thể qua sơ đồ: CH3Cl Clo hoá CH2Cl2 CHCl3 CCl4 Nitro hoá +NH3 +CO2 CH3NO2 HCN CH4 Chuyển hoá Nhiệt phân Oxy hoá CO+2H2 CH CH CH3OH HCHO HCOOH Thiết kế phân xưởng sản xuất axetylen từ khí thiên nhiên CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ AXETYLEN 2.1 – TÍNH CHẤT VẬT LÝ : Axetylen chất khí khơng màu, dạng tinh khiết có mùi ete yếu (ở nhiệt độ áp suất thường) Khi cháy axetylen toả nhiệt lớn nên dùng để hàn, cắt kim loại Axetylen tan nhiều dung môi khác nhau, tan nhiều nước nhiệt độ thấp Axetylen có giới hạn nổ lớn đến 81% có đến 100% (do q trình polime hố axetylen toả nhiệt lớn gây nổ) Ngoài axetylen dễ dàng tạo hỗn hợp nổ với clo có ánh sáng Các nguyên tử cacbon axetylen liên kết với dạng lai hoá sản phẩm obitan nguyên tử cacbon Độ dài liên kết giảm theo thứ tự từ etan, etylen, axetylen Trong điều kiện thường axetylen chất khí khơng màu, khơng độc có khả gây mê, axetylen tinh khiết có mùi ngọt, axetylen tan nước nhẹ khơng khí đặc trưng bỏi số vật lý sau:  Ngưng tụ - 830C áp suất khí  Nhiệt độ tới hạn 35,50C  Áp suất tới hạn 6,04 Mpa  Tỷ nhiệt Cp20 0,402 Khi cháy axetylen toả lượng nhiệt lớn, khả sinh nhiệt C 2H2 13,307 kcal/ m2 Dễ tạo hỗn hợp nổ với không khí giới hạn rộng( 2 81% thể tích axetylen) Tạo hỗn hợp nổ với oxy (2,8 7,8% thể tích axetylen) Ngồi axetylen dễ dàng tạo thành hỗn hợp nổ với Clo, Flo có tác dụng ánh sáng Khi vận chuyển người ta thường pha thêm khí trơ, hydro, amoniac vào để giảm khả cháy nổ Khi phân huỷ axetylen xảy phản ứng nổ nhiệt độ lên tới 28000C C2H2→ 2C + H2 ∆H298 = - 54,164 cal/mol Phản ứng phân rã xảy khơng có oxy có chất kích hoạt tương Thiết kế phân xưởng sản xuất axetylen từ khí thiên nhiên ứng như: tia lửa, ma sát… Khi áp suất 2atm phân rã có đặc điểm cục khơng nguy hiểm Khi áp suất cao 2atm phân rã có đặc tính nổ với sóng kích nổ lan truyền với vận tốc lớn 1000m/s Ngoài dễ nổ axetylen tăng có mặt kim loại có khả tạo thành axetylua: MCH2, M2C2 … Vì để tránh xảy trình nổ sản xuất hay tổng hợp hoá dầu khác người ta cố gắng làm việc áp suất