Công nghệ tổng hợp Axetylen

http://www.ebook.edu.vn 233 Chơng XIV công nghệ tổng hợp axetylen Axetylen đợc sản xuất từ hai nguồn nguyên liệu chính là cacbua canxi và hydrocacbon (ở dạng rắn, lỏng hoặc khí). Hiện nay Mỹ và các nớc Châu Âu sản xuất axetylen từ hydrocacbon; còn ở Italia, Nhật Bản, Nam Phi, ấn Độ axetylen đợc sản xuất từ cacbua canxi. Sản xuất axetylen từ hydrocacbon là quá trình đợc phát triển từ những năm 50 của thế kỷ trớc. Trong công nghệ này hydrocacbon bị nhiệt phân ở nhiệt độ cao (tới 1100 . 1500 0 C) trong điều kiện đoạn nhiệt và thời gian phản ứng rất ngắn (từ 0,005 đến 0,02 giây). Sau đó sản phẩm đợc nhanh chóng làm lạnh để hạ nhiệt độ xuống nhằm hạn chế các phản ứng phân huỷ axetylen. XIV.1. Cơ sở hoá lý của quá trình phân huỷ Hydro- cacbon để sản xuất axetylen XIV.1.1. 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 sau: 2CH 4 C 2 H 2 + 3H 2 2CH 4 C 2 H 4 + 2H 2 C 2 H 6 C 2 H 4 + H 2 C 2 H 6 C 2 H 2 + 2H 2 C 3 H 8 C 2 H 4 + CH 4 C 3 H 8 C 3 H 6 + H 2 C 3 H 8 1,5CH 2 + 2,5H 2 C 4 H 10 C 2 H 4 + C 2 H 6 C 4 H 10 C 4 H 8 + H 2 C 4 H 10 2C 2 H 2 + 3H 2 C 2 H 4 C 2 H 2 + H 2 C 3 H 6 1,5C 2 H 2 + 1,5H 2 http://www.ebook.edu.vn 234 Các phản ứng này đều là các phản ứng thu nhiệt điển hình và là phản ứng tăng thể tích. Quá trình thực hiện ở nhiệt độ cao và thời gian ngắn do các tính chất nhiệt động của các hydrocacbon. Trên hình XIV.1 biểu diễn năng lợng tự do Gibbs của các hydrocacbon phụ thuộc vào nhiệt độ. Từ đồ thị trên hình XIV.1 thấy rằng, ở nhiệt độ thờng axetylen không thể tạo thành từ các hydrocacbon khác. Từ đồ thị cũng cho thấy năng lợng tự do Gibbs của axetylen giảm khi tăng nhiệt độ trong khi năng lợng tự do Gibbs của các hydrocacbon khác lại tăng lên. ở nhiệt độ cao hơn 1230 0 C axetylen ổn định hơn các hydrocacbon khác. Đờng năng lợng tự do Gibbs của axetylen cắt các đờng khác tại nhiệt độ cao hơn với các hydrocacbon có mạch cacbon trong phân tử ngắn hơn. Điều đó có nghĩa là quá trình sản xuất axetylen từ metan đòi hỏi thực hiện ở nhiệt độ cao hơn quá trình sản xuất từ các hydrocacbon nặng hơn. Hình XIV.1. Năng lợng tự do Gibbs của các hydrocacbon phụ thuộc vào nhiệt độ Đờng cong cân bằng của phản ứng nhiệt phân metan phụ thuộc vào nhiệt độ đợc mô tả trên hình XIV.2 cho thấy axetylen bắt đầu đợc tạo thành ở nhiệt độ cao hơn 1000 K (730 0 C). Nh vậy quá trình đòi hỏi phải thực hiện ở nhiệt độ cao và cần phải cung cấp năng lợng khá lớn. CH 4 C 2 H 2 n-C 4 H 10 C 3 H 6 C (rắn) , H 2 (khí) 300 500 700 900 1100 1300 1500 1700 1900 Nhiệt độ, K 140 120 100 80 60 40 20 0 20 40 G f ,kJ/mol C 2 H 4 C 3 H 6 C 2 H 6 http://www.ebook.edu.vn 235 Hình XIV.2. Đờng cong cân bằng của phản ứng nhiệt phân metan phụ thuộc vào nhiệt độ Tuy nhiên ngay cả ở nhiệt độ cao axetylen vẫn kém bền hơn các cấu tử tạo nên axetylen tức là kém bền hơn C và H 2 nh trên hình XIV.1. Sự chênh lệch nhiệt độ giữa axetylen với C và H 2 tồn tại tới 4200 K: C 2 H 2 2C (R) + H 2(K) ; G 298 = 209,3 kJ/mol Quá trình phân huỷ tạo muội cacbon theo các phản ứng sau: CH 4 C + 2H 2 C 2 H 6 2C + 3H 2 C 2 H 4 2C + 2H 2 C 2 H 2 2C + H 2 Nh vậy, chính axetylen tạo thành cũng bị phân huỷ nếu điều kiện phản ứng thích hợp cho quá trình tạo muội cacbon. Quá trình tạo muội xảy ra mnh liệt ở khoảng nhiệt độ 1200 . 1600 0 C, nghĩa là ở vùng nhiệt độ phản ứng. Để hạn chế quá trình tạo muội phải giảm nhanh nhiệt độ hỗn hợp khí phản ứng bằng cách phun nớc hoặc phun dầu, gọi là quá trình tôi bằng nớc hoặc bằng dầu. Ngời ta thấy rằng, với phản ứng phân huỷ axetylen, áp suất không ảnh hởng mà yếu tố chính ảnh hởng đến phản ứng là nhiệt độ và thời gian phản ứng. Nhiệt độ càng cao, thời gian phản ứng càng dài, sự phân huỷ axetylen càng tăng, hàm lợng axetylen thu đợc càng thấp. 0 1100 1200 1400 1600 1800 2000 Nhiệt độ, K 28 24 20 16 12 8 4 Axetylen, % thể tích http://www.ebook.edu.vn 236 XIV.1.2. Cơ chế của quá trình Quá trình nhiệt phân hydrocacbon ở nhiệt độ cao xảy ra theo các phản ứng thuận nghịch sau: 2CH 4 C 2 H 2 + 3H 2 H 298 = 376 kJ/mol C 2 H 6 C 2 H 2 + 2H 2 H 298 = 311 kJ/mol Các phản ứng trên là phản ứng thu nhiệt, cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận ở nhiệt độ 1000 . 1300 0 C. Thực tế để đạt vận tốc phản ứng đủ lớn, quá trình cần thực hiện ở nhiệt độ cao hơn, cụ thể ở 1500 . 1600 0 C với CH 4 , còn đối với các hydrocacbon lỏng quá trình thực hiện ở 1200 0 C. Phản ứng xảy ra theo cơ chế chuỗi gốc: CH 4 CH 2 + H 2 CH 2 + CH 4 C 2 H 6 C 2 H 6 C 2 H 4 + H 2 C 2 H 4 C 2 H 2 + H 2 C 2 H 2 2C + H 2 Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy sự tạo thành axetylen tiến hành qua giai đoạn trung gian tạo thành CH 3 , CH 2 , CH. Quá trình phân huỷ metan có cơ chế chuỗi gốc nh sau: CH 4 2 CH 3 2 CH 2 2 CH CH 3 CH 3 CH 2 =CH 2 CHCH Các gốc CH có thể trùng hợp: n(CH) C n H 2n n(CH) C n H n-m + 0,5mH 2 Trong hỗn hợp sản phẩm khí thu đợc ngoài những parafin và olefin thấp còn có một lợng không lớn benzen, hydrocacbon, nhóm axetylen metyl axetylen CH 3 CCH cũng nh vinyl axetylen CH 2 =CHCCH và diaxetylen CHCCCH, . XIV.1.3. Động học quá trình nhiệt phân các hydrocacbon nguyên liệu Hiệu suất axetylen trong quá trình nhiệt phân hydrocacbon đợc xác 2H 2H 2H 2H 2 2H 2 http://www.ebook.edu.vn 237 định bằng động học tiến hành phản ứng: tốc độ tạo thành axetylen cần phải cao hơn tốc độ phân huỷ nó thành các chất đơn giản. Vì thế để đạt đợc hiệu suất cao với sản phẩm chính là axetylen cần phải hạn chế các phản ứng không mong muốn bằng cách làm lạnh nhanh sản phẩm phản ứng (quá trình tôi). Quá trình phân huỷ từng hợp chất riêng biệt của hỗn hợp hydrocacbon khí đợc giả thuyết nh sau: Quá trình phân huỷ metan là phản ứng bậc 1, tốc độ của nó có thể thiết lập theo phơng trình sau, thoả mn cho đến 1500 0 C: 1 d d k.C r c = hay )(ln 12 2 1 = k. C C ở đây C 1 và C 2 là nồng độ của metan vào và ra khỏi vùng phản ứng (tính bằng phần mol); 2 1 là thời gian phản ứng (giây). Hằng số tốc độ của phản ứng phụ thuộc vào nhiệt độ theo phơng trình: T k 352,17 11,864lg = và T k 700,15 230,11lg = Phơng trình thứ 2 nghiệm đúng với quá trình phân huỷ metan trong khoảng nhiệt độ, áp suất và nồng độ rộng hơn. Nếu nhiệt phân etan ở 650 . 700 0 C và thời gian tiếp xúc lớn hơn 0,25 giây thì chủ yếu nhận đợc hydro, metan và sản phẩm lỏng. Khi nhiệt độ cao hơn (800 . 900 0 C) sẽ tạo ra etylen là chính và một lợng rất nhỏ axetylen. Bắt đầu từ 1000 0 C, axetylen trở thành cấu tử chính, còn etylen không có hoặc có với lợng không đáng kể. Phơng trình tốc độ phân huỷ etan nh sau: 62 62 HC HC . d d Ck T C = Giá trị hằng số tốc độ k ở các nhiệt độ khác nhau xem ở bảng dới đây: Thời gian tiếp xúc (giây) Hằng số tốc độ ở 750 0 C và 1 atm 0,38 2,90 13,10 ở 1700 0 C và 0,07 atm 0,28.10 3 0,41.10 3 0,88.10 3 1,74 0,50 0,13 7800 9550 5850 http://www.ebook.edu.vn 238 Etylen ở 600 0 C cha phân huỷ tạo thành axetylen. Bắt đầu từ 800 0 C thì axetylen là sản phẩm chính của quá trình phân huỷ etylen. Khi tăng nhiệt độ, tốc độ phân huỷ etylen và mức độ chuyển hoá thành axetylen tăng lên. Khi nhiệt độ cao hơn 1000 0 C, với thời gian tiếp xúc cỡ mili giây sẽ tạo thành một lợng muội cacbon đáng kể. Giảm áp suất và pha long hỗn hợp phản ứng sẽ làm chậm tốc độ phân huỷ và polyme hoá etylen, nâng cao hiệu suất axetylen. Nhiệt phân propan xảy ra theo phơng trình bậc 1: 83 83 HC HC . d d CK T C = và giá trị hằng số tốc độ đợc tính theo phơng trình: RT k 3,2 300,63 46,13lg = phù hợp với các số liệu thực nghiệm đối với nhiệt độ trên 700 0 C. Sự phân huỷ propan xảy ra theo hai hớng cơ bản: C 3 H 8 C 2 H 4 + CH 4 C 3 H 8 C 3 H 6 + H 2 Propylen đợc tạo thành trong điều kiện phản ứng cũng bị phân huỷ thành etylen và metan. Nhiệt độ quá trình có ảnh hởng rõ rệt đến thành phần sản phẩm: ở 600 . 700 0 C ngời ta nhận đợc etylen và propylen với tỷ lệ 1:1; ở nhiệt độ cao hơn 1000 0 C nhận đợc axetylen với hiệu suất lớn do phân huỷ etylen và propylen. Nh vậy axetylen nhận đợc khi nhiệt phân propan là do quá trình phân huỷ các sản phẩm bậc nhất nh etylen và propylen. Thay đổi áp suất từ 1 đến 7 atm ít ảnh hởng đến thành phần của sản phẩm cuối khi nhiệt phân parafin. Chỉ khi áp suất thấp hơn áp suất khí quyển, thành phần sản phẩm bắt đầu phụ thuộc vào áp suất riêng phần ban đầu của parafin. Vì thế khi nhiệt phân metan, etan, propan, điều kiện để nhận axetylen với hiệu suất cao là áp suất riêng phần của hydrocacbon nhỏ, nhiệt độ cao và thời gian phản ứng rất ngắn. Quá trình nhiệt phân butan cũng xảy ra trong điều kiện tơng tự nh nhiệt phân propan. Các sản phẩm phân huỷ n-butan là: butan-1, butan-2, hydro, metan, etan, etylen và propylen. Khi tăng nhiệt độ, sản phẩm chủ yếu của quá trình nhiệt phân butan là axetylen và etylen. http://www.ebook.edu.vn 239 Trong công nghiệp, nguyên liệu đợc sử dụng chủ yếu là hỗn hợp các hydrocacbon nh: phân đoạn etan-propan, propan-propylen hay butan- butylen . Động học nhiệt phân các hỗn hợp hydrocacbon nh vậy cha đợc nghiên cứu đầy đủ, tuy nhiên có thể thấy rằng sự phân huỷ hydrocacbon nào đó có trong hỗn hợp sẽ bị ảnh hởng khi có mặt các hydrocacbon khác. XIV.1.4. Động học tạo thành và phân huỷ axetylen ở nhiệt độ cao, axetylen đợc tạo thành sẽ tiếp tục bị phân huỷ và tham gia vào các phản ứng phụ khác nh polyme hoá, tạo muội cacbon . làm giảm hiệu suất axetylen. Đối với nguyên liệu là khí tự nhiên, cấu tử metan chiếm chủ yếu (trên 90%). Sự tạo thành axetylen khi nhiệt phân metan chỉ bắt đầu xảy ra khi nhiệt độ cao hơn 1200 0 C, đồng thời thời gian phản ứng rất nhỏ (cỡ mili giây). Để đạt độ chuyển hoá cao thì yêu cầu nhiệt độ cao hơn (gần 1700 0 C) và thời gian phản ứng nhỏ hơn (cỡ phần mời mili giây). Ví dụ ở 1700 . 1800 0 C và thời gian phản ứng là 0,1 . 0,5 mili giây, độ chuyển hoá vào khoảng từ 60 đến 80%. Hiệu suất axetylen tăng khi tăng nhiệt độ và giảm thời gian phản ứng nh kết quả nhận đợc trên hình XIV.3. Hình XIV.3. Đồ thị phụ thuộc độ chuyển hoá metan vào nhiệt độ và thời gian phản ứng Nh vậy tồn tại thời gian phản ứng thích hợp tại một nhiệt độ phản ứng nhất định cho phép đạt đợc hiệu suất axetylen là cực đại. Phản ứng tạo thành axetylen khi nhiệt phân metan là phản ứng bậc 1: )k(k 0 21 e. + = CC và )( d d 21 kkC C += trong đó k 1 là hằng số tốc độ tạo thành axetylen, k 2 là nằng số tốc độ phân huỷ metan thành C và H 2 . 100 75 50 25 0 1200 1400 1600 Nhiệt độ phản ứng , 0 C 0,2 0,1 0,005 0,004 Thời gian phản ứng, giây Độ chuyển hoá, % http://www.ebook.edu.vn 240 Lợng metan biến đổi thành axetylen đợc tính nh sau: [] )k(k 21 10 21 1 0 21 e1 )(2 . )( 2 1 + + = + = kk kC kk k CCC Nhng thực tế lợng axetylen nhận đợc nhỏ hơn lợng metan chuyển hoá thành vì xảy ra phản ứng phân huỷ axetylen: = 3 k e.CC và Ck C = . d d 3 từ đó: [] 321 k)k(k 21 10 e1 )(2 . + + = C kk kC C với k 3 là hằng số tốc độ phân huỷ axetylen thành C và H 2 . Nồng độ cực đại của axetylen ở thời gian phản ứng thích hợp là: 3 321 21 max ln 1 k k k k kk C ++ + = Hiệu suất cracking hiệu dụng (tức là mức độ biến đổi metan đến axetylen) là: + = = 3 k 21 1 0 e. "2 kk k CC C khi = 0 thì = 100%. ở nhiệt độ từ 1200 đến 1500 0 C, tốc độ phân huỷ axetylen nhỏ hơn đáng kể so với tốc độ tạo thành nó và đó chính là yếu tố động học cơ bản cho phép nhận axetylen. Tỷ số giữa tốc độ tạo thành và phân huỷ axetylen có thể điều chỉnh đợc bằng cách thay đổi áp suất. Khi giảm áp suất, tỷ số này tăng lên, cụ thể khi giảm áp suất từ 0,197 xuống 0,039 atm tỷ số tốc độ tạo thành và phân huỷ axetylen tăng lên 3 lần. Các quá trình nhiệt phân metan đến axetylen có thể xem nh tập hợp các phản ứng phân huỷ metan, etan, etylen, và axetylen. 2CH 4 C 2 H 6 + H 2 ; k 1 = 4,5.10 13 .e 91000/RT (1) C 2 H 6 C 2 H 4 + H 2 ; k 2 = 9.10 13 .e 69/RT (2) C 2 H 4 C 2 H 2 + H 2 ; k 3 = 2,57.10 8 .e 40/RT (3) C 2 H 2 2C + H 2 ; k 4 = 1,7.10 6 .e 3000/RT (4) Sự phụ thuộc vào nhiệt độ của các hằng số tốc độ của các phản ứng từ (1) đến (4) đợc trình bày trên hình XIV.4. http://www.ebook.edu.vn 241 2500 2000 1800 1500 1250 1000 t O C Hình XIV.4. Đồ thụ phụ thuộc các hằng số tốc độ phản ứng vào nhiệt độ Từ đồ thị thấy rằng, trong khoảng nhiệt độ 1500 . 2500 0 C hằng số tốc độ phân huỷ etan k 2 lớn hơn 3 lần hằng số tốc độ tạo thành k 1 (nghĩa là k 2 > k 1 ). Vì vậy trong thực tế khi nhiệt phân metan nồng độ etan nhận đợc rất nhỏ, và ngay cả ở nhiệt độ cao nồng độ của etan trong sản phẩm cũng không cao. Trên hình XIV.5 đa ra kết quả tính toán độ chuyển hoá của metan thành axetylen và mức độ phân huỷ axetylen ở nhiệt độ 1900 0 C theo các phản ứng: 2CH 4 C 2 H 2 + 3H 2 C 2 H 2 2C + H 2 0 1 2 3 4 5 , mili giây Hình XIV.5. Đồ thị hiệu suất nhận sản phẩm axetylen phụ thuộc thời gian phản ứng ở nhiệt độ 1900 0 C Sự phụ thuộc của độ chuyển hoá vào hằng số tốc độ và thời gian phản ứng đợc biểu diễn bằng phơng trình: = 41 kk 14 1 ee. kk k k 3 k 1 k 4 k 2 1 2 3 4 5 lgk 100 75 50 25 0 C, % http://www.ebook.edu.vn 242 Từ đó xác định đợc độ chuyển hoá cực đại metan thành axetylen max và thời gian thích hợp op là: [] )1/r(ln)1/r(rln max ee 1 1 = r kr r )1( ln op = trong đó r = k 4 / k 1 , với k là hằng số tốc độ chuyển hoá metan thành axetylen. Trong điều kiện sản xuất, để hạn chế các phản ứng phân huỷ, polyme hoá các sản phẩm, ngời ta thực hiện quá trình tôi sản phẩm bằng cách tới trực tiếp nớc vào sản phẩm. Khi đó có thể xảy ra phản ứng giữa axetylen và hơi nớc: C 2 H 2 + 2H 2 O 2CO + 3H 2 Tốc độ của phản ứng này thờng không lớn và khi có sự giảm đột ngột nhiệt độ khi tôi phản ứng này thực tế không xảy ra. Trong điều kiện của quá trình không những chỉ phân huỷ tạo C và H 2 mà còn tạo thành các hợp chất không no khác nhau. Vì thế trong hỗn hợp khí nhiệt phân còn có cả H 2 , metan, etan, etylen, vinyl axetylen, benzen . XIV.2. Công nghệ sản xuất axetylen XIV.2.1. 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 quyết định đến hiệu suất các sản phẩm chính của quá trình (axetylen và etylen .). Kết quả tốt nhất nhận đợc khi nhiệt phân n-parafin, đồng thời nhiệt phản ứng phụ thuộc trực tiếp vào khối lợng phân tử của hydrocacbon nguyên liệu. Ví dụ: 2CH 4 C 2 H 2 + 3H 2 ; H 298 = + 89,97 kcal/mol C 2 H 6 C 2 H 2 + 2H 2 ; H 298 = + 71,4 kcal/mol 2C 3 H 8 3C 2 H 2 + 5H 2 ; H 298 = + 70,9 kcal/mol C 4 H 10 2C 2 H 2 + 3H 2 ; H 298 = + 69,3 kcal/mol Nh vậy từ các phơng trình phản ứng cho thấy phản ứng tạo axetylen từ metan đến butan có khả năng xảy ra, trong đó nhiệt phân metan tốn nhiều năng lợng hơn cả. Nhiệt phân izo-parafin và naphta cho hiệu suất cao. [...]... 253 XIV.2.3 Các phơng pháp tách axetylen Khi sản xuất axetylen từ nguyên liệu là các hydrocacbon bằng các công nghệ nói trên, hỗn hợp khí sản phẩm có chứa trên 30 hợp chất, trong đó có H 2 , CO, CO2 , CH 4 , các olefin (etylen, propylen, ), các đồng đẳng của axetylen, các hợp chất thơm (BTX) Nồng độ axetylen trong khí sản phẩm có từ 7 đến 10% mol Để tách axetylen từ hỗn hợp khí sản phẩm, ngời ta sử dụng... yêu cầu công nghệ Thời gian lu trong vùng phản ứng phải rất ngắn Hỗn hợp phản ứng phải đợc phân bố đồng đều Tốc độ dòng khí phải cố định trong quá trình phản ứng để đạt hiệu suất phản ứng cao, tránh hiện tợng cháy kích nổ và tạo cốc Công nghệ của BASF sản xuất axetylen từ khí tự nhiên đ đợc thực hiện từ năm 1950 Cho đến năm 1983 tổng sản lợng axetylen trên toàn thế giới đợc sản xuất theo công nghệ này... xuất công nghiệp sử dụng dung môi chọn lọc Sơ đồ nguyên lý tách axetylen từ khí nhiệt phân bằng dung môi N-metyl pyrolidon (NMP) xem trên hình XIV.13 Hỗn hợp khí sau khi nhiệt phân đa sang công đoạn hấp thụ bằng NMP đợc tách thành ba dòng: 1 Sản phẩm axetylen thơng phẩm, hàm lợng axetylen có thể trên 99% mol 2 Khí tổng hợp thô chủ yếu chứa CO và H2 3 Các đồng đẳng cao hơn của axetylen (metyl axetylen, ... ta thờng pha thêm hơi nớc vào Để đánh giá hiệu suất axetylen trong quá trình nhiệt phân, ngời ta dùng hai đại lợng: độ chuyển hoá tổng cộng (còn gọi là hệ số nhiệt phân tổng cộng) và độ chuyển hoá đến axetylen (còn gọi là hệ số nhiệt phân hữu ích) đợc định nghĩa nh sau: Q= Tổng số mol axetylen và olefin Tổng số mol nguyê n liệu X = Số mol axetylen Tổng số mol nguyê n liệu Ngoài ra để đặc trng cho quá... vinyl axetylen, diaxetylen, ) và các hợp chất thơm Dòng khí này sẽ đợc pha lo ng bằng một phần dòng khí tổng hợp vì lý do an toàn và đợc sử dụng làm nhiên liệu Khí nhiệt phân sau khi nén tới 10 atm đợc đa vào tháp hấp thụ sơ bộ, tại đây dòng khí tiếp xúc với một lợng nhỏ chất hấp thụ để tách hầu hết các hợp chất thơm, C 4 và các đồng đẳng của axetylen trừ vinyl axetylen Trong tháp hấp thụ chính 4, hỗn hợp. .. nh sau: Axetylen Metyl axetylen Diaxetylen Dimetyl axetylen Vinyl axetylen Metyl vinyl axetylen Etylen Propylen Butylen 14,5 0,4 0,6 0,1 0,01 0,04 0,9 0,02 0,02 Metan Etan Propan Benzen Toluen Hydro Oxit cacbon Nitơ 16,3 0,03 0,02 0,3 0,02 63,46 0,6 2,7 Tốc độ nạp nguyên liệu khí tự nhiên là 2400 m3 /h, thời gian lu của khí trong lò hồ quang khoảng vài mili giây và sản phẩm thu đợc gồm: 680 kg axetylen, ... của hãng BASF, công đoạn hấp thụ bằng N-metyl pyrolidon (NMP) 1 Máy nén; 2 Tháp hấp thụ sơ bộ; 3 Tháp nhả hấp thụ axetylen; 4 Tháp hấp thụ chính; 5 Tháp nhả hấp thụ; 6 Tháp chân không; 7 Tháp tách chân không; 8 Tháp rửa; 9 Tháp ngng tụ; 10 Bơm chân không; 11 Thiết bị làm lạnh bằng nớc 255 I Khí nhiệt phân; II NMP; III Khí tổng hợp; IV Khí tuần hoàn; V Khí pha loãng; VI Khí tổng hợp; VII Axetylen; VIII... hỗn hợp sau phản ứng đợc dẫn vào từ hệ thống gồm ba ống vòng đặt ngay phía dới tầng phản ứng Hình XIV.11 và XIV.12 mô tả các sơ đồ công nghệ sản xuất axetylen bằng phơng pháp nhiệt phân oxy hoá không hoàn toàn sử dụng quá trình tôi bằng nớc và tôi bằng dầu Khí sau phản ứng đến máy nén (30 0 C) Muội cacbon sang lò đốt 4 2 6 d b 90 0 C 3 1 5 Muội sang lò đốt 1 Nớc chứa muội Hình XIV.11 Sơ đồ công nghệ. .. nhiệt độ khoảng 500 0 C 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 chủ yếu là BTX Nhợc điểm của sơ đồ này là axetylen nhận đợc có độ tinh khiết không cao so với phơng pháp tôi bằng nớc, hiệu suất sản phẩm không cao vì làm lạnh không triệt để Công nghệ nhiệt phân metan để sản xuất axetylen có hiệu quả và kinh tế hơn phơng... của axetylen (1,15% thể tích) Lợng muội chiếm 9,4% trọng lợng nguyên liệu ban đầu Hydro đợc dùng để tổng hợp amoniac, etylen đợc dùng để sản xuất polyetylen, oxit etylen và etylbenzen Trên hình XIV.7 biểu diễn hiệu suất axetylen, etylen và năng lợng yêu cầu cho các hydrocacbon trong quá trình không tôi trong những điều kiện xác định Metan có năng lợng yêu cầu riêng (SER) cao nhất và cho hiệu suất axetylen . http://www.ebook.edu.vn 233 Chơng XIV công nghệ tổng hợp axetylen Axetylen đợc sản xuất từ hai nguồn nguyên liệu chính là cacbua. phẩm có thành phần (% thể tích) nh sau: Axetylen Metyl axetylen Diaxetylen Dimetyl axetylen Vinyl axetylen Metyl vinyl axetylen Etylen Propylen Butylen 14,5