300 500 700 900 1100 1 1500 1700 1900 Nhiệt độ, K
2.2 Cụng nghệ sản xuất exetylen từ than đỏ hay cacbua canxi.
Từ nguồn nguyờn liệu là than đỏ ta cú thể tổng hợp đƣợc cacbua canxi và cỏc sản phẩm khỏc, do đú ta cú thể xem xột song song hai vấn đề
Than đá
Hydro hoá phân đoạn lỏng Chất tổng hợ p thô Khíhoá Khítổng hợ p L ò nhiệt phân Plasma Cốc hoá Cốc Ch-ng cất hydro hoá Chất Tổng hợ p metanol M etanol Công nghệ UCC Tổng hợ pcacbua tổng hợ p naphta LPG Công nghệ Mobil Đ ồng đẳnghoá Khíhoá Etanol Cracking hơi Dehydrat Etylen Axetylen
Hiện nay quỏ trỡnh sản xuất Axetylen từ CaC2 vẫn chƣa đƣợc tiến hành chủ yếu cho quỏ trỡnh cắt hàn kim loại và than pin. Do CaC2 tồn tại ở trạng thỏi rắn và đƣợc sử dụng trong một số quỏ trỡnh đặc biệt nờn Axetylen vẫn đƣợc sản xuất từ CaC2.
52
Đồ ỏn tốt nghiệp Thiết kế phõn xưởng sản xuất Axetylen từ khớ thiờn nhiờn
Tiếp sau là canxi cacbua phản ứng với nƣớc tạo thành axetylen và canxi hydroxit, phản ứng toả nhiệt mạnh
CaC2 + 2H2O C2H2 + Ca(OH)2 H = - 129 kj/mol.
Nhiệt tỏa ra từ phản ứng khỏ cao, do đú đũi hỏi thiết bị phản ứng phải tiờu tỏn nhiệt tốt. Trong trƣờng hợp sự phõn tỏn nhiệt khụng đảm bảo, nhiệt độ khớ hoỏ tăng cao cú thể làm núng đỏ CaC2 và gõy phõn huỷ sản phẩm C2H2 thành C và H2 theo phản ứng (*). Vỡ phản ứng khớ hoỏ cacbua canxi toả nhiệt cao nờn yờu cầu kớch thƣớc của nguyờn liệu khớ hoỏ rất quan trọng.
Thờm vào đú cỡ hạt từ 0 - 3mm đƣợc sử dụng cho quỏ trỡnh sấy khụ axetylen .
Cacbua canxi cú số hiệu suất 372,66 điều này cú nghĩa là khi khớ hoỏ 1kg CaC2 sẽ cho 372,66 lớt axetylen (C2H2) ở 150C Và 101,3kPa. Trong thƣơng mại CaC2 cú chỉ số hiệu suất từ 260 – 300.
Cú hai loại thiết bị sản xuất axetylen từ cacbua canxi (với lƣu lƣợng sản phẩm lớn hơn 10 m3 sản phẩm /h) đú là thiết bị loại khụ và thiết bị loại ƣớt.
Trong thiết bị loại ƣớt axetylen đƣợc chuyển hoỏ với lƣợng nƣớc dƣ đƣa vào. Trong hầu hết cỏc trƣờng hợp đều thu đƣợc vụi ở dạng huyền phự cú chứa từ 10 - 20% trọng lƣợng canxi hydroxit. Nhiệt của phản ứng làm tăng nhiệt độ của nƣớc trong thiết bị và thoỏt ra ngoài thiết bị cựng với huyền phự.
Trong cỏc thiết bị loại khụ nƣớc đƣợc trộn với canxi cacbua theo đỳng tỷ lƣợng trong phản ứng hoỏ học và đủ để lấy nhiệt của phản ứng. Canxi hydroxit thu đƣợc ở dạng bột cú độ ẩm từ 1 - 6%. Nhiệt của phản ứng đƣợc cấp cho quỏ trỡnh bay hơi một phần nƣớc trong thiết bị.
Cỏc thiết bị đƣợc phõn loại theo ỏp suất làm việc và theo cỏch phõn loại này thỡ cú một số thiết bị sau đõy
53
Đồ ỏn tốt nghiệp Thiết kế phõn xưởng sản xuất Axetylen từ khớ thiờn nhiờn
* Thiết bị làm việc ở ỏp suất thấp
* Thiết bị làm việc ở ỏp suất trung bỡnh.
Cỏc thiết bị ỏp suất thấp cú khả năng làm việc ở ỏp suất cao nhất là 0,2 bar và cú khả năng chịu đƣợc ỏp suất trong thấp nhất là 1 bar. Cỏc ỏp suất thấp hơn cũng cú thể đạt đƣợc nếu việc thử đƣợc tiến hành trong điều kiện đặc biệt mà thiết bị cú thể chịu đựng đƣợc (ỏp suất làm việc cao nhất, đầy nƣớc, cú mỏy khuấy . . . ) .
Cỏc thiết bị ỏp suất trung bỡnh cú khả năng làm việc ở ỏp suất cao nhất là 1,5 bar và cú khả năng chịu đƣợc ỏp suất trong lờn tới 24 bar. Núi chung ỏp suất 5 bar là phự hợp với cỏc thiết bị đƣợc trang bị cỏc đĩa giỏn đoạn cú kớch thƣớc định trƣớc và ỏp suất tƣơng ứng.