Chimie și Tehnologie Chimică
Gazul natural formează depozite independente. Compoziția chimică a gazelor naturale. obținută din câmpuri de gaz pur. este prezentată în Tabelul. 11.1. Compoziția gazelor naturale este în principal metan. Astfel de gaze pot fi atribuite gazelor uscate. Compoziția gazelor naturale poate fluctua în funcție de condițiile asociate exploatării depozitelor. [C.662]
Oxidarea propanului și butanului are și alte avantaje, dar în comparație cu oxidarea metanului și a etanului. Mai întâi, propanul și butanul se oxidează la temperaturi mai scăzute. În al doilea rând, propanul și butanul sunt mai ușor de separat de alte produse de oxidare gazoasă. decât metanul și etanul, ceea ce este extrem de important, deoarece, de obicei, oxidarea este efectuată cu un exces de hidrocarbură, care trebuie returnat în proces. În al treilea rând, atunci când se obțin gaze de pornire pure, propanul și butanul se separă mai ușor de metan și de etan și, de asemenea, unul de altul decât metanul din etan. [C.306]
Metanul conținut în gazul de cocserie face dificilă obținerea de hidrogen pur. deoarece nu sa găsit nici un absorbant selectiv care să elimine metanul din gaz. [C.364]
Obținerea și proprietățile metanului. Se amestecă într-un mortar 3 grame de acetat de sodiu topit și var de sodiu și se toarnă amestecul într-un tub de testare uscat. Se închide dopul flaconului cu un tub de evacuare a gazului și întărirea tubului într-o poziție orizontală în picior trepied și capătul tubului de vapori este cufundat într-o baie de apă (cristalizor mare). Pentru a coborî într-o baie doi cilindri unul - umplut cu apă în întregime, iar altul - jumătate. Încălziți tubul cu flacăra arzătorului și apoi încălziți-l, pornind de jos, umpleți gazul cu ambele gaze și acoperiți-le sub apă cu ochelari. scoateți din baie și aduceți flacăra arzătorului. Metanul pur arde în liniște, în timp ce amestecat cu aer explodează (cu atenție). Formează ecuațiile pentru reacțiile producției de metan și arderea acestuia. La orice raport volumic de CH4 și Oa, un amestec de spargere [c.231]
Când se hidrogenează toate nirozele, hidrogenul necesar pentru aceasta este în compoziția amestecului și când se hidrogenizează fracția de etilenă este necesar să se furnizeze din exterior. În cazul utilizării fracției de metan-hidrogen într-o fracțiune de etilenă scade din nou metan în cantități mari (până la 75% pentru fiecare fracție) și hidrocarburi superioare Cs +, totuși dispozitivul rectificată necesar ulterior pentru re etilenei demethanization și superior îndepărtarea Cs +. În cazul utilizării hidrogenului pur, este necesară organizarea recepției, în legătură cu care producția este considerabil mai costisitoare. [C.176]
Gazul din absorber-depropanizatorul este comprimat și apoi trece prin sistemul de deshidratare în coloana de metan. Separarea suplimentară a acestui gaz are loc așa cum s-a descris mai sus. Din gaz, metanul este eliberat mai întâi cu un amestec de alte componente ușoare. apoi fracțiunea etan-etilenă. care este mai clar rectificat pentru a produce etilenă pură. [C.86]
Oxigenul este preîncălzit la 315 ° și apoi, într-un amestec cu gaz natural încălzit la 650 °, sub o presiune de 20-21 atm, este introdus în camera de ardere cu căptușeală. unde are loc reacția și se dezvoltă temperatura exemplului 1350 °. Produsele de reacție sunt apoi trimise la cazanul de recuperare. unde sunt răcite la 315 ° pentru a produce aproximativ 45 de vapori atmosferici. După acest gaz de sinteză este trecut schimbătorul de căldură, frigider și, în cele din urmă, o șaibă pentru îndepărtarea funinginii. La conversia gazelor naturale. care nu este metan pur, produce un gaz cu un raport de CO Hr aproximativ 1 1,8 [18]. [C.78]
Când metanul este clorurat, produsele dorite sunt de obicei clorura de metilen. cloroform sau un amestec al acestora cu tetraclorură de carbon. În sinteza țintă a clorurii de metilen, raportul molar dintre metan și clor este considerat a fi 4 1, revenind metanul neconvertit și clorura de metil la reacție. CTL-țintă primire cloroform CH4 raport molar de Cb 0 8 1 in care metan netransformat și SNzS reciclat în reacție, împreună cu cloroform pentru a da metileihlorid și patru) carbon loristy. Clorurarea metanului se realizează atât printr-un procedeu pur termic la 500-550 ° C, cât și termocatalitic la 350-400 ° C [c.120]
La instalarea de tip [2] a gazului de cracare este comprimat la 10 atm compresoare cu piston cu două trepte. uscată prin trecerea prin alumină și apoi răcită, trecând printr-o serie de condensatori parțiali. la o temperatură de -110 ° C. În aceste condiții, aproximativ 96% etilenă este condensată. Faza lichidă este apoi separată de gazul rezidual și alimentată în demetanizator. presurizat 7, la care condensatorul cu reflux este răcit cu metan lichid la o temperatură de -140 ° C Coloana următoare pentru stripare hidrocarburilor Sd și Sd, care funcționează sub o presiune de 4 atm, răcit etilenă vaporizarea la această presiune. Agent de răcire pentru coloana de distilare. pe care se efectuează separarea etilenului și a etanului, este etilenă lichidă. evaporând la presiune atmosferică. Coloana însăși operează la o presiune ușor mai mare de 1 la. Coloana care dă amestec de propan-propilenă este răcită prin evaporarea propanului lichid. care circulă într-un ciclu închis. Condensarea propanului se efectuează în reactorul demetanizatorului. Instalarea nu este destinat pentru obținerea propilena pure, iar ultima coloană C4 / CD funcționează complet la o temperatură peste cea a mediului. Temperatura din deghilegator este menținută la aproximativ -60 ° C prin răcirea cu apă rece. [C.26]
În frigiderul etapei a treia, metanul este colectat într-un amestec cu o cantitate de monoxid de carbon și azot. Condensul din răcitorul din a doua treaptă este similar în ceea ce privește conținutul de etilenă la gazul de cracare la temperatură înaltă și, prin urmare, acest condens este o sursă convenabilă de producție de etilenă. Procesul de separare a gazului de cocserie este realizat pentru a obține hidrogen pur. și concentratul de etilenă este o risipă de operațiuni de producție. Prin urmare, costul etilenelor pure constă în costul etilenelor prezente în gazul de cocserie. cu o primă mică și costul izolării sale în formă pură din fracția condensată în al doilea frigider. Evident, această metodă de producere a etilenei poate fi realizată în instalații în care cantități mari de gaz de cocserie sunt procesate pentru a produce hidrogen pur. Această cale a fost folosită de mai mulți ani de către țările continentale europene [
Aparent, esența metodelor luate în considerare este că, ca urmare a interacțiunii hidrogenului cu grafitul (metoda lui Babich), cărbunele sau carbonul depus în piroliza propanului. se formează metan. care apoi se descompune pe suprafața particulelor de carburizare [4]. În acest sens, ne-a părut util să clarificăm posibilitatea de carburizare a compactsului de carbură direct cu metanul în amestecul său cu hidrogen și să determinăm condițiile optime pentru realizarea acestui proces. În primul rând, a fost necesar să se determine condițiile de temperatură ale procesului de carburizare, atunci când procesul se desfășoară la viteza maximă. dar fără eliberarea de carbon liber. Ca agent de carburizare, sa sugerat utilizarea metanului pur, obținut din gazul natural prin purificarea acestuia din omologii de metan. Aplicarea metanului. obținută din gaze naturale. simplifică și micșorează considerabil procesul de obținere a unui mediu gazos carburizat. [C.146]
Reacțiile de dehidrogenare pot fi considerate procese de descompunere. la care se separă hidrogenul. Adesea, totuși, dehidrogenarea în prezența catalizatorilor speciali are loc mai ușor decât piroliza simplă. De exemplu, atunci când primesc olefinsv, dehidrogenarea catalitică poate da rezultate mai bune decât simple parafine, olefine de piroliză în care randamentul de hidrogen și mai puțin poluate cu gaze cum ar fi metan și etan. Scindarea catalitică pură poate fi reprezentată prin dehidrogenarea etanului la etilenă [c.612]
Olele pure pot fi izolate din produse de cracare gazoasă. folosind o serie de coloane de distilare conectate în serie. Gazul brut preliminar trebuie să fie curățat de unele impurități. În Fig. 1 prezintă o diagramă schematică a unei instalații de separare prin această metodă și cea mai convenabilă secvență de etape de separare. Amestecul, parțial lichefiat, este introdus în prima coloană de distilare, de la vârful căruia sunt luați hidrogen și metan. Produs rezidual. constând din etilenă și componente cu un punct de fierbere mai mare în a doua coloană este împărțită într-o fracție de etilen-etan de cap și un produs rezidual. Propilen, propan și hidrocarburi cu punct de fierbere superior. În cea de a treia coloană, etilena este separată de etan și în cea de-a patra coloană un amestec de propilenă și propan este separat ca o supapă dintr-un reziduu conținând hidrocarburi C4 și componente cu punct de fierbere mai ridicat. În unele cazuri (de exemplu, atunci când produsul este eliberat pentru a produce izopropanol sau un tetramer de propilenă), fracția C3 poate fi utilizată fără separare. În alte cazuri (de exemplu, atunci când se utilizează în instalațiile de producere a polipropilenei), trebuie aplicată o separare suplimentară cu scopul [c.23]
Etanul izolat suferă piroliză și amestecul de gaz rezultat (etapă, etilenă, hidrogen, metan etc.) - fracționare la temperatură joasă. În același timp, se separă o fracțiune ușor doping de metan și o fracție separată de etan-etilenă. Acesta din urmă este rectificat pentru transferul de etilenă pură, care este apoi utilizat pentru producția de polietilenă, alcool etilic și alte produse. [C.81]
De mare interes este procesul Linde-Bronn, folosit în Germania și Belgia pentru a separa componentele cuptoarelor de cocs. Deoarece CHEN servește ca o ilustrare a potențialului de fracționare la temperaturi joase. Bronn i „- oferă o descriere a acestui proces, care constă în faptul că gazul de cocserie este răcit sub presiune, în care primul stand lichefiat ușor impuritățile și apoi obținut condensat cuprinzând etilenă și metan în această etapă, lichefiere gaz de cocserie este răcit w aer idkim .. sau azot lichid. Când etilena fracționarea -metanovogo condensat obținut etilenă practic pură. separarea completă de metan și monoxid de carbon din hidrogen concomitent poate fi realizată prin răcirea gazelor de cocserie, după îndepărtarea amestecului Tilenau și metan la o temperatură de aproximativ -209 ° sub o presiune de 10 atm. Pentru această temperatură, azotul lichid este menținut la o presiune redusă. [C.157]
Rezultate similare au fost obținute de Stanley și Nash care au trecut metanul pur la viteză mare prin tuburi de cuarț încălzite la 1000-1200 °. Produsele solide și lichide rezultate nu au fost investigate în detaliu, dar produsele gazoase au fost investigate temeinic prin metode de condensare la temperaturi scăzute. Cel mai bun randament al hidrocarburilor mai mari a fost obținut la o temperatură de 1150 ° și la un timp de încălzire egal cu 0,6 sec. În aceste condiții, randamentul uleiului ușor a fost de 4,8% sau 1,23 litri pe metan. Utilizarea perioadelor de încălzire relativ mai lungi face ca metanul să se descompună aproape exclusiv în elemente, iar tendința de descompunere este agravată de utilizarea unor astfel de substanțe catalitice active. ca fier și nichel. [C.187]
Efectul arcului de înaltă tensiune asupra metanului pur a fost investigat de Stanley și Nash 1. Principalele produse ale reacției au fost acetilenă, cărbune și hidrocarburi lichide și solide. deși etilenă și o mică cantitate de diacetilenă (Hs = - С СН) au fost de asemenea găsite în gazul rezultat. În plus față de produsele gazoase și cărbune, s-au obținut cantități mici de ulei ușor. substanțe rășinoase și gudron solubil în cloroform. Uleiul uleios avea un caracter clar nesaturat. a avut o tendință clară pronunțată față de osmoleniya și a format compuși explozivi cu argint, indicând astfel prezența omologilor de acetilenă. Din gudron au fost izolate naftalina și acenaftenul. Prezența diacetilenei printre produsele de reacție este interesantă prin faptul că această hidrocarbură a fost obținută în alte operații. în special în electro-piroliza alcoolului și în descompunerea uleiurilor combustibile într-un arc de joasă tensiune [c.282]
Rezultate similare s-au obținut cu o suprapunere incompletă a amestecului de hidrocarburi. conținând 80% metan și 20% propan [16]. Oxizii de azot au servit drept catalizator în experimente. Sa constatat că amestecul binar începe să se oxideze la o temperatură mai scăzută decât metanul pur. Randamentul formaldehidei obținut în oxidarea amestecului binar este de 1,8 ori mai mare decât în oxidarea metanului pur. Prezența propanului mărește adâncimea de conversie a metanului. [C.17]
Considerand obținut NV Keltsevym (1957) izotermelor de adsorbție metan pur la 17 ° C pe cărbune G-23 și K-2 (fig. 65), se poate observa o creștere rapidă adsorbtivitatea metan cu o presiune tot mai mare. Creșterea izotermei este observată până la o anumită presiune. după care curba începe să scadă relativ încet. Maximă de adsorbție Valoarea capacității io față de metan pur la carbon T-23 au reprezentat o presiune vblast 30-80 atm și cărbune AG-2 la 20 la 60 atm. În același timp, valorile absolute ale capacității de adsorbție [c.276]
În clorurarea metanului, produsele dorite sunt de obicei clorura de metilen, cloroformul, tetraclorura de carbon sau amestecuri ale acestora. Când clorura de metilen raportul sinteza țintă molar de metan la clor din 4 luate egal cu 1 și returnarea metan neconvertit, clormetan reacția. La primirea țintă cloroform raportul molar S1g CH4 este de 0,8 1, și în care metan netransformat este reciclat randamentul CH3C1 de reacție împreună cu clorură de metilen, cloroform și tetraclorură de carbon. Clorurarea metanului se realizează atât printr-o metodă pur termică la 500-550 ° C, cât și termocatalitică la 350-400 ° C. [C.113]