Лекция №11 Ацетиленді өндіру


Метаннан ацетилен алғандағы жүретін кейбір реакциялардың термохимиялық және термодинамикалық сипаттамалары



бет2/5
Дата18.01.2023
өлшемі148,67 Kb.
#165798
түріЛекция
1   2   3   4   5
Байланысты:
Лекция -11
Мәселені қалыптастыру 8 сынып
Метаннан ацетилен алғандағы жүретін кейбір реакциялардың термохимиялық және термодинамикалық сипаттамалары



K1
2CН4 = С2Н2 + 3H2

К2
СН4 = С + 2Н2

К3
С2Н2 = 2C + Н2

(ΔН298 = 91 ккал/моль;
ΔG = 96 290— 64,7 Т кал/моль;
1220°С-де ΔG о = 0)



(ΔН298 = 20,4 ккал/моль;
ΔG° = – 21470 + 26,0 Т кал/ моль;
552°С-де ΔG° = 0)

(ΔH298 = – 54 ккал/моль;
ΔG° = 53 350 – 12,7 Т кал/моль;
3923°С-де ΔG° = 0)

Температура, °С

СН4-тің С2Н2-гі конверсиялау дәрежесі, %

Тепе-теңдік концентрациялар, %

Н2

С2Н2

500

0,00

100

0

1000

4,84

100

0

1500

66,00

99,98

0,02

2000

99,90

99,92

0,08

3000

99,99

94,80

5,20

5000

100

42,50

57,50



Метан пирорлизінің механизмі. Босрадикалдық механизм жалпыға бірдей қабылданған. Метан пиролизінің өнімдерінде ·СН3, :СН2 және СН радикалдары байқалған.
Бос радикалдар арқылы метаннан үш байланыспен байланысқан екі көміртек атомынан тұратын ацетилен қалайша түзілуін түсіндіру үшін көптеген сұлбалар ұсынылды. Олардың ішінде алдымен этан түзіледі деген пікір бойынша екі механизм қабылданған.
1-механизм
Бұл сұлба бойынша метилен (:СН2) радикалынан алдымен этан түзіледі, содан соң дегидрлеу реакциясы нәтижесінде этилен түзіледі, этилен әрі қарай ацетиленге дейін дегидрленеді:
СН4 :СН2 + Н2
:СН2 + СН4 СН3СН3
СН3СН3 СН2 = СН2 + Н2
СН2=СН2 С2Н2 + Н2

Этилен екі метилен радикалдарынан да түзілуі мүмкін:


2 :СН2 СН2 = СН2




2- механизм
Екінші сұлба бойынша этан реакцияның алғашқы кезеңдерінің бірінде пайда болған метил радикалдарының реакциясының өнімі болып табылады:

СН4 ·СН3 + ·Н


·СН3 + СН4 СН3 - СН3 + ·Н

Этан сондай-ақ екі ·СН3 радикалдарынан түзілуі де мүмкін


2·СН3 СН3 — СН3 (тізбектің үзілуі)


Мынадай реакциялар да болуы мүмкін:


·Н + СН4 ·СН3 + Н2 (тізбектің өсуі)


2Н·  Н2 (тізбектің үзілуі).

Ацетилен, бірінші сұлбадағыдай, этаннан және аралық этиленнен де дегидрлеу реакциясының нәтижесінде түзіледі.


Ацетилен өндірудің өнеркәсіптік үдерістері. Ацетиленді алудың өнекәсіптік үдерістерін жүзеге асырғанда негізгі қиыншылық-жылудың көп мөлшерін жылдам және бірқалыпты тарату. Ол ацетиленге инверсияланудың жарамды дәрежесіне жету үшін жоғары температуралырды қолдану қажеттілігімен байланысты. Басқа мәселе – реактордан шығатын газдарды күрт суыту қажеттілігі; оны ацетиленнің ыдырауын тоқтату мақсатымен жүргізеді, ол салыстырмалы түрде оңай шешіледі. Әдетте ыстық газдар ағынына суды бүркиді. Технолог шешуге тура келетін соңғы мәселе – газдардың құрамында аз концентрацияда (7-13% көлем) болатын ацетиленді бөліп алу және тазарту. Ацетиленді осы пиролиз газдарынан жарамды еріткіштерімен селективті жұтқызу арқылы бөледі, сосын әрі қарай қыздыру арқылы немесе басқа жолдармен бөліп алады. Селективті еріткіш ретінде су қолданылған болса, кейіннен басқа селективтілігі жақсы еріткіштер: N-метилпироллидон, ацетон, диметилформамид, диметилсульфоксид қолданды.
Қажетті жылуды жеткізу тәсілі бойынша метанның пиролизінің өнеркәсіптік үдерісінің келесі түрлері белгілі: пештердегі (регенеративті пештер көмегімен қыздыру) пиролиз, электрлік доғадағы пиролиз және автотермиялық пиролиз (дербес жандыру көмегімен қыздыру). Олардың біріншісі – метанды пештерде пиролиздеу – қазіргі кезде сирек қолданады.


Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5




©www.engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет