27.Ацетилен өндірісі және оны қайта өңдеу. Оның химия өнеркәсібінде қолданылуы.
Ацетилен HCºCH түссіз газ, таза күйінде аздап эфирдің иісі болады, 83,80С сұйыққа айналады. Ацетилен ауамен (2-ден 11%) жəне оттегімен (2,8-ден 78%) қопарылғыш қоспа түзеді. Ацетиленнің қолданылу аймағы кең. Ацетилен қанықпаған қосылыс, сондықтан ол химиялық реакцияларға тез түседі, сол себептен оның туындылары жəне қосындылары өндірісте, ауыл шаруашылығында кеңінен қолданылады.
Ацетилен өндірісі және оны қайта өңдеу
Ацетиленді өндірудің бірнеше әдістері бар:
а) дымқыл тәсілмен өндіру;
б) құрғақ тәсілмен өндіру.
Метаннан және оның гомологтарынан алу;
Табиғи газдан және көмірсутек газдардан алу:
а) электрокрекинг
б) термототықтандыру крекингі (пиролиз).
Ацетилен - бұл химиялық инертті, бірақ өте жарылғыш газ, ол 3150 С-қа жететін өте жоғары температуралы оттегі қоспасынан жалын түзудің ерекше қабілетіне байланысты кең өндірістік қолданысқа ие болды. Ол барлық дерлік отқа төзімді металдар мен қорытпаларды (вольфрамды қоспағанда) жергілікті түрде ерітуге қабілетті. Ацетилен өнеркәсіптік органикалық синтез саласында да пайдалы, мұнда бұл газ синтетикалық резеңке, сірке қышқылы және т. б. өндірісінде сәтті қолданылады.
1862 жылы М. Бертло: 2С + Н2 = С2Н2 алды.
Ацетиленді алу әдістері:
Карбидтік әдіс Кальций карбиді 1800-2000С температурада электр пеште сөндірілмеген əктің кокспен əрекеттесуінен түзіледі.
CaO + 2C (2000C) --> CaC2 + CO – ΔH , ΔH=-475кДж
Кальций карбиді сумен жанасқанда ацетилен жəне кальций гидроксиді бөлінеді. Осы әдістің 2 түрі бар: дымқыл, құрғақ. "Суға карбид" принципі бойынша жұмыс істейтін генераторларда дымқыл әдіспен ұсақталған кальций карбиді көп мөлшерде су бар генераторға біркелкі беріледі, оның қызуына байланысты процесс барысында пайда болатын жылу шығарылады. Су карбидтің салмағына қатысты он есе мөлшерде алынады. Бірақ, дымқыл әдіспен алынатын ацетиленді тасымалдау, сақтау және пайдалану үлкен қиындықтар туғызады- құрамында 70% - ға дейін сұйық әк су болады. Құрғақ әдіспен жұмыс істейтін генераторларда "карбидке су" принципімен жүзеге асады, су тек осындай мөлшерде қосылады, реакцияның жүруін және жылудың бөлінуін қамтамасыз етіліп тұрады, артық су буланады. –дымқылдан қарағанда тиімдірек.
Карбид əдісі нің қарапайымдылығына қарамастан бірнеше кемшіліктері бар. Құрал-саймандардың қолайсыздығы, электр энергиясы көп жұмсалуы. Массасы 1 кг ацетилен өндіруге 10-12кВт/сағ электр энергиясы жұмсалады. Қалдықтар өте көп шығады жəне қайта қолданылмайды. Бірақ 99,9 %-ға дейін таза ацетилен алуға мүмкіндік береді.
Метандық әдіс Ацетиленді өндірісте көмірсутектен алады. Метаннан ацетилен алу (электрокрекинг) шамамен 1600 градус температурада жүреді. Екі электродтың арасында метан ағыны өтеді, ол ацетилен мен сутекке ыдырайды. Кернеуі шамамен 8000 вольт тұрақты тоқты пайдаланады. Газдың доға арқылы өту жылдамдығы шамамен 1000 м3/с; доғаның температурасы шамамен 50000С, ал оған дейін газ қыздырылатын температура шамамен 16000С. Шығатын газдарды лезде су бүркіп суытады (150-2000С-қа дейін). Негізгі міндеті – жарылғыш газды тез салқындату және оны ақ баллондармен толтыру. Ацетилен парафиндерден эндотермиялық қайтымды реакциялар нəтижесінде алынады:
2CH4 (1500C( C2H2 +3H – 376 кДж
C2H6 (1200C( C2H2 + 2H2 – 311 кДж
C3H8 (1200C( C2H2 +CH4 +H2 -255 кДж
Жанама реакция:
CH4-> C + 2H2 -88 кДж
Метан әдісінен ацетилен шығымы - 50 %, кемшілігі – энергияны шығыны өте жоғары.
Ацетиленді өндірудің технологиялық сызбанұсқасы:
Гидраторға үздіксіз қысылған, тазартылған жəне циркуляцияланған ацетиленмен араласып келеді. Газ қоспасы контакт сұйығы (1 л контакт сұйығының құрамында 200г H 2SO4 , 0,4г Hg, жəне 40г Fe2O3 болады) арқылы барботирленіп, 80-100С температурада гидратациялау үрдісіне қатысады. Реакция зонасынан қоспа бір рет өткенде ацетиленнің ацетальдегидке айналуы 50-60% болады. Бу - газ қоспасы (СН3-СНО, С2Н2, бу) (2) тоңазытқышқа келіп конденсацияланып, конденсацияланған су гидраторға (1) қайта оралып, ацетальдегидтің судағы ерітіндісі басқа (3) тоңазытқышқа өтіп, тоңазытқыштан жинағышқа (5) жіберіледі. Ацетальдегидті дистилляциялап, сонан соң Конденсацияланбаған газдар (4) сумен шайылып, суда ацетальдегидтер еріп, (5) жинағышқа келіп қосылады, ацетилен өндіріске оралады. Гидратордан шығатын контакт сұйығын регенерациялап үрдіске қайтадан қайтарады. Бұл əдістің кемшілігі: сынап улы, өте көп жұмсалады. Массасы 1 т ацетальдегид өндіргенде 0,1 кг сынап шығын болады. Осы себептен сынап қатысынсыз жүретін əдістерді қолдануға көңіл бөлінеді.
Өнеркәсіпте ацетилен тек жанғыш зат ретінде ғана қолданылмайды. Органикалық заттарды синтездеу үшін шикізат ретінде қызмет етеді: сірке қышқылы, этил спирті, пластмасса, еріткіштер. Оның 70% химия өнеркәсібінің қажеттіліктеріне жұмсалады және 30% металдарды дәнекерлеу және кесу үшін қолданылады.
Достарыңызбен бөлісу: |
