A metán tiszta, a kézhezvétel egy vegyész kézikönyve 21
Kémia és vegyi technológia
A földgáz önálló betéteket képez. A természetes gázok kémiai összetétele. tisztán gázmezőkből. a táblázatban adjuk meg. 11.1. A természetes gázok összetétele elsősorban metán. Az ilyen gázok száraz gázok okozhatók. A földgáz összetétele a betétek hasznosításához kapcsolódó feltételek függvényében ingadozhat. [C.662]
A propán és a bután oxidációjának más előnyei vannak, mint a metán és az etán oxidációja. Először, a propán és a bután oxidálódik alacsonyabb hőmérsékleten. Másodszor, a propán és a bután könnyebben elválasztható más gáznemű oxidációs termékekből. mint a metán és az etán, ami rendkívül fontos, mivel általában az oxidációt túlzott szénhidrogénnel végezzük, amelyet vissza kell adni a folyamatnak. Harmadszor, ha tiszta kiindulási gázokat kapunk, a propán és a bután könnyebben elkülöníthető a metán és az etán, valamint az etánból származó metánból. [C.306]
A kokszkemencében lévő metán megnehezíti a tiszta hidrogén előállítását. mivel nem találtunk szelektívabb abszorbenseket a metán eltávolítására a gázból. [C.364]
A metán kinyerése és tulajdonságai. Keverjük össze 3 gramm fuzionált nátrium-acetát és nátrium-kalcium habarcsot, és öntsük az elegyet egy száraz kémcsőbe. Zárta le az ampullát dugót egy gázelvezető cső és erősítik a csövet vízszintes helyzetben a háromlábú láb és a végén a gőz cső merítjük vízfürdőbe (nagy kristályosító). A kádban két henger egy vízzel telik meg, másik pedig fele. Melegítsük fel a kémcsövet az égő lángjával, majd felmelegítsük, alulról kiindulva töltsük fel a feltörekvő gázokat mindkét hengerrel, és zárjuk le vízzel, szemüveggel. távolítsa el a kádból, és vigye az égő lángjába. A tiszta metán csendesen ég, miközben levegővel keveredik (óvatosan). Formázzunk egyenleteket a metán termelés és az égés reakcióihoz. A CH4 és Oa bármely térfogataránya esetén a keverék [233]
Az összes nirogát hidrogénezésénél az ehhez szükséges hidrogén a keverékben van, és az etilén frakció hidrogénezésénél kívülről kell beszerezni. Abban az esetben, használata metán-hidrogén frakció etilén frakciót ismét esik metán nagy mennyiségben (akár 75% per frakció) és a magasabb Cs + szénhidrogén, azonban ezt követően szükséges finomított eszköz újra metánmentesítés etilén és magasabb Cs + eltávolítását. A tiszta hidrogén használata esetén meg kell szervezni a vételét, amelyhez képest a termelés jelentősen drágább. [C.176]
Az abszorber-depropanizálóból származó gázt összenyomják, majd a dehidratálón át a metánoszlopra vezetik. A gáz további szétválasztása a fent leírtak szerint történik. A gázból a metánt először más könnyű komponensek keverékével szabadítják fel. majd az etán-etilén frakciót. amely tisztábban tisztítható tiszta etilén előállítására. [C.86]
Az oxigént 315 ° C-ra előmelegítik, majd 650 ° C-ra melegített földgázzal 20-21 mPa nyomás alatt egy bélelt égetőkamrába vezetik. ahol a reakció megy végbe, és a 1350 ° példa szerinti hőmérséklet alakul ki. A reakciótermékeket ezután a visszanyerő kazánba küldjük. ahol 315 ° C-ra hűtik, így körülbelül 45 atmoszférikus gőz keletkezik. Ezután a szintézisgáz eljut a hőcserélőbe, a hűtőbe, és végül a korom eltávolításához. A földgáz átalakításakor. amely nem tiszta metán, a CO Hr arányú gáz előállítása körülbelül 1,8 [18]. [C.78]
Ha a metánt klórozzuk, a kívánt termékek általában metilén-klorid. kloroform vagy ezek elegye szén-tetrakloriddal. Amikor a cél szintézis metilén-klorid mólaránya a metán a klór felelős 4 1 visszatérő átalakulatlan metán és metil-klorid a reakció. CTL cél kézhezvételét kloroform CH4 mólarány Cb 0 8 1, ahol az átalakulatlan metán és SNzS visszavezetjük a reakcióba, valamint kloroformmal eluálva metileihlorid és négy) loristy szén. A metán klórozását mind tisztán hővel végezzük 500-550 ° C-on, mind termikus katalitikusan 350-400 ° C-on [120 ° C]
Az ilyen típusú berendezésben [2] a repedt gázot két fokozatú, reciprok kompresszorokkal 10 amperre préseljük. alumínium-oxidon átszűrve, majd lehűlni, részleges kondenzátorok sorozatán áthaladva. -110 ° C hőmérsékletre. Ilyen körülmények között az etilén körülbelül 96% -a kondenzálódik. Ezután a folyadékfázist elválasztjuk a visszamaradt gáztól, és a demetanizátorba tápláljuk. túlnyomásos 7, amelynél a visszafolyató hűtővel hűtjük folyékony metán hőmérsékletre -140 ° C-on A következő oszlop csupaszításához szénhidrogének Sd és Sd, működő nyomás alatt 4 atm, lehűtjük etilén párolgó ezen a nyomáson. Hűtőközeg a desztillációs oszlopra. amelyen az etilén és az etán elválasztása folyik, folyékony etilén. atmoszferikus nyomáson elpárologtatva. Maga az oszlop egy 1-nél kissé magasabb nyomáson működik. A propán-propilén elegyet tartalmazó oszlopot folyékony propán elpárologtatásával lehűtjük. zárt ciklusban keringenek. A propán kondenzációját a demethanizátor újraindítójában végezzük. Az egység nem úgy készült, hogy tiszta propilént állítson elő, és az utolsó C4 / SD oszlop teljesen a környezeti hőmérsékleten működik. A reflexilátor hőmérsékletét körülbelül -60 ° C-on tartjuk hideg vízzel hűtve. [C.26]
A harmadik szakasz hűtőszekrényében a metánt valamilyen mennyiségű szén-monoxiddal és nitrogénnel keverik össze. A második fokozatú hűtőből származó kondenzátum etilén tartalma hasonló a nagy hőmérsékletű krakkolási gázhoz, ezért ez a kondenzátum kényelmes etiléntermelő forrás. A kokszolókemence-elválasztás folyamatát tiszta hidrogén előállítása végett végezzük. és az etilén koncentrátum termelési műveletek hulladék. Ezért a tiszta etilén költsége a kokszolókemencében jelen lévő etilén költségeiből áll. egy kis prémiumot és a második hűtőszekrényben kondenzált frakció tiszta formában történő elkülönítésének költségeit. Nyilvánvaló, hogy ez az eljárás etilén előállítására olyan üzemekben valósítható meg, ahol nagy mennyiségű kokszolókemencét dolgoznak fel tiszta hidrogén előállítására. Ezt az utat hosszú évek óta a kontinentális európai országok használják [
Nyilvánvaló, hogy a vizsgált módszerek lényege, hogy a hidrogén és a grafit kölcsönhatása (Babich-módszer) következtében a szén vagy a szén a propán pirolízisében lerakódott. metán keletkezik. amely ezután bomlik fel a karburáló részecskék felületén [4]. Ebben a tekintetben célszerűnek tűnt tisztázni a karbid kompaktok közvetlen hidrogénezéssel történő metanoltartalmának lehetőségét, és meghatározni a folyamat megvalósításának optimális körülményeit. Mindenekelőtt meg kellett határozni a karburizálás hőmérsékleti körülményeit, amikor a folyamat a maximális sebességen megy végbe. de szabad szén kibocsátása nélkül. Carburálószerként azt javasolják, hogy a metán homológjaitól tisztított metán, amelyet földgázból nyerünk. Metán alkalmazása. földgázból. jelentősen leegyszerűsíti és csökkenti a szénhidrogén-gáz-halmazállapotú közeg megszerzésének folyamatát. [C.146]
A dehidrogénezési reakciók bomlási folyamatoknak tekinthetők. ahol a hidrogén fel van osztva. Gyakran azonban a speciális katalizátorok jelenlétében végzett dehidrogénezés sokkal simábban jár, mint az egyszerű pirolízis. Például, ha a fogadó olefinsv, katalitikus dehidrogénezési adhat jobb eredményt, mint az egyszerű pirolízis paraffinok, olefinek, ahol a kitermelés a hidrogén és kevésbé szennyezett gázok, mint például a metán és etán. A tiszta katalitikus hasítást az etán dehidrogénezésével lehet etilénnel szemben [c.612]
A tiszta olefinek gáz-krakkolási termékekből izolálhatók. sorozathoz kötött desztillációs oszlopok segítségével. Előzetes nyers gázt kell tisztítani néhány szennyeződéstől. Az 1. ábrán. Az 1. ábra egy olyan berendezés vázlatos rajza, amely ezt a módszert választja szétválasztásra, és az elválasztási lépések legegyszerűbb sorozata. A részben cseppfolyósított keveréket az első desztillációs oszlopba viszik be, amelynek tetején hidrogén és metán kerül. A maradék termék. amely etilénből és a második oszlopban magasabb forráspontú komponensből áll, egy etilén-etán-frakció és egy maradék termékre oszlik. Propilén, propán és magasabb forráspontú szénhidrogének. A harmadik oszlopban az etilént etánról választjuk el, és a negyedik oszlopban a propilén és a propán keverékét egy C4 szénhidrogéneket és magasabb forráspontú alkotóelemeket tartalmazó maradékként különítjük el. Bizonyos esetekben (például amikor a terméket felszabadítják izopropanol vagy propilén tetramer előállítására) a C3 frakció elválasztás nélkül alkalmazható. Más esetekben (például polipropilén gyártására szolgáló létesítményekben) további szétválasztást kell alkalmazni a [c.23]
Az izolált etán pirolízisre kerül, és a keletkező gázkeverék (színpad, etilén, hidrogén, metán stb.) - alacsony hőmérsékletű frakcionálás. Ugyanakkor a könnyű metán-dopping frakciót elválasztják és külön etán-etilén frakciót. Ez utóbbit tiszta etilén átvitelére korrigálják, amelyet ezt követően polietilén, etil-alkohol és más termékek előállítására használnak. [C.81]
Nagy érdeklődésre tart számot a Linde-Bronn eljárás, amelyet Németországban és Belgiumban használnak a kokszolókemencék összetevőinek szétválasztására. Mivel a CHEN az alacsony hőmérsékletű frakcionálás lehetőségét illusztrálja. Bronn i „- ad leírást ez a folyamat, amely áll az a tény, hogy a kokszolókemence-gázt nyomás alatt hűtik, ahol az első állvány könnyen cseppfolyósított szennyeződéseket, majd kapott kondenzátum tartalmazó etilén, és metán Ebben a lépésben, cseppfolyósítására kokszolókemence-gáz lehűtjük w idkim levegő .. vagy folyékony nitrogén. Ha az etilén frakcionáló -metanovogo kapott kondenzátumot gyakorlatilag tiszta etilén. teljes elválasztását a metán és a szén-monoxid a egyidejű hidrogénatom lehet elérni hűtésével kokszkemencegáz, eltávolítása után a keverék Tilenau és a metán, hogy a hőmérséklet körülbelül -209 ° nyomáson 10 atm. Ezen a hőmérsékleten, a folyékony nitrogént tartjuk csökkentett nyomáson. [C.157]
Hasonló eredményeket értek el Stanley és Nash, akik tiszta metánt adtak nagy sebességgel 1000-1200 ° C-ra melegített kvarccsövön keresztül. A kapott szilárd és folyékony termékeket nem vizsgálták részletesen, de a gáz halmazállapotú termékeket alaposan megvizsgálták alacsony hőmérsékletű kondenzációs módszerekkel. A magasabb szénhidrogén hozamát 1150 ° C hőmérsékleten és 0,6 másodpercig tartó melegítési idő alatt kaptuk. Ilyen körülmények között a könnyűolaj mennyisége 4,8%, vagy 1,23 l / metán. A viszonylag hosszabb fűtési periódusok használata miatt a metán szinte kizárólag elemekké bomlik, és a katalitikus hatású anyagok használatával súlyosbítja a bomlási hajlamot. mint vas és nikkel. [C.187]
A nagyfeszültségű ívnek a tiszta metánra kifejtett hatását Stanley és Nash 1 vizsgálta. A reakció fő termékei: acetilén, szén és folyékony és szilárd szénhidrogének. bár az etilén és kis mennyiségű diacetilén (Hs = - С СН) szintén megtalálható a kapott gázban. A gáznemű termékek és a szén mellett kis mennyiségű könnyű olajat kaptak. gyantaszerű anyagok és kloroformban oldódó kátrány. A könnyűolaj egyértelműen telítetlen jellegű. egyértelműen hangsúlyozott tendenciát mutattak az ozmoleniya ellen, és robbanóanyagokat képeztek ezüsttel, jelezve ezzel az acetilén homológok jelenlétét. A kátrányból a naftalin és az acenaftén elkülönült. A reakciótermékek között a diacetilén jelenléte érdekes, mivel ezt a szénhidrogént más műveletek során nyerik. különösen az alkohol elektro-pirolízisében és az alacsony feszültségű ívben lévő fűtőolajok bomlásában [c.282]
Hasonló eredményeket kaptunk a szénhidrogén elegy nem teljes átlapolásával. amely 80% metánt és 20% propánt tartalmaz [16]. A nitrogén-oxidok katalizátorként szolgáltak a kísérletekben. Megállapították, hogy a bináris keverék alacsonyabb hőmérsékleten kezd oxidálódni, mint a tiszta metán. A bináris keverék oxidációjával kapott formaldehid hozama 1,8-szer nagyobb, mint a tiszta metán oxidációjában. A propán jelenléte növeli a metán átalakulás mélységét. [C.17]
Figyelembe véve kapott NV Keltsevym (1957) tiszta metán adszorpciós izotermák át 17 ° C-on szén G-23 és K-2 (ábra. 65), látható a gyors növekedés adszorpcióképességüket metánt nyomás növelésével. Az izoterm növekedését bizonyos nyomásig megfigyeljük. ezután a görbe viszonylag lassan csökken. Az adszorpciós kapacitás maximális értéke a tiszta metán G-23 szénre vonatkoztatva 30-80 atm nyomástartományba esik, míg az AG-2 szén 20-60 atm. Ugyanakkor az adszorpciós kapacitás abszolút értékei [c.276]
A metán klórozásában a kívánt termékek általában metilén-klorid, kloroform, szén-tetraklorid vagy ezek keverékei. A metilén-klorid kívánt szintézisének esetében a metán és a klór mólaránya n 4 1 -nek tekinthető, így átalakítás nélkül metán és klór-metán visszavezethető a reakcióhoz. Fogadásakor a cél kloroformos S1g CH4 mólarány 0,8 1, és ahol az átalakulatlan metánt visszavezetjük a reakció CH3C1 hozammal együtt kloroformmal metilén-klorid és szén-tetraklorid. A metán klórozását mind pusztán hőkezeléssel végezzük 500-550 ° C-on, mind termo-katalitikusan 350-400 ° C-on. [C.113]