Производство ацетилена из карбида кальция

1. Начертить технологическую схему и кратко описать производство ацетилена из карбида кальция
2. Выполнить расчет и составить таблицу материального баланса генератора
3. Рассчитать: конверсию СaC2 выход C2H2 по поданному СaC2, расходные коэффициенты реагентов.

В генераторе протекают реакция

СaC2 + 2H2O = С2Н2 + Сa(OH)2 +Q

Содержание для выполнения контрольной работы

Введение

 

В послевоенные годы произошло существенное изменение сырьевой базы химической промышленности. Если ранее основным поставщиком сырья для органических синтезов являлись коксохимическая промышленность и сельское хозяйство, то в настоящее время ведущую роль играют неисчерпаемые и более дешевые ресурсы нефти и природного газа. На основе переработки простейших углеводородов нефти и природного газа современная промышленность органического синтеза способна производить полимерные материалы, азотные удобрения, химические средства защиты растений, моющие средства и другие химикаты, количественным выпуском которых определяется уровень индустриализации любого промышленно развитого государства...

 

1. Теоретическая часть
1.1. Актуальность изучаемой проблемы

Среди многочисленных газообразных углеводородов ацетилену принадлежит особое место. Практическое применение и использование ацетилена исключительно велико и многообразно. Так как ацетилен-соединение ненасыщенное, то его молекулы легко вступают в самые различные химические реакции и получаемые при этом многочисленные производные дают начало большому количеству важных для народного хозяйства веществ. В настоящее время ацетилен получают из карбида кальция и углеводородного сырья...

1.2. Сырье, полуфабрикаты, вспомогательный материалы

Несмотря на высокий уровень технологического оформления используемых промышленных процессов производства ацетилена, во многих странах появляются все новые предложения по совершенствованию оборудования и технологии, что свидетельствует о большом интересе к этой проблеме. Освоение новых способов позволило накопить огромный опыт безопасной работы со взрывоопасными газами, что само по себе явилось большим стимулом для развития химической промышленности. Однако производство карбида кальция и в настоящее время не утрачивает своего значения...

1.3. Краткая историческая справка

Первые попытки получения карбида кальция сплавлением обожженной извести и угля в электрической дуге были сделаны еще в 1839 г., однако лишь в 1892 г. Муассан (Франция) и Вильсон (Канада) предложили конструкцию электродуговой печи, пригодной для промышленного использования. Сначала во Франции и Канаде в 1896 г., а вскоре и в других странах этот способ получил широкое распространение...

1.4. Параметры, влияющие на процесс

Теоретически при полном разложении 1 кг химически чистого карбида кальция при 20°С и 760 мм рт. ст. образуется 347 л сухого ацетилена или 380,9 л ацетилена, насыщенного парами воды. Однако практически выход ацетилена всегда ниже теоретического, так как  в техническом карбиде кальция содержится в среднем лишь 70% СаС2; обычными примесями являются СаО (24,%), свободный углерод, сернистые соединения кальция и алюминия, фосфористый кальций, железо-кремниевые сплавы (ферросилид), окись железа, алюминия, кремния и др...

1.5. Технологическая схема производства

В «сухом» генераторе карбид кальция через секторный питатель и горизонтальный шнек непрерывно поступает на верхнюю полку генератора, куда разбрызгивающими устройствами подается ода. Карбид кальция взаимодействует с водой на полках генератора; одни из них имеют отверстия в центральной части и периферии (попеременно через одну полку). При полном числе полок (10 штук) достигается почти полное разложение карбида (93%-ное). Сухая известь выводится из генератора через конусную часть и попадает в нижний цилиндр. Чтобы предотвратить «зависание» извести, конусная часть снабжена механическими ворошителями.

1.6. Основной аппарат технологической схемы (реактор)

Аппараты, в которых производится разложение карбида кальция водой, называют ацетиленовыми генераторами. Производительность их может быть очень различной - от 0,3 до 2000 м3/ч и более ацетилена. Передвижные генераторы, очень удобные для обучения ацетилена непосредственно на месте производства сварочных работ, имеют производительность до 3 м3/ч ацетилена; недвижные аппараты большей производительности используются сравнительно редко...

2. Технологический расчет
2.1.Материальный баланс
2.2. Технико-экономические показатели
3. Пути снижения себестоимости готового продукта

В производстве ацетилена из карбида кальция можно снизить себестоимость, за счет следующих мероприятий:
- возможно использование тех схемы с использованием высокого давления
- реакция получения ацетилена протекает с поглощением теплоты, поэтому температуру необходимо увеличить до 130°С (максимальная растворимость карбида в воде).

4. Повышение качества готового продукта

Примеси могут вызвать загрязнение получаемых из ацетилена продуктов и отравление применяемых катализаторов, поэтому очистка ацетилена от примесей особенно важна, он направляется на химическую переработку.

5. Совершенствование процесса

Основным направлением в развитии производства карбида кальция является создание крупных карбидных заводов. В 1954 г. в СССР были введены в эксплуатацию механизированные пересыпные шахтные печи для обжига известняка производительностью 100-130 т обожженной извести в сутки

Заключение

 

В данной курсовой работе был рассмотрена химико-технологическая система в производстве ацетилена карбидным способом.
В теоретической части рассмотрена актуальность изучаемой проблемы. Описано сырье, полуфабрикаты, вспомогательные материалы, а также параметры, влияющие на процесс

 

Список литературы

Цена за работу составляет по данному плану 800р

Вариант №10

1.Гомофазные химико-технологические процессы. Факторы, влияющие на скорость процесса. Закон действующих масс, уравнение Аррениуса.

Гомофазными называются реакции, которые протекают в пределах одной фазы, так как все компоненты (в том числе и катализатор) находятся только в этой фазе. В свою очередь, эти реакции делятся на газофазные, если все компоненты (реагенты и продукты) газообразные, и жидкофазные, когда все реагенты и продукты являются жидкими.

2. Технология синтеза аммиака.

Циркуляционный газ входит во внутренний теплообменник колонны синтеза 2, где нагревается до температуры начала реакции синтеза аммиака и проходит слои катализатора, в результате чего концентрация аммиака в газе повышается до 15-17%. Затем конвертированный газ охлаждается в теплообменнике до 330°С

3. Реактор идеального вытеснения непрерывного действия (РИВ-Н). Уравнение материального баланса и расчеты на его основе (определение среднего времени пребывания в объеме реактора).

В реактор непрерывно подаются исходные реагенты, которые превращаются в продукты реакции по мере перемещения их по длине реактора. Любая частица потока движется прямолинейно и равномерно, не происходит ни продольного, ни поперечного перемешивания. Такой режим движения реагентов называется поршневым.

4.Энергетика химической промышленности. Характеристика и классификация топливно-энергетических ресурсов.

В химических производствах протекают разнообразные процессы, связанные или с выделением энергии, или с ее затратой, или со взаимными превращениями и переходами. Энергия затрачивается на подготовку сырья, осуществление химических превращений, выделение продуктов, транспортировку материалов, сжатие газа и т. д.

5. Промышленная экология. Источники загрязнения окружающей среды и контроль за ее состоянием. Предельно допустимые концентрации вредных выбросов.

 

Виды, источники и пути загрязнения окружающей среды различны и многообразны: выбросы в атмосферу химических соединений и смесей; слив в водную среду (реки, подземные воды) всевозможных производственных отходов и сточных вод, попадание в нее нефтяных продуктов; засорение почвы твердыми отходами; повышение...

 

Цена за работу составляет по данному плану 400р