ИТС 31-2017 Производство продукции тонкого органического синтеза

     2.18 Ацетилен

Сырье для процесса: метан.

Целевой продукт: ацетилен.

Побочные продукты: диацетилен, винилацетат, метилацетилен и ароматические углеводороды: бензол, толуол, нафталин и другие, а также сажа.

Катализатор: без катализатора.

Химическая реакция:

ккал/моль

Краткое описание технологического процесса:

Метод производства - термоокислительный пиролиз метана природного газа. Извлечение ацетилена из газов пиролиза абсорбцией N-метилпирролидона (N-МП). Сущность термоокислительного пиролиза природного газа заключается в расщеплении молекул метана при температуре 1300°С-1500°C.

Основными стадиями технологического производства ацетилена являются (см. рисунок 2.16):

1) Компримирование кислорода для термоокислительного пиролиза метана - природного газа. Компримирование до давления 1,5 кгс/см поступающего из общезаводского коллектора кислорода осуществляется в две ступени.

2) Пиролиз метана природного газа. Предварительно нагретые в огневых подогревателях до температуры 650°С кислород и природный газ смешиваются и поступают в реакционный канал, где происходит процесс термоокислительного пиролиза метана. При горении метано-кислородной смеси в реакционном канале развивается высокая температура, при которой происходит пиролиз метана с образованием газов пиролиза. Наряду с указанными основными реакциями протекают другие реакции, в результате которых происходит образование гомологов ацетилена: диацетилена, винилацетата, метилацетилена и ароматических углеводородов: бензол, толуол, нафталин и др., и частичное разложение ацетилена с образованием сажи.

3) Охлаждение газов пиролиза оборотной водой грязного цикла, удаление сажи. На выходе из реакционного канала газы пиролиза подвергаются мгновенному охлаждению (закалке) и дальнейшему охлаждению оборотной водой. Газы пиролиза очищаются от сажи водой в скруббере, электрофильтре.

4) Выделение сажи из оборотной воды и сжигание сажевой пульпы в циклонных печах. Сажесодержащая вода из аппаратов сажеочистки агрегатов пиролиза поступает в сажеотстойники, где происходит отделение сажи, которая далее в виде водяной пульпы подается в циклонные печи для сжигания.

5) Компримирование газов пиролиза. Очищенные от сажи и охлажденные газы пиролиза поступают на установку предварительной промывки газов пиролиза, которая проводится орошением циркулирующим N-метилпирролидоном. После промывки газы пиролиза компримируются до давления 9,0 кгс/см.

6) Поглощение высших гомологов ацетилена, ацетилена и диоксида углерода селективным растворителем. Газы пиролиза поступают в нижнюю часть абсорбера, где в процессе контакта газа N-метилпирролидоном происходит абсорбция растворителем ацетилена, высших гомологов ацетилена и диоксида углерода . Неабсорбированные газы или синтез-газ (, СО, , , , ) отводятся из верхней части абсорбера и далее, как сырье, направляются в производство метанола.

7) Выделение ацетилена-концентрата из N-метилпирролидона. Растворитель из кубовой части абсорбера передавливается в верхнюю часть десорбера I ступени, где за счет снижения давления и повышения температуры среды происходит десорбция газов из раствора N-метилпирролидона и разделение на фракции: из верхней части отводится циркуляционный газ (этан , этилен , азот N, диоксид углерода ), возвращаемый в коллектор газов пиролиза; из средней части - товарный ацетилен концентрат, который далее выдается как товарный продукт в производство ацетилена и, после дополнительной очистки от диацетилена, в производство винилацетата.

8) Отбор ацетилена-сырца из вакуумной части в тепловую часть десорбера второй ступени. Выделение высших гомологов ацетилена из селективного растворителя. N-метилпирролидон, насыщенный ацетиленом, высшими гомологами ацетилена и парами воды, из кубовой части десорбера I ступени поступает на распределительную тарелку теплового десорбера II ступени, состоящего из вакуумного и теплового десорбера. В вакуумном десорбере II ступени происходит десорбция оставшихся растворенных в N-метилпирролидоне газов и выпаривание воды. Из верхней части вакуумного десорбера II ступени вакуумным компрессором отбирается ацетиленсодержащая парогазовая смесь (ацетилен-сырец), направляемая в тепловой десорбер, где происходит десорбция ацетилена из нагретого растворителя и дополнительная очистка ацетилена-сырца от высших гомологов ацетилена. С 15-й или 20-й тарелки вакуумного десорбера отбирается парогазовая смесь, содержащая высшие гомологи ацетилена, ацетилен, пары воды и N-метилпирролидон, которая затем в промывной колонне очищается от паров N-метилпирролидона и направляется на сжигание. Ацетилен-сырец возвращается в десорбер I ступени.

9) Очистка N-метилпирролидона от полимеров. Для удаления из ниякулирующего N-метилпирролидона полимеров, образующихся в процессах абсорбции и десорбции ацетилена, в две ступени проводят регенерацию растворителя методом двухступенчатого вакуум-упаривания. Очищенный от полимеров N-метилпирролидон возвращается в цикл. Сухой остаток полимеров, полученный в результате выпаривания осмоленного N-метилпирролидона в испарителях II ступени, выгружается в бункер-накопитель и далее направляется на захоронение.

     
Рисунок 2.16 - Принципиальная технологическая схема производства ацетилена