7. Технологическая схема получения ацетилена окислительным пиролизом метана

Ацетилен - в обычных условиях газ. Конденсируется при темп-ре 83 ºС и давлении 0,1 МПа. С воздухом образуется взрывоопасная смесь. Его важным свойством является растворимость в воде и органических веществах. Это имеет большое значение при его получении, хранении, извлечении его из смеси. Из ацетилена можно получить широкий круг ценных продуктов, включающий пластические массы, химические волокна, синтетический каучук, растворители.

Производство ацетилена из углеводородов было освоено промышленностью в последнюю четверть 20 века и явилось важным этапом в развитии органического синтеза на основе ацетилена.

Технологическая схема окислительного пиролиза метана и после­дующего выделения ацетилена изображена на рисунке 77.

Метан и тех­нический кислород подогреваются до 500—600 °С в подогревателях 2 и 1 за счет тепла сгорания топочного газа. В печи 3, происходит процесс окислительного пиролиза с образова­нием реакционных газов и сажи. Газ охлаждается и отделяется от большей части унесенной им сажи в водяном скруббере 4. Оконча­тельная очистка от сажи производится в фильтре 5, заполненном мелким коксом и орошаемом маслом. Затем газ сжимается трех­ступенчатым компрессором 6 до 11,5 ат. После каждой ступени сжатия газ охлаждается в холодильнике 7 и отделяется от масла и воды в сепараторе 8 (холодильник и сепаратор показаны на схе­ме только для заключительной стадии).

В насадочном абсорбере 9, орошаемом маслом или небольшим количеством диметилформамида (ДМФ) из газа абсорбируется диацетилен, а в абсорбере 10 диметилформамидом поглощается почти весь ацетилен и двуокись углерода. Оставшийся газ, состоя­щий в основном из водорода и окиси углерода, частично используется для отдувки из диметилформамида гомологов ацетилена, после чего направляется в линию топливного газа, на конверсию для получения водорода или используется как синтез-газ. Раствор ацетилена и других газов в диметилформамиде из колонны 10 дросселируется вентилем 11 до 1,7 ат и в десорбере 12 отделяется от растворенных газов (C₂H₄, CO, Н₂), которые увлекают с собой пасть ацетилена. Они возвращаются во всасывающую линию ком­прессора и вновь поступают на абсорбцию. Раствор с низа десорбера 12 дополнительно дросселируется до атмосферного давления и направляется в десорбционную колонну 13 для отгонки ацетилена, вместе с которым увлекается СО₂.

Рисунок 77 - Технологическая схема окислительного пиролиза метана до ацетилена.

1, 2 - подогреватели; 3 - печь пиролиза; 4 — водяной скруббер; 5 — масляный фильтр; 6 — компрессор; 7 — холодильник; 8 — сепаратор; 9, 10 — абсорберы; 11 — дроссельные вен­тили; 12, 13 — десорберы.

Диметилформамид из колонн 9 и 13 отдувается отходящим га­зом от гомологов ацетилена и поступает на регенерацию. Отходя­щий газ, а также ацетилен из десорбера 13 промывают в насадочных абсорберах водой с целью извлечения захваченных ими паров диметилформамида. Водный раствор абсорбента перегоняют, что­бы регенерировать из него диметилформамид (эти стадии и после­дующая очистка ацетилена от СО₂ этаноламинами на схеме не изображены). В результате получается достаточно концентрирован­ный ацетилен (99 объемн. % С₂Н₂), направляемый потребителю