Химическая переработка углеводородных газов

Автор: admin · Дата: 17 марта 2015 · Прокомментировать

Химическая переработка углеводородных газов

Основные направления химической переработки углеводородных газов.

Органический синтез располагает многообразными возможностями химических превращений углеводородов. Вместе с тем подавляющее число химических продуктов получается при помощи относительно небольшого числа химических процессов или реакций.

Основные из них:

1) реакция дегидрирования (отщепление одного или несколько атомов водорода от исходного углеводорода), которая используется для получения наиболее ценных реакционноспособных непредельных углеводородов из предельных, например из этана — этилен, из пропана — пропилен и т. д.;

2) реакция окисления (воздействие кислорода или воздуха), позволяющая получать различные кислородсодержащие продукты — спирты, альдегиды, кетоны и др.;

3) реакция гидратации (присоединение воды к непредельным углеводородам), дающая спирты; 4) реакция алкилирования (взаимодействие непредельных углеводородов с предельными или ароматическими) для получения изопропилбензола, алкилата и т. д.;

5) реакция галоидирования (введение в молекулу углеводородов хлора, фтора и т. п.) для получения различных хлор-фторпроизводных;

6) реакция нитрования (взаимодействие углеводородов с азотной кислотой или окислами азота), образующая многие нитропроизводные;

7) реакции полимеризации и поликонденсации, позволяющие получать ряд ценных высокомолекулярных соединений.

Все эти и другие реакции, проводимые при низких или высоких температурах и давлениях с использованием различных катализаторов, образуют поистине неисчерпаемые возможности для получения самых разнообразных продуктов.

Метан. В недалеком прошлом метан, как и другие парафиновые (предельные углеводороды), считался химически инертным веществом. Однако достижения современной химии и технологии позволили разработать и частично внедрить в промышленность различные методы химической переработки метана.

Химическая переработка метана

Одним из перспективных процессов переработки метана является его окисление с образованием формальдегида и метанола. Формальдегид — основной полупродукт для синтеза так называемых фенолформальдегидных пластиков, а метанол (метиловый спирт) является хорошим растворителем и сырьем для химической промышленности. В процессе хлорирования метана образуются хлористый метил — очень важный продукт в производстве кремний-органических соединений—силиконов, бутилкаучука и др.; хлороформ — растворитель и анестезирующее средство; четыреххлористый углерод — полупродукт в синтезе волокон и исходное вещество для получения высокоэффективных хладоагентов. Нитрование метана дает нитрометан, используемый в качестве растворителя при изготовлении различных лаков; взаимодействие метана с водяным паром или углекислотой, так называемая конверсия метана, позволяет получать различные смеси окиси углерода и водорода для синтеза аммиака и метилового спирта, для гидрирования жиров и получения искусственного жидкого топлива. Большой интерес представляет крекинг метана для получения высокореакционно способного углеводорода — ацетилена.

Поскольку метан является главной и составной частью природных газов, выбор основного направления химической переработки метана определяет направление их использования. В ближайшие годы метан предполагается использовать главным образом для получения ацетилена и аммиака. Ацетилен является важнейшим полупродуктом для получения ацетальдегида, уксусной кислоты, винилацетата, хлоропрена, хлорвинила, нитрилакриловой кислоты и многих других соединений.

До последнего времени ацетилен получался из карбида кальция. Это производство многостадийно, громоздко, отличается большой энергоемкостью и требует значительных капитальных, эксплуатационных и трудовых затрат. Разработанные в России различные методы получения ацетилена из углеводородных газов — электрокрекинг, термический крекинг с добавкой кислорода, высокотемпературный пиролиз пропана — по всем основным технико-экономическим показателям значительно более благоприятны, чем производство ацетилена из карбида кальция, особенно при условии использования побочных продуктов. Это хорошо видно по технико-экономическим показателям различных методов получения ацетилена (за 100% приняты показатели получения ацетилена из карбида кальция).

При электрокрекинге ценными побочными продуктами являются водород, этилен и сажа. Водород может быть использован для синтеза аммиака и метанола либо для процессов гидрирования, этилен — для многих химических производств, сажа — в производстве синтетического каучука. При высокотемпературном пиролизе в качестве побочных продуктов также образуются водород и этилен. Побочные продукты, получающиеся в процессе термоокислительного крекинга, — смесь окиси углерода и водорода — целесообразно использовать для синтеза аммиака или метанола.

Достоинством электрокрекинга является меньший расход сырья на образование ацетилена, однако этот способ требует относительно высоких энергетических затрат, поэтому применение его целесообразно в районах крупных ресурсов дешевой электроэнергии. Термоокислительный крекинг требует в 2,5 раза больше исходного сырья для получения ацетилена, чем элсктрокрекинг, поэтому его лучше внедрять в районах, где имеются большие ресурсы природного газа. Весьма эффективен синтез аммиака на основе метана природных газов, о котором подробнее речь будет ниже.

Рубрика: Ресурсы ·  

загрузка...


Оставить комментарий или два