化工工艺学6章 天然气化工精选.ppt

图 6.36 * 图 6.37 * (2)稀乙炔的提浓 乙炔提浓主要用N－甲基吡咯烷酮为乙炔吸收剂进行吸收富集。 过程：稀乙炔与回收气、返回气混合后经压缩到1.2MPa进预吸收塔以除去少量水、萘及高级炔烃；然后进入主吸收塔在20?35?C下用N－甲基吡咯烷酮吸收乙炔。尾气CO和H2含量很高，可作合成气。 主、预吸收塔出富液必须循环使用：经换热、节流后进预解吸塔?主吸收塔尾气反吹?上部回收气送压缩机?塔下部在80%真空度下解吸高级炔烃?贫液循环。 * 主吸收塔出富液循环过程： 节流后进入逆流解吸塔?二解塔部分乙炔气反吹 ? 回收气返回压缩机?中部出浓乙炔气。 逆流解吸塔富液预热后送入二解塔进行乙炔二次解吸 ?吸收液进真空解吸塔在116?C将残余气体解吸 ?贫液返回主吸收塔 ?尾气处理后放空。 * 6.6.3 电弧法 在电弧炉内的两电极间通入高电压强电流形成电弧，电弧产生的高温可使甲烷及其他烃类裂解而生成乙炔。所采用的电弧电压为7kV，电流强度为1150A，电弧区最高温度可达1800℃。 图6.38为电弧法制乙炔的工艺流程图。天然气以螺旋切线方向进入电弧炉的涡流室，气流在电弧区进行裂解，其停留时间仅有0.002s。裂解气先经沉降、旋风分离和泡沫洗涤除去产生的炭黑，然后经碱液洗、油洗去掉其他杂质。净化后的裂解气暂存于气柜，再送后续工段进行乙炔提浓。 电弧法要求天然气中的甲烷含量较高。 电弧法生产乙炔的优点是可以使用各种烃类原料，开车方便；缺点是电耗高，超过10kW.h/kg，而且电极损耗快，生产中需要双炉切换操作。 * 1—电弧炉；2—炭黑沉降器；3—旋风分离器；4—泡沫洗涤塔； 5—湿式电滤器；6—碱洗塔； 7—油洗塔；8—气柜； 9—解吸塔；10—加热器；11—冷却器12—贮槽；13—泵 图 6.38 电弧法制乙炔工艺流程示意图 * 6.7 天然气的氯化加工Chloridize process of natural gas 天然气氯化加工产品主要有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳等。 这些产品都是有机合成原料或溶剂。 6.7.1 甲烷氯化物的性质和用途 甲烷氯化物的主要性质见表6.14,6.15. 注意：主要是溶剂。 * 6.7.2 甲烷的氯化反应 甲烷氯化反应为连锁反应。其主要过程： 加热或引入光?链引发?链传递?链终止 1. 热氯化与光氯化反应机理 Cl2 Cl· +Cl· (热或光) Cl2 + M(金属或器壁) 2Cl· +M Cl· +RH R· + HCl R· + Cl2 RCl +Cl· 以上都不是与甲烷反应，得到自由基的过程都称链引发。 * Cl· + CH4 CH3· +HCl CH3· + Cl2 CH3Cl + Cl· Cl· + CH3Cl ClCH2· + HCl ClCH2· + Cl2 CH2Cl2 + Cl· Cl· + CH2Cl2 Cl2CH· + HCl Cl2CH· + Cl2 CHCl3 + Cl· Cl· + CHCl3 Cl3C· + HCl Cl3C· + Cl2 CCl4 + Cl· 链终止可由下列情况引起： 氯原子与器壁碰撞、自由基之间相互碰撞、氯原子发生氯化反应、阻止剂作用。 链传递 * 2. 甲烷的氧化氯化 由于热氯化和光氯化都要产生等分子的HCl，使氯的利用率大大降低。实际氯化工艺都是采用氧化氯化方法，它可以将HCl重新变成可利用的氯。 氧化氯化反应主要过程(Deacon反应) CH4 + nCl2 CH4-nCln + nHCl 4HCl + O2 2Cl2 + 2H2O 总反应 CH4 +(n/2)O2 + nHCl CH4-nCln + nH2O 关键反应是氯化氢氧化生成氯气，其催化反应机理如下 * [CumCln] + O2 [CumClnO2?-] [CumClnO2?-] + 4HCl [CumCln] + 2Cl2 + 2H2O [CumCln] + Cl2 [CumClnCl2] 产物中四种氯化物都有，温