Файл: Эпштейн Д.А. Химия в промышленности учеб. пособие по факультатив. курсу для учащихся X классов.pdf

-водорода и оксида углерода — проводить под атмосферным дав­

лением?)

С укрупнением мощности аппаратуры уменьшаются удельные капиталовложения, повышается производительность труда, сни­ жаются эксплуатационные расходы. Колонны синтеза аммиака проектируют и строят сейчас мощностью 1500 т продукта в те­ чение одних суток. Должны быть максимально укрупнены п аппараты для производства газовой смеси. Реакторы для пере­ работки метана большой единичной мощности целесообразнее изготовлять для проведения процесса под повышенным давле­ нием.

Вспомните еще очень важную закономерность управления хи­ мическими реакциями в производстве — возможно более пол-' мое использование теплоты, которую несут с собой горячие про­ дукты реакции, топочные газы и т. д. Вы уже встречались со случаями применения повышенного давления с целью эффектив­ ной утилизации тепла газов и водяного пара.

газ поступает по газопроводам на завод. В связи с этим снижа­ ется расход энергии на сжатие образующейся газовой смеси, уменьшаются объемы всей аппаратуры, полнее утилизируется тепло, легче конструировать аппараты укрупненной мощности.

Однако по физико-химическим данным видно, что вследствие смещения равновесия при повышении давления в газовой смеси остается много метана. Чтобы снизить его концентрацию до за­ данной, нужно заканчивать процесс при таких условиях, при ко­ торых равновесие смещено в требуемую сторону. Этого можно

ром можно закончить каталитическую реакцию при высокой тем­ пературе. Такой реактор представляет собой футерованную огне­ упорными материалами башню, заполненную катализатором. Сюда поступают газ из трубчатых реакторов и воздух для сжи­

тивными трудностями? Такой автотермнческнй способ разра­ ботан и осуществляется в СССР. Он основан на принципе сов­

лородом воздуха). Сначала процесс проводили также при дав­ лении, близком к атмосферному, а затем он был усовершенст­ вован путем применения давления около 20 ат.

120

950°С). Ее охлаждают в паровом котле-утилизаторе. С температурой около 400 °С она поступает в реактор на железохромовый катализатор, активный ц стойкий при относительно высоких температурах. Затем она охлаждается в реакторе при впрыскивании воды и проходит через слой низкотемпературного катализатора (цинкохромомедный). Образующаяся смесь охлаждается и по­ ступает на очистку от оксида углерода СОг в абсорбционную башню, ороша­ емую раствором моноэтаноламина.

Почему применяют два катализатора? Почему парогазовую смесь целе­

реакционной способностью: легко вступает в реакции присоеди­

При пропускании ацетилена через насыщенный раствор хло­ рида меди (I) при.80 °С образуется винилацетилен:

2СН = СН —»- СН2 = СН — С = СН

Винилацетилен

Гидрохлорированием винилацетилена получают хлоропрен — монометр синтетического каучука, обладающего своеобразными, весьма, ценными свойствами:

СН2 = СН — С = СН + НС1 —»- СН2 =. СН — СС1 = сн2

Хлоропрен

Первая из этих реакций лежит в основе производства ацетальдегида и уксусной кислоты. Из образующегося по второй реакции тетрахлорэтана получают эффективный растворитель — трихлорэтилен. Винилхлорид служит для получения поливинилхлорида и на его основе пластических масс, акрилонитрил — для получения каучуков и химических волокон. Ацетилен незаменим в производстве хлоропрена.

При горении ацетилена выделяется большое количество теп­

ла:

2С 2 Н 2 + 50 2 = 4 С 0 2 + 2 Н 2 0 +. Q

Как вы знаете, эту реакцию широко используют в технике, так как температура горения ацетилена в кислороде превышает 3000 °С, при которой стали и другие сплавы плавятся. Несмотря на развитие электродуговой сварки и резки металлов, ацетилен широко применяют в промышленности и на стройках.

Недавно у ацетилена появился конкурент — этилен, из кото­ рого можно дешевле получать ацетальдегид, вииилхлорид, акрнлонитрил и винилацетат. Производство этилена из попутных га­ зов растет, совершенствуясь, очень быстрыми темпами.

§7. Способы получения ацетилена

В1862 г. Ф. Велер открыл реакцию карбида кальция с во­

дой:

III ) Са + 2 Н 2 0 — ^ С Н = СН + С а ( О Н ) 2 + Q

Эта реакция и легла в основу промышленного производства ацетилена после того, как в конце XIX в. были сконструирова­ ны электродуговые печи. В них из антрацита или кокса -и изве­ сти получают карбид кальция:

СаО + ЗС = СаС2 + СО — Q

Какой основной недостаток этого процесса? Тепловой эффект эндотермической реакции велик. Значительное количество элект­

этот способ имеет положительные стороны. Используя его, по­ лучают сразу концентрированный ацетилен (более 99 объемных процентов), который необходим для органических синтезов. Бла­ годаря ряду усовершенствований (укрупнение печей, переход к закрытым аппаратам непрерывного действия, использование ок­ сида углерода СО, автоматизация) расход электроэнергии при производстве карбида кальция понизился, условия труда, преж­ де очень тяжелые, облегчились.

Рост добычи природных горючих газов и нефти усилил ин­ терес к проблеме их химического использования. Правда, путь от парафиновых углеводородов к ацетилену оказался не простым.