Получение этилена из нефти и газа - Клименко А.П.
Скачать (прямая ссылка):
Каталитическое гидрирование ацетилена в этилен
В ГДР был разработан и осуществлен в промышленности процесс получения этилена гидрированием ацетилена.
С2Н2+Н2 ї± С2Н4+<?„
Оптимальная температура процесса 180—320° в зависимости от активности катализатора.
Принципиальная схема установки изображена на рис." 16.
Вода
ЙцЕти- _2_
^J^Jp\J^^3muneh
Водород
Рис.|16. Схема установки каталитического гидрирования ацетилена в этилен.
Ацетилен, полученный нз карбида кальция (чистота 98—99%), сжимается в компрессоре 1 до 1,5—2 ата, охлаждается в холодильнике 2 и очищается твердым адсорбентом (алюмогелем) в адсорбере 3 от паров масла, так как последнее является ядом для катализатора. Водород, полученный из установки газоразделения (чистота 96—98%), сжимается в компрессоре 4, охлаждается в холодильнике 5, осушается и очищается от паров масла в адсорбере 6. Предварительный подогрев водорода и ацетилена осуществляется 18
за счет тепла реакции либо в реакторе 7, либо в выносных теплообменниках. Оптимальная температура в реакторе поддерживается автоматически непрерывной подачей охлаждающей воды в трубчатый теплообменник реактора.
Процесс гидрирования ведут при значительных избытках водорода. Гидрирование ацетилена осуществляется практически полностью. В качестве катализатора используется палладий, нанесенный на силикагель. Содержание палладия в катализаторе не превышает 0,01% вес. Продолжительность непрерывной работы катализатора около одного года.
Дегидратация этилового спирта
Для получения относительно небольших количеств этилена (до 3000—5000 ml год) можно применять способ дегидратации этилового спирта. По этому способу в США в 1955 г. получено около 15 000 т этилена.
Реакция дегидратации этанола может быть выражена уравнением [22, 231:
C2H5OH ~ (С2Н5)20+Н20
\ W1 /
\ /
с2н4+н2о
В качестве катализатора используется активированная окись алюминия и алюмокремниевые соединения. Процесс осуществляется при 300-400°.
_GzHs0H,(GzH5)z0
Рис. 17. Схема установки дегидратации этанола.
Технологическая схема установки дегидратации приведена на рис. 17. Этиловый спирт из емкости 1 насосом 2 через теплообменник 3 подается в реактор 4. Необходимое тепло подводится через
2*
19
стенку реактора даутермом или дымовыми газами. Продукты реакции, состоящие из этилена, диэтилового эфира, этанола и воды, проходят через теплообменник 3 и конденсатор 5, в котором конденсируются вода, этанол и диэтиловый эфир. В колонне 6 смесь делится на газовую и жидкую фазы; газовая фаза, состоящая в основном из этилена, направляетея к потребителю через системы осушки и очистки твердыми сорбентами. Жидкость подается в колонну 7 с конденсатором орошения 8, в которой она разделяется на верхний продукт (смесь этанола и диэтилового эфира) и нижний (воду). Верхний продукт подается в реактор 4, а нижний насосом 9 — в абсорбер 6. При этом достигается практически полное превращение этанола в этилен.
Экспериментально исследован процесс получения этилена дегидратацией этанола под давлением [24]. В опытную установку этанол подавался насосом под давлением 33 ати через реактор, заполненный активированной окисью алюминия. Повышение давления обусловило необходимость увеличения температуры до 425°. Выход этилена достигал 95% при чистоте полученного продукта 99%.
Получение этилена из коксового газа
Содержание этилена в коксовом газе обычно не превышает 1,5— 2,5% объемн. Извлечение этилена из коксового газа при таких малых концентрациях его нецелесообразно. Однако при разделении коксового газа методом глубокого охлаждения с целью получения азото-водородной смеси получается в качестве побочного продукта этилен-этановая фракция. Этилена в этой фракции содержится 25— 32%. Количество этилена в коксовых газах в связи с большим объемом коксохимического производства весьма велико. Если коксовый газ не подвергается разделению для получения Нг, то использование этого этилена, а также и пропилена, концентрация которого достигает 0,5% мол., может оказаться экономически целесообразным, способом непосредственного химического связывания, без предварительного выделения концентрированной фракции.
Разработаны и испытаны в полупромышленном масштабе [25 ] установки для получения дихлорэтана и этилового спирта. Схема установки для получения дихлорэтана из этилена коксового газа приведена на рис. 18. Коксовый газ проходит адсорбер бензола 1, подогреватель 2, в котором он подогревается до 75—100°, и смеситель 3, где смешивается с газообразным хлором, поступающим из емкости 4. Смесь газов направляется в реактор 5, в котором на катализаторе из активированных бентонитов осуществляется процесс хлорирования по следующей реакции:
C2H4+Cl2 & CH2Cl-CH2Cl + »?
Для предотвращения образования трихлорэтана и дихлорпро-пана количество подаваемого хлора должно быть несколько меньше стехиометрического. Коксовый газ вместе с продуктами реакции 20
промывается в абсорбере 6 аммиачной водой, подаваемой из емкости 7 насосом 8, и направляется в один из адсорберов 9 для поглощения дихлорэтана. Десорбироваыные водяным паром хлорпроиз-водные через конденсатор 10 и мерник 11 насосом 12 передавливаются в емкость 13. Из їм3 коксового газа можно получить до 60—70 г дихлорэтана [25].
