Одержання ацетилену

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Національний технічний університет України

"Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"

Хіміко-технологічний факультет

Кафедра технології неорганічний речовин

та загальної хімічної технології

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

до розрахунково-графічної роботи з освітньої компоненти

ЗЕЛЕНА ХІМІЯ

на тему:

Одержання ацетилену

Результат захисту ____ балів

Дата

Київ

ЗМІСТ

ВСТУП        3

1  Принципова схема процесу  виробництва        4

2 Альтернативні способи отримання ацетилену        7

3 Оцінка зеленості        10

4 Екологізація процесу виробництва ацетилену з вапняку        12

ВИСНОВОК        13

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ        14

ВСТУП

Ацетилен ( етин) є безбарвним газом, який немає запаху, малорозчинний у воді і є легшим за повітря.

        Цей алкін відкрив у 1836 році хімік Е.Деві. Вперше його синтезував у 1862 хімік М. Бертло з вугілля та водню. Утворення ацетилену у вольтовій дузі між вугільними електродами в атмосфері водню стало першим синтезом найпростішого вуглеводню.

Ацетилен має важливе значення у промисловості. Під час згоряння (повного окиснення) ацетилену виділяється велика кількість тепла, на чому базується ацетилено-кисневе зварювання й різання чорних металів. Через простоту добування, відносно низьку вартість та хімічну активність ацетилен використовують як вихідну речовину для багатьох хімічних синтезів: етаналю, етанової кислоти, етену та його хлорованих похідних, тетрахлороетану, вінілхлориду, хлоропрену ― мономера для хлоропренового каучуку, вінілацетату ― для подальшого виробництва полівінілацетату (ПВА, основи для клеїв, водоемульсійних та акрилових фарб), бутадієнового каучуку тощо.

У промисловості ацетилен отримують гідролізом карбіду кальцію та піролізом вуглеводневої сировини – метану або пропану з бутаном. У разі ацетилен отримують разом із етиленом і домішками інших вуглеводнів. Карбідний метод дозволяє отримувати дуже чистий ацетилен, але потребує високої витрати електроенергії. Піроліз значно менш енерговитратний, так як для нагрівання реактора використовується згоряння того ж робочого газу в зовнішньому контурі, але в газовому потоці продуктів концентрація самого ацетилену низька. Виділення та концентрування індивідуального ацетилену в такому разі є складним завданням. Економічні оцінки обох методів численні, але суперечливі.

У роботі будуть розглядатися технічна схема запропонованого виробництва, розраховуватися зеленість та роздивлятися екологізація процесу.

1  Принципова схема процесу  виробництва

Ацетилен, що використовують для зварювальний робіт, отримують найчастіше на місці в результаті взаємодії кальцій карбіду CaC2 з водою(так званий карбідний спосіб отримання ацетилену). Цей спосіб уперше використав у 1836 році вчений-хімік Едмунд Деві, двоюрідний брат Гемфрі Деві, одного із засновників електрохімії, винахідника гірчичної лампи.

        Процес виробництва ацетилену карбідним методом складається з двох послідовних реакцій: отримання СаС2 і його розклад водою ( гідратацію).

Реакція отримання карбіду кальцію є необерненою та ендотермічною, яка проходить у формі «розчинення» вуглецевого матеріалу у розплаві суміші оксиду кальцію і утворення СаС2:

СаСО3 = СО + СО2

СаО розпл. + 3С = СаС2розпл.+ СО +ΔН

Реакція проходить із поглинанням виликої кількості тепла і розпочинається при температурі 1700-1800°С. При підвищенні температури вище 2200°С карбід кальцію випаровується і розкладається на кальцій та вуглець, тому температу процесу підтримують в межах 1900-1950°С.