Đồ Án Thiết kế phân xưởng sản xuất Axetylen từ khí thiên nhiên

Đề tài: Thiết kế phân xưởng sản xuất Axetylen từ khí thiên nhiên


Đồ án TN dài 97 trang

GIỚI THIỆU
Khí tự nhiên và khí đồng hành trên thế giới hiện nay có tiềm năng rất lớn với trữ lượng ước tính khoảng 130.103 tỷ m3, trong đó sản xuất và sử dụng khoảng 2.103 tỷ m3. Việc sử dụng khí tự nhiên hiện nay chủ yếu làm nhiên liệu cho các lò đốt, lò hơi, nhà máy nhiệt điện và một phần nhỏ làm nguyên liệu cho tổng hợp hoá dầu. Để nâng cao giá trị sử dụng và hiệu quả kinh tế người ta cố gắng tìm ra phương pháp tối ưu để chuyển hoá khí tự nhiên thành các hydrocacbon có số nguyên tử C ³ 2. Các sản phẩm này có ứng dụng rộng rĩa làm nguyên liệu cho tổng hợp hữu cơ hoá dầu.
Trước đây, Axetylen là nguồn nguyên liệu chủ yếu trong công nghiệp tổng hợp hữu cơ. Khi công nghiệp hoá dầu phát triển, Axetylen được sản xuất từ napheta rẻ hơn, bền hơn. Tuy nhiên, Axetylen vẫn được tiếp tục sản xuất do một số sản phẩm đặc bệit được tổng hợp từ Axetylen hiệu quả hơn, hiệu suất cao, công nghệ tiên tiến.
Các quá trình công nghệ sản xuất Axetylen trên thế giới hiện nay gồm có:


· Công nghệ sản xuất Axetylen từ than đá hay cacbuacanxi.
· Công nghệ sản xuất Axetylen từ khí tự nhiên và hydrocacbon.
Công nghệ sản xuất Axetylen từ than đá hay canxicacbua là công nghệ truyền thống. Nó có ưu điểm là Axetylen thu được nồng độ khá cao (90%), nhưng gây ô nhiễm môi trường, tiêu thụ năng lượng lớn (điện năng ), khó tự động hoá. Hiện nay, các nước Italy, Nhật, Nam Phi, Ấn Độ vẫn sản xuất Axetylen theo phương pháp này.
Công nghệ sản xuất Axetylen từ khí tự nhiên và hydrocacbon là quá trình mới phát triển từ những năm 1940. Hydrocacbon bị nhiệt phân ở nhiệt độ cao từ 1100 - 15000C trong điều kiện thời gian lưu rất ngắn chỉ vài ms (0,005 - 0,02s). Sau đó sản phẩm được nhanh chóng làm lạnh xuống nhiệt độ thấp nhằm tránh phân huỷ sản phẩm. Công nghệ này có ưu điểm là không ô nhiễm môi trường, kinh tế, tự động hoá cao. Do vậy, đề tài của em là "Thiết kế phân xưởng sản xuất Axetylen từ khí thiên nhiên"

MỤC LỤC
Trang
PHẦN I :TỔNG QUAN LÝ THUYẾT. 0
1.1. Giới thiệu về khí thiên nhiên. 1
1.2. Tổng quan về axetylen. 2
1.2.1 Tính chất vật lý. 3
1. 2.2. Tí.nh chất hoá học. 8
1. 2.2.1. Đặc điểm cấu tạo của phân tử axetylen. 8
1.2.2.2. Các phản ứng quan trọng trong công nghiệp. 9
1.2.2.3. Các phản ứng khác. 15
PHẦN II: CÁC QUÁ TRÌNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT AXETYLEN 17
2.1. Công nghệ sản xuất axetylen từ khí thiên nhiên và hydrocacbon. 17
2.1.1. Nhiệt động học và động học của quá trình. 17
2.1.2. Cơ chế của quá trình. 21
2.1.2.1. Động học quá trình nhiệt phân hydrocacbon nguyên liệu. 22
2.1.2.2. Động học tạo thành và phân huỷ axetylen. 24
2.1.3. Lựa chọn nguyên liệu để nhiệt phân. 28
2.1.4. Các công nghệ sản xuất axetylen từ khí thiên nhiên và từ hydrocacbon. 30
2.1.4.1. Quá trình nhiệt điên. 30
2.1.4.2. Quá trình oxy hoá không hoàn toàn. 38
2.1.4.3. Sự phân tách và tinh chế. 44
2.2 Công nghệ sản xuất exetylen từ than đá hay cacbua canxi. 48
2.2.1. Thiết bị loại ướt. 50
2.2.2. Thiết bị loại khô. 53
2.2.3. Phương pháp sản xuất axetylen trực tiếp từ than đá (quá trình hồ quang). 56
2.3. So sánh các phương pháp. 59
2.4. Thuyết minh dây chuyền công nghệ. 60
PHẦN III :TÍNH TOÁN . 62
3.1 Tính cân bằng vật chất trong thiết bị phản ứng . 62
3.2. Tính Toán cân bằng nhiệt lượng . 68
3.2.1. Tính nhiệt dung riêng của oxy kỹ thuật đi vào thiết bị phản ứng ở 6000C(8730K) 69
3.2.2 Tính nhiệt dung riêng của khí tự nhiên đi vào thiết bị phản ứng ở 6000C(8730K) 69
3.2.3 Tính nhiệt độ khí nguyên liệu mang vào . 70
3.2.4 Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng . 71
3.2.5 . Tính nhiệt dung riêng của khí nhiệt phân ra ở 800c . 73
PHẦN IV. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ . 80
4.1 Tính toán thiết bị phản ứng chính :. 80
4.1.1 Tính đường kính và số ống phân phối trong thiết bị phân phối khí . 80
4.2. Tính thiết bị làm lạnh khí cracking :. 82
4.2.1.Tính chiều cao của đoạn tháp. 85
PHẦN VI : XÂY DỰNG CÔNG NGHIỆP . 87
6.1. Đặc điểm của nhà máy và một số yêu cầu . 87
6.2. Tổng mặt bằng nhà máy . 88
6.3. Yêu cầu thiết kế tổng mặt bằng . 89
6.4. Các chỉ tiêu . 90
6.5. Nhà máy sản xuất phân xưởng sản xuất Axetylen . 90
PHẦN VII : AN TOÀN LAO ĐỘNG . 92
KẾT LUẬN . 93