химический каталог




Химия и технология сероуглерода

Автор А.А.Пеликс, Б.С.Аранович, Е.А.Петров

ввиду, что с увеличением содержания углерода в углеводороде возрастает вероятность выделения равновесной сажи. Из термодинамических расчетов (табл. 15) следует, что при значениях а =0,8 и 0,6 появляется сажа, количество которой возрастает с повышением температуры и содержания пропан-бутана в исходной смеси.

44

I оо о г-—i ON ¦* 00 ~ч 00 ОО 00 lO

^^^гч*-н<"чг--а\г--- 45c4r-i^>c40N00ooNcn °. °1 °, ^ Ч ^ "I n. п, ^ °1, °°. 9, °°» °. ^ rocs-**

Чр ГО со —< ч5 -н П (S О* ^* ON П N ON rN ^ н N

VI сч о 00 чэ ~н -н -н О" О

о о о

•Л wo in

ГЧО00ч0»ОСЧО00 ЧО «О СЧ О 00

о О* *н ^ о" О -н .-н *н о" О

45

Максимальное количество равновесной сажи не превышает 0,15 моль на 1,0 моль пропан-бутана (а =0,6 и Т= 1700 К). В случае с метаном в равновесной смеси сажи на два порядка меньше.

С учетом того обстоятельства, что реализованный в промышленности низкотемпературный процесс синтеза сероуглерода из метана и серы осуществляется при давлении 1,0 МПа, представляет интерес рассмотреть влияние давления в области высоких температур при пропан-бутановом процессе.

Как следует из табл. 16, в этом случае повышение давления оказывает заметное влияние на параметры процесса синтеза.

Максимальные степени превращения серы и углеводородов в сероуглерод (7s2 -» cSj > 7с ->¦ CS,) с увеличением давления для а = 0,8 уменьшаются и сдвигаются в области более высоких температур. При этом наблюдается увеличение степени превращения серы в сероводород. Так, если при Р=0,1 МПа и Т= 1200 К 7c-.cs, =96,4%, 7s2 ->cs2 =73,3% и 7s2 — н2 S = 25,9%, то для Р- 1,0 МПа и той же температуры они, соответственно, равны 89,0; 67,8 и 31,5%. В случае же, когда сера берется в избытке (а =1,25) или в стехиометрии (а =1,0), изменение давления практически не оказывает влияния на ус -»cs, и 7s2 -» cs2 > хотя степень превращения серы в сероводород и в этих случаях возрастает с повышением давления. Из сказанного следует, что повышение давления способно несколько интенсифицировать процесс синтеза сероуглерода из пропан-бутана и серы, но окончательное решение по этому поводу может быть принято только с учетом возрастающих в данном случае капитальных затрат.

С термодинамической точки зрения, оптимальным условиям процесса соответствует атмосферное давление, а = 0,8 и температура 1200—1300 К. При этом степень превращения серы в сероуглерод достигает 75%, а в сероводород — 23,6%.

При переходе от метана к смеси пропана с бутаном наблюдается понижение оптимальной температуры процесса образования сероуглерода с 1400-1450 К до 1200-1300 К при одновременном увеличении количества серы, приходящейся на 1,0 моль углеводорода, от а =0,65 до 0,8.

Система метан-сероводород. Использование сероводорода в качестве серусодержащего сырья в процессе синтеза сероуглерода вместо элементарной серы представляет интерес, поскольку его отходы прн промышленном получении CS2 из метана, при переработке нефти, при очистке коксовых газов и в ряде химических производств настолько велики, что вполне могли бы создать сырьевую базу.

Задача нахождения равновесного состава смеси метан - сероводород решалась согласно методике, описанной ранее.

Параметры процесса варьировались в следующих пределах: температура 1000— 1700 К; а = 1,5 н- 0,5; давление 0,01-1,0 МПа.

Результаты термодинамических расчетов в виде зависимости равновесного состава системы CH4-H2S от температуры при давлении 0,1 МПа для а = 1,5; 1,0 и 0,5 представлены на рис. 7.

В исследуемой области температур при а = 1,0 концентрация CS2 в смеси возрастает от 12,22 до 19,67% (об.), а при а = 1,5 и 0,5 оиа изменяется, соответственно, от 11,51 до 11,93 и от 15,82 до 16,03% (об.). Некоторое изменение содержания

46

Рис. 7. Зависимость равновесного состава системы метан - сероводород от температуры:

1 - CS2; 2 - а = 1,5; II-

- HjS; 3 - S2; 4 - СН4; / а = 1,0; /Я-а = 0,5.

сероуглерода связано как с разбавлением системы водородом и сероводородом (а = = 1,5), так и со значительным количеством иепрореагировавшего метана (а = 0,5).

Для всех температур концентрация сероуглерода в газовой смеси имеет максимумы при а =1,0 Орис. 8), причем при Т= = 1500+ 1700 К для а> 1,0 отмечается более резкое понижение содержания CS2, чем при более низких температурах. Это явление связано, очевидно, со значительной диссоциацией сероводорода в этой области температур. Степень превращения сероводорода в значительной степени зависит от температуры для всех соотношений исходных компонентов, хотя для а = 1,0 и 0,5 при Т= 1400 К и выше 7ц2 s-*CS2 Уже изменяется незначительно, что связано с лимитированием процесса не диссоциацией сероводорода 2H2S — 2Н2 + S2, а реакцией СН4 + 2H2S — CS2+4H2.

Термическое разложение сероводорода и метана приводит к повышению у с ростом температуры Для всех значений а (рнс. 9). Максимальная степень превращения сероводорода достигает 41,77% при 1600 К и а = 1,0.

Анализ полученных данных показывает, что в исследуемой области значений а и Тнаблюдается выделение сажи. Если при Т= 1000 К и а = 0,5 7^ _,q составляет 15,9%, а при а = 1,0 и 1,5 в образующихся продуктах сажа отсутствует, то при 1300 К степень превращения метана в углерод составляет 23,28% для а = 0,5; 11,29 и 0,43% для a = 1,0 и 14, соответственно, а при Т= 1700 К 7сн _ с = 24,10; 13,70 и 3,47% для а = 0,5; 1,0 и 1,5. 4

Заметное влияние на показатели процесса оказывает изменение давления в системе. Так, степень превращения метана в сероуглерод в целом для всех значений

а уменьшается с ростом давления, хотя при а =1,1 для 1600 и 1700 К наблюдается стабилизация значений Т'СН _cs в интервале Р = = 0,01-г 1,0 МПа. Для а =1,5 это явление наблюдается при 1400 К, а для более высоких температур отмечается некоторое увеличение степени

Рис. 8. Зависимость концентрации сероуглерода в равновесной смеси от соотношения метай - сероводород.

Значения Г (в К): J - 1000; 2 - 1100; 3 - 1200; 4 -1300; 5 - 1400; б - 1500; 7 - 1600; 8 - 1700.

50

рис 9. Зависимость степени превращения сероводорода и метана в продукты реакции:

з — сероводорода в сероуглерод; б — метана в сероуглерод; в - (СН4 + + Uj S) в водород. Значения а: I - 1,5; 2 -1,25; 3 - 1,0; 4 - 0,75; 5- 0,5.

превращения метана с ростом давления. Повышение давления снижает также степень превращения сероводорода в сероуглерод. Так, значение усн^ _ CSj при 1000 К и Р=0,01 МПа для а = 0,5 равно 34,75%, а при /'=1,0 МПа - только 13,5%; для а =1,5

?сн4- cs2= 31>82 и 12,05%, соответственно. При более высоких температурах степень превращения метана с ростом давления изменяется менее резко; при 1700 К для а = 0,5 величина -»CS Умень_ шается от 40,68% при Р = = 0,01 МПа до 39,17% при /"=1,0 МПа, а для а=1,5~ возрастает от 31,78 до 32,68, соответственно.

Повышение давления до 1,0 МПа несколько уменьшает выделение сажи. Например, при 1700 К и />= 1,0 МПа для а= 1,5 и 0,5 значения у см -»с = = 1,44 и 23.49% против 3,47 и 24,10% при Р = = 0,1 МПа.

х

т ю

•4

1600

7, К

Взаимо

страница 12
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71

Скачать книгу "Химия и технология сероуглерода" (2.21Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
как оформить витрину в неьольшом овощном магазине
ремонт холодильников blomberg
сервисный центр huppe в москве
заказать автомобиль s-класс в москве

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(05.12.2016)