Совершенствование процесса получения сероуглерода | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 9 ноября, печатный экземпляр отправим 13 ноября.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: ,

Рубрика: Химия

Опубликовано в Молодой учёный №19 (466) май 2023 г.

Дата публикации: 12.05.2023

Статья просмотрена: 158 раз

Библиографическое описание:

Мохов, В. М. Совершенствование процесса получения сероуглерода / В. М. Мохов, К. С. Поляков. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2023. — № 19 (466). — С. 137-138. — URL: https://moluch.ru/archive/466/102599/ (дата обращения: 01.11.2024).



В статье рассматривается способ получения сероуглерода из метана и серы, в качестве совершенствования процесса предложен новый более селективный катализатор.

Ключевые слова: сероуглерод, производство сероуглерода, природный газ, парогазовый процесс, катализатор, синтез сероуглерода.

Сероуглерод является многотоннажным продуктом химической промышленности. Производство сероуглерода началось еще в 20-е годы прошлого столетия и с тех пор развивается, и совершенствуется на сегодняшний день. [1, с. 7]

Молекула сероуглерода имеет линейную симметричную структуру:

S = C = S

Внешний вид: тяжелая бесцветная жидкость. Чистый свежеприготовленный сероуглерод имеет эфирный запах, при долгом хранении запах становится резким

— дипольный момент молекулы равен нулю

— относительная молекулярная масса 76,143

Точки фазового перехода:

— температура плавления минус 111,61±0,03 ˚C

— температура затвердевания минус 116,8 ˚C

— температура кипения минус 46,25±0,01 ˚C

— криоскопическая постоянная Kf = 3,8

— эбулиоскопическая постоянная Kb = 2,37

Механические свойства:

— плотность 1292,7 кг/м3 при 0 ˚C

— плотность в твердом агрегатном состоянии 1539 кг/м3

Критические параметры:

— критическая плотность 𝜌кр = 0,3679 г/см3

— критический объем 2,718 см3/г

— критическая температура tкр = 279 ˚C — наивысшая температура, при которой пары сероуглерода еще могут быть превращены в жидкость.

Диффузия:

— коэффициент диффузии D сероуглерода в воздухе при атмосферном давлении: 0,0892 см2/с при 0 ˚C. [2, с. 6]

Сероуглерод является важным химическим соединением, поскольку он используется для получения других химикатов. Он может действовать как промежуточный химический продукт.

Он также используется в качестве технологического растворителя, например, для растворения фосфора, серы, селена, брома, йода, жиров, смол, восков, лаков и камедей.

Это позволяет, среди прочего, производить фармацевтические продукты и гербициды.

Из сероуглерода получают ксантаты, которые представляют собой соединения, используемые при производстве вискозы и целлофана.

Для получения искусственного шелка или искусственного шелка используется целлюлоза, которую обрабатывают щелочью и сероуглеродом, и она превращается в ксантогенат целлюлозы, растворимый в щелочи. Этот раствор вязкий и поэтому называется «вязким». [3]

Синтез сероуглерода заключается в том, что жидкая сера и очищенный природный газ поступают в змеевик печи синтеза, где начинается частичное взаимодействие паров серы и метана, входящего в состав природного газа.

Синтез сероуглерода протекает в печах, выполненных из стали, футерованных внутри огнеупорным кирпичом. Окончательно реакция проходит в реакторе, заполненном катализатором.

Внутри каждой печи находится змеевик из специальной стали, по которому проходит реакционная смесь. Змеевик обогревается теплом, получаемым в результате сжигания топливного газа в горелках. Для осуществления процесса синтеза сероуглерода в верхний виток змеевика печей подают жидкую серу.

Серу на синтез подают с избытком, расход серы регулируют в зависимости от расхода природного газа. Давление природного газа при подаче его в змеевик печи должно быть в пределах от 2,8 до 7,5 бар.

Температуру реакционной смеси на выходе из печи регулируют в пределах от 650 до 680 ˚С. Подогретая в змеевике парогазовая смесь поступает в верхнюю часть реактора.

Реактор представляет собой вертикальный аппарат, изготовленный из стали, футерованный внутри огнеупорным кирпичом и бетоном, заполненный насадкой (кольцами Рашига) и катализатором.

Температура реакционных газов на выходе из реактора должна быть в пределах от 575 до 645 ˚С. [2, с. 142]

На основании проведенного анализа научно-технической и патентной литературы предложен вариант усовершенствования процесса синтеза сероуглерода путем замены используемого алюмоксидного катализатора на никелевый катализатор состава: 4,7–5,4 % NiO и ~1,3 % активной окиси ɤ-Al 2 O 3 на носителе (технический глинозем ~ 93,6 % общей массы).

Природный газ совместно с парами серы при соотношении CH 4: S 2 = 1: 2,3 пропускают через реактор при температуре 580–680 °С. [4]

При этом конструкция реактора не нуждается в модификации и доработке.

Данный катализатор является более селективным и позволяет получить выход сероуглерода по стадии синтеза равный 98,00 %.

Таблица 1

Сравнение параметров способа промышленного аналога и нового способа получения целевого продукта

Параметр процесса

Способ производства аналога

Новый способ

Давление процесса, бар

2,8–7,1

2,8–7,1

Температура процесса, ˚C

575–680

580–680

Катализатор

Алюмоксидный

Никелевый, состава: 4,7–5,4 % NiO и ~1,3 % активной окиси ɤ-Al 2 O 3 на носителе (технический глинозем ~ 93,6 % общей массы).

Фазовое состояние системы

Парогазовый процесс

Парогазовый процесс

Мольное соотношение реагентов

СН 4 : S 2 = 1: 2,158

СН 4 : S 2 = 1: 2,3

Конверсия по метану

98,10 %

98,10 %

Селективность

96,94 %

99,89 %

Выход по стадии синтеза

95,10 %

98,00 %

Литература:

1 Смуров, В. С. Производство сероуглерода. / В. С. Смуров, А. А. Аранович. — Ленинград: Химия, 1966. — 267 с.

2 Пеликс, А. А. Химия и технология сероуглерода. / А. А. Пеликс, Б. С. Аранович, Е. А. Петров, Р. В. Котомкина. — Ленинград: Химия, 1986. — 224 с

3 Справочник физико-химических свойств — Режим доступа: https://ru1.warbletoncouncil.org/disulfuro-de-carbono-8797 (дата обращения 19.03.2023)

4 Патент NL 014709B1, МПК C01B 31/26, Способ получения сероуглерода / Местерс Каролус Маттиас Анна Мария, Схонебек Рональд Ян; заявитель и патентообладатель ЕЛЛ ИНТЕРНЭШНЛ РИСЕРЧ МААТСХАППИЙ Б. В. (NL); заявл. 14.05.2007; опубл. 28.02.2011.

Основные термины (генерируются автоматически): природный газ, парогазовый процесс, синтез сероуглерода, активная окись, искусственный шелк, катализатор, общая масса, огнеупорный кирпич, стадий синтеза, технический глинозем.


Ключевые слова

катализатор, природный газ, сероуглерод, производство сероуглерода, парогазовый процесс, синтез сероуглерода

Похожие статьи

Пути снижения содержания бензола в риформате

В данной работе приведены результаты по исследованию технологии каталитического риформинга углеводородов. Процесс проводился на катализаторе трансалкилирования. Целью работы является разработка технологии производства бензина с улучшенными экологичес...

Гидрогенизационные процессы в производстве базовых масел

В статье рассмотрены процессы производства базовых масел из нефтяного сырья в присутствии катализаторов при повышенном давлении водорода. Предложен способ интенсификации процесса гидроизомеризации на Волгоградском НПЗ, который заключается в замене ка...

Конструктивный расчет реактора высокотемпературного пиролиза углеводородов

В данной статье рассматривается процесс высокотемпературного пиролиза углеводородов с целью получения ценных компонентов химической промышленности — ацетилена и этилена. Главной проблемой в технологии пиролиза является сильное отложение кокса в зоне ...

Улучшение процесса сгорания сжиженного углеводородного газа добавками водорода и водородсодержащего синтез-газа

В статье приведены результаты экспериментальных исследований влияния добавок водорода и синтез-газа в область свечи зажигания на динамику развития процесса сгорания сжиженного углеводородного газа.

Применение кобальтовых катализаторов в реакции гидросилилирования

Статья отражает последние достижения в области реакции гидросилилирования, проводимых с применением катализаторов на основе кобальта. Проводится краткий обзор основных веществ, для гидросилилирования которых применимы данные катализаторы. На основе р...

Промышленные технологии получения стирола

На основе анализа научных исследований в статье рассмотрен процесс получения стирола. Стирол — является важнейшим продуктом нефтехимии, на его основе получают гликоли, полиуретаны, целлозольвы, полистиролы и другие сополимеры. Для получения стирола и...

Совершенствование процесса синтеза анилина

Термодинамика основной реакции процесса получения акролеина окислением пропилена

Статья посвящена термодинамическому анализу основной реакции процесса получения акролеина, осуществляемой с участием газообразного пропилена и кислорода воздуха в присутствии водяного пара.

Анализ процесса получения метилмеркаптана и способы его усовершенствования

В статье автор проводит анализ получения важного органического вещества — метилмеркаптана, и подбирает пути совершенствования существующего промышленного производства.

Совершенствование процесса производства жидких хлорпарафинов

В данной статье рассматривается процесс получения жидких хлорпарафинов при использовании в качестве катализатора воды в фазовом состоянии газ-жидкость в реакторе смешения периодического действия.

Похожие статьи

Пути снижения содержания бензола в риформате

В данной работе приведены результаты по исследованию технологии каталитического риформинга углеводородов. Процесс проводился на катализаторе трансалкилирования. Целью работы является разработка технологии производства бензина с улучшенными экологичес...

Гидрогенизационные процессы в производстве базовых масел

В статье рассмотрены процессы производства базовых масел из нефтяного сырья в присутствии катализаторов при повышенном давлении водорода. Предложен способ интенсификации процесса гидроизомеризации на Волгоградском НПЗ, который заключается в замене ка...

Конструктивный расчет реактора высокотемпературного пиролиза углеводородов

В данной статье рассматривается процесс высокотемпературного пиролиза углеводородов с целью получения ценных компонентов химической промышленности — ацетилена и этилена. Главной проблемой в технологии пиролиза является сильное отложение кокса в зоне ...

Улучшение процесса сгорания сжиженного углеводородного газа добавками водорода и водородсодержащего синтез-газа

В статье приведены результаты экспериментальных исследований влияния добавок водорода и синтез-газа в область свечи зажигания на динамику развития процесса сгорания сжиженного углеводородного газа.

Применение кобальтовых катализаторов в реакции гидросилилирования

Статья отражает последние достижения в области реакции гидросилилирования, проводимых с применением катализаторов на основе кобальта. Проводится краткий обзор основных веществ, для гидросилилирования которых применимы данные катализаторы. На основе р...

Промышленные технологии получения стирола

На основе анализа научных исследований в статье рассмотрен процесс получения стирола. Стирол — является важнейшим продуктом нефтехимии, на его основе получают гликоли, полиуретаны, целлозольвы, полистиролы и другие сополимеры. Для получения стирола и...

Совершенствование процесса синтеза анилина

Термодинамика основной реакции процесса получения акролеина окислением пропилена

Статья посвящена термодинамическому анализу основной реакции процесса получения акролеина, осуществляемой с участием газообразного пропилена и кислорода воздуха в присутствии водяного пара.

Анализ процесса получения метилмеркаптана и способы его усовершенствования

В статье автор проводит анализ получения важного органического вещества — метилмеркаптана, и подбирает пути совершенствования существующего промышленного производства.

Совершенствование процесса производства жидких хлорпарафинов

В данной статье рассматривается процесс получения жидких хлорпарафинов при использовании в качестве катализатора воды в фазовом состоянии газ-жидкость в реакторе смешения периодического действия.

Задать вопрос