乙炔裝置生產工藝及原理

乙炔裝置生產工藝及原理制作：張劉平1一次鹽水生產工藝及原理講述內容乙炔裝置的生產目的原料及產品的理化性質乙炔裝置生產基本原理乙炔裝置生產工藝流程主要工藝控制指標操作中的安全措施主要設備結構及原理常見事故及處理制作：張劉平2一次鹽水生產工藝及原理一、乙炔裝置的生產目的乙炔裝置生產的目的就是利用電石的水解反應原理，使電石與水在發(fā)生器內控制一定的溫度，生成粗乙炔氣，經冷卻后通過水環(huán)泵加壓，送至兩臺串聯的清凈塔，至中和塔除去硫、磷、等雜質，經冷凝、除霧除去水份后，送至轉化崗位。制造合格的乙炔氣，送至轉化崗位。制作：張劉平3一次鹽水生產工藝及原理二、原料及產品的理化性質1、電石的性質電石的化學名稱為碳化鈣或二碳化鈣，俗名為電石，是由碳(焦炭等碳素材料）和氧化鈣（生石灰）在電阻電弧爐內于高溫條件化合而成的。分子式：CaC2分子量：64.10化學上純碳化鈣幾乎是無色透明晶體，工業(yè)碳化鈣（電石）是灰色，棕黃色或黑色硬塊，碳化鈣含量高時呈紫色。電石露于空氣中極易吸潮失去光澤而變成灰色，電石與水作用產生乙炔氣。物理性質：比重：2.0-2.8（隨CaC2含量減小而增高）,熔點：約2300℃制作：張劉平4一次鹽水生產工藝及原理危險特性：a.電石中含有硫、磷等雜質，與水作用會放出磷化氫和硫化氫。當磷化氫含量超過0.08％，硫化氫含量超過0.15％時，容易引起自然爆炸。b.電石與水反應放出大量乙炔氣，在一定條件下產生危險。c.小粒電石與粉末不得集中使用。制作：張劉平5一次鹽水生產工藝及原理2、乙炔氣的理化性質乙炔分子式：C2H2

結構式：H-C≡C-H

分子量：26.038乙炔俗名電石氣，在常溫常壓下是無色氣體，比空氣略輕、溶于水和有機溶劑的無色氣體，工業(yè)乙炔因帶有雜質（尤其是H2S、PH3）而帶有刺激性臭味。乙炔的沸點是-83.6℃，凝固點是-85℃。制作：張劉平6一次鹽水生產工藝及原理乙炔氣溶于水和酒精，并極易溶于丙酮。1L水在15℃、1atm下可溶乙炔氣1.1L；在同樣的條件下1L丙酮溶液可溶乙炔氣25L。丙酮溶液在15atm可溶乙炔氣345L；此時液體的體積也增加了。根據丙酮能溶解大量乙炔的性質，把乙炔溶解在丙酮溶液中，在15atm的下裝入特質鋼瓶內，叫做溶解乙炔。叫做“溶解乙炔”。這種溶解乙炔不易爆炸，使用時較為安全，便于運輸和保存。制作：張劉平7一次鹽水生產工藝及原理乙炔氣在水中的溶解度與溫度及壓力有關；他隨著溫度的升高而減小，并隨著壓力的增大而增大。乙炔氣與溶解度與溫度的關系（1體積水中溶解乙炔體積）溫度℃051015202530405060708090溶解度%173149131115103938465503725155制作：張劉平8一次鹽水生產工藝及原理乙炔的危險性

a乙炔與空氣在很寬的范圍能都能形成爆炸混合物，即2.3～81%，其中7～13%最易爆炸。

b乙炔極易與氯氣生成氯乙炔引起爆炸。

c乙炔氣與銅、銀、汞易生成乙炔銅、乙炔銀、乙炔汞等金屬化物，在干炸狀態(tài)下受到微笑震動就會爆炸。

d乙炔氣中混入一定量的水蒸氣、氮氣、二氧化碳可降低乙炔氣的爆炸危險性。制作：張劉平9一次鹽水生產工藝及原理三、乙炔裝置生產基本原理工業(yè)上合成乙炔的方法主要有：烴類裂解法和電石法。目前世界上生產乙炔主要以烴類裂解法為主。電石法生產乙炔有濕法和干法兩種。干法是將比理論略多的水量以霧狀噴入發(fā)生器與電石反應產生乙炔，其特點是乙炔損失少、效益高、加料與排渣過程連續(xù)生產，缺點是設備較復雜，操作技術要求高，隨著近年國內電石法生產乙炔逐步成為主流，目前已有成熟工藝并投入生產。濕法是將電石加入過量的水中發(fā)生乙炔，其特點是電石分解完全、乙炔純度高、操作簡單，缺點是設備龐大、耗水量大、乙炔損失大。我廠采用濕法生產乙炔。制作：張劉平10一次鹽水生產工藝及原理生產原理如下：在發(fā)生器中，電石和水接觸生成乙炔氣體，其反應式為：CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2+130kJ/mol

由于工業(yè)電石含有不少雜質，在發(fā)生器水相中也同時進行一些副反應，產生相應的PH3、H2S、NH3等雜質氣體，其反應方程式如下：

CaO+H2O→Ca(OH)2

CaS+H2O→Ca(OH)2+H2S

CaP2+H2O→Ca(OH)2+2PH3制作：張劉平11一次鹽水生產工藝及原理其反應放出大量的熱由過量的水移去，并稀釋渣漿以利于溢流和排渣，反應生成的乙炔氣中含有硫化氫，磷化氫等雜質，通過清凈工序與NaCLO溶液接觸反應而除去，生成的相應的酸與NaOH溶液反應生成鹽，其反應式如下：PH3＋4NaClO＝H3PO4＋4NaClH2S＋4NaClO＝H2SO4＋4NaClH3PO4＋3NaOH＝Na3PO4＋3H2OH2SO4＋2NaOH＝Na2SO4＋2H2O制作：張劉平12一次鹽水生產工藝及原理四、乙炔裝置生產工藝流程電石經粗破碎后，輸送到細破，使電石粒度控制在25-50mm的合格電石,由90度大傾角皮帶機送入料倉，間歇放入稱重料斗，由16度皮帶機輸送至發(fā)生加料樓頂，落入兩條可逆皮帶，再加入小加料儲斗，通過上加料斗進入下加料貯斗，在電機振動給料機的控制下，以合適的速度向發(fā)生器內加入電石，在攪拌的過程中，耙齒除去電石表面反應生成的Ca(OH)2使電石的水解反應充分進行，反應生成的熱量和大部分渣漿由過量水通過溢流管帶走，固體物質通過六層耙齒的運動逐步積累在發(fā)生器錐底，由大排渣間歇排出。制作：張劉平13一次鹽水生產工藝及原理生成的乙炔氣通過渣漿分離器時，由上清液溶液進行洗滌以除去夾帶的大量電石泥，之后通過正水封進入噴淋冷卻塔、水洗塔進一步降低溫度，備用發(fā)生器則通過逆水封保持設備正壓。乙炔氣經冷卻塔降溫至20~40℃后，經水環(huán)泵加壓進入清凈系統，在兩個清凈塔中與由配制系統生產的有效氯在0.085%～0.12%，PH值在7-8的NaClO溶液逆流接觸，反應除去P、S雜質，為了使反應能充分進行，塔內填充了聚丙烯階梯填料環(huán)，并在每節(jié)塔間設集液盤，以保證氣液充分接觸，乙炔氣在中和塔中除去酸性物質后，通過乙炔冷凝器，乙炔除霧器除去氣相中夾帶的水分，使合格、干燥的乙炔氣送至轉化工序。制作：張劉平14一次鹽水生產工藝及原理清凈所用的次氯酸鈉溶液是用氯氣、氫氧化鈉、水配制而成，其反應式如下：2NaOH＋Cl2→NaClO＋NaCl＋H2O，配制過程為5%的燒堿溶液與氯氣經過轉子流量計計量后進入文丘里反應器進行反應，一次水（可回用水）經過計量后由頂部進入反應器，一方面在反應器內形成負壓，以利Cl2、NaOH的充分接觸。制作：張劉平15一次鹽水生產工藝及原理清凈所需的NaClO溶液由配制系統提供，經配制合格的NaClO溶液由NaClO泵打至NaClO高位槽，依靠位差自流而下，然后通過2#清凈泵送到2#清凈塔，一部分通過2#清凈泵進行內部循環(huán)，另一部分通過2#清凈泵送至1#清凈塔，同樣一部分進行內部循環(huán)，另一部分則由發(fā)生器補水泵廢送至冷卻塔經過噴頭與一次水共同冷卻乙炔氣，冷卻塔產生的廢NaClO溶液通過塔底的溢流管進入廢NaClO貯槽，一部分由發(fā)生器補水泵送往污水處理，另一部分送往噴淋塔。冷卻塔加水則由一次水系統直接提供。中和塔的堿液由稀堿中間槽提供10%-15%的堿液。制作：張劉平16一次鹽水生產工藝及原理電石破碎工藝流程簡圖制作：張劉平17一次鹽水生產工藝及原理乙炔發(fā)生工藝流程制作：張劉平18一次鹽水生產工藝及原理五、主要工藝控制指標a.電石粒度25-50mmb.氮氣含氧＜1.5%a.發(fā)生溫度85±5℃b.發(fā)生器液面現場液面計中部c.發(fā)生器壓力≤16KPae.氣柜高度20-80%a.次氯酸鈉有效氯0.085-0.12%c.中和塔堿濃度10-15%e.換堿限值碳酸鈉含量≥10%（冬天≥8%）或氫氧化鈉3-5%f.乙炔純度≥98.5%g.乙炔含硫、磷等雜質硝酸銀試紙檢驗不變色制作：張劉平19一次鹽水生產工藝及原理六、操作中的安全措施乙炔屬易燃易爆氣體，在乙炔操作過程中會使用到的化學危險品有：電石、氫氧化鈉、次氯酸鈉、氯氣、氮氣等，所以在乙炔生產過程中，必須以安全為前提。在選擇乙炔管道閥門材質時應注意；不得用含銅（銅合金含量小于70%）、銀的介質。

在使用壓力計時，如果選用水銀，必須用鹽水或水作隔離液，不得使乙炔與水銀直接接觸。乙炔是一種易燃易爆物，因此乙炔系統的檢修開停車必須嚴格遵守置換方案，開車前用氮氣置換，取樣，分析的安全規(guī)定。停車檢修前置換系統含C2H2≤2.3%，如需進入容器檢修，則含C2H2≤0.15%,含氧＞19%。制作：張劉平20一次鹽水生產工藝及原理乙炔系統的任何位置動火，都必須用N2置換至不含乙炔，同時動火部位與系統要進行有效隔絕，為了防止氣體的流動而產生靜電火花，在隔絕部位應有可行的絕緣，動火區(qū)與非動火區(qū)不得以導體連接。乙炔是易燃易爆氣體，凡檢修含有乙炔的設備、管道，嚴禁用鐵器敲擊。乙炔生產系統屬微正壓系統，在生產過程中嚴禁產生跑、冒、滴、漏，且嚴禁產生負壓，以避免吸入空氣而導致著火爆炸事故；凡是接觸乙炔的設備、管線必須具有良好的靜電導除設施，以防止靜電積聚造成事故。制作：張劉平21一次鹽水生產工藝及原理七、主要設備及其作用1、乙炔發(fā)生器我公司選用直徑DN3200mm，六層耙臂，六層托板帶攪拌的立式發(fā)生器6臺，每臺生產能力約2500m3/h,攪拌軸由發(fā)生器底部伸入，借助蝸輪蝸桿減速機至1.6-2r/s。六層托板，一、三、五周邊下料，為，二、四、六為中間下料，托板的作用延長電石在發(fā)生器內的停留時間，耙臂，耙齒是輸送電石和清除電石表面結晶，使電石與水充分反應，加速水解反應的速度。為方便發(fā)生器檢修，在每層托板之間設有人孔。在發(fā)生器錐底側壁設有溢流口，電石渣漿連續(xù)排出，電石中的硅鐵及雜物不斷沉入錐底，由錐底排渣閥定期排出。制作：張劉平22一次鹽水生產工藝及原理2、正水封、逆水封、安全水封及其作用。（1）、正水封：發(fā)生器產生的乙炔氣通過正水封（進口管插入液面以200-300mm），送至冷卻、清凈系統，正水封起到單相止逆閥的作用，當發(fā)生器或清凈系統出現事故時，起到安全隔離的作用。當單臺發(fā)生器檢修時，向正水封加水使之與系統安全隔離。制作：張劉平23一次鹽水生產工藝及原理（2）、逆水封：逆水封進口管與氣柜管線相連，插入液位以下，出口管與發(fā)生器氣相管相連。正常生產時，逆水封不起作用，當發(fā)生器出現液位下降，電石架橋，或負壓時，乙炔氣通過逆水封進入發(fā)生器保持發(fā)生器正壓，防止吸入空氣，產生混合氣體，造成爆炸危險。（3）、安全水封：當發(fā)生器出現故障（正水封液位升高，水洗塔液位升高封住氣相進口）時，發(fā)生器壓力升高，發(fā)生器內的乙炔氣，通過安全水封排入大氣，安全水封至于一樓地面，當發(fā)生器液位過高時，渣漿溢流至安全水封，由安全水封流出，因此，安全水封起到安全閥和溢流管的作用。制作：張劉平24一次鹽水生產工藝及原理3、渣漿分離器，冷卻塔和氣柜的作用。（1）渣漿分離器：設置在發(fā)生器頂部，通過水噴淋降低乙炔氣中夾帶的電石渣漿含量，降低乙炔氣溫度，減小后系統管道設備結垢，降低冷卻塔負荷。冷卻水從渣漿分離器底部溢流管流入發(fā)生器，作為發(fā)生反應用水。制作：張劉平25一次鹽水生產工藝及原理（2）水洗塔：規(guī)格DN3000㎜,H18341㎜采用填料塔，多選用聚丙烯梯型環(huán)，通過直接噴入冷卻水來吸收與降低粗乙炔溫度使氣體中的大部分水蒸汽冷凝下來，冷卻塔在氣柜前，可防止氣柜管路積水而影響緩沖作用。此外，乙炔氣降溫后，有利于清凈塔中次氯酸鈉對硫、磷等雜質的吸收反應。制作：張劉平26一次鹽水生產工藝及原理（3）乙炔氣柜起到發(fā)生與清凈兩系統的的緩沖作用，特別是在發(fā)生加料系統出現故障時，能在短時間內保證清凈系統的穩(wěn)定操作。氣柜高度可與發(fā)生器給料機連鎖控制。制作：張劉平27一次鹽水生產工藝及原理4、清凈系統設備。（1）清凈塔的結構：DN2400㎜H18396㎜,內部填充填料，每層設積液盤結構，借助填料的表面積，使氣液逆流接觸傳質反應，要保證填料的濕潤度，必須確保次氯酸鈉的循環(huán)量和填料的濕潤度。乙炔氣在塔內的停留時間控制在40-60秒為宜。1#，2#清凈塔、中和塔結構相同。制作：張劉平28一次鹽水生產工藝及原理（2）文丘里反應：有噴嘴，喉管，擴散管和擴散室組成，各部分的尺寸和錐角都有一定的要求，當噴嘴與喉管的間距為30㎜，擴散室的真空效果較高。如果水量在10m3/h，真空度可達到580㎜Hg,

制作：張劉平29一次鹽水生產工藝及原理（3）水環(huán)壓縮機，提高乙炔氣壓力，加壓清凈。葉輪靠離心力形成水環(huán)，氣體壓縮后體積變小，在清凈塔內與次氯酸鈉充分反應。

制作：張劉平30一次鹽水生產工藝及原理水環(huán)壓縮機工作原理在水環(huán)壓縮機中裝有適量的水作為工作液。當葉輪旋轉時，水被葉輪拋向四周，由于離心力的作用，水形成了一個封閉圓環(huán)。水環(huán)的上部分內表面恰好與葉輪輪轂相切，水環(huán)的下部內表面剛好與葉片頂端接觸，此時葉輪輪轂與水環(huán)之間形成一個月牙形空間，而這一空間又被葉輪分成葉片數目相等的若干個小腔。如果以葉輪的上部0°為起點，那么葉輪在旋轉前180°時小腔的容積由小變大，且與端面上的吸氣口相通，此時氣體被吸入，當吸氣終了時小腔則與吸氣口隔絕；當葉輪繼續(xù)旋轉時，小腔由大變小，使氣體被壓縮；當小腔與排氣口相通時，氣體便被排出，起到壓縮作用。制作：張劉平31一次鹽水生產工藝及原理顎式破碎機結構及工作原理鄂式破碎機的結構主要有機架、偏心軸、大皮帶輪、飛輪、動鄂、側護板、肘板、肘板后座、調隙螺桿、復位彈簧、固定鄂板與活動鄂板等組成，其中肘板還起到保險作用。電動機驅動皮帶和皮帶輪，通過偏心軸使動鄂上下運動，當動鄂上升時肘板和動鄂間夾角變大，從而推動動鄂板向定鄂板接近，與此同時物料被擠壓、搓、碾等多重破碎;當動鄂下行時，肘板和動鄂間夾角變小，動鄂板在拉桿、彈簧的作用下離開定鄂板，此時已破碎物料從破碎腔下口排出，隨著電動機連續(xù)轉動破碎機動鄂作周期性的壓碎和排料，實現批量生產。制作：張劉平32一次鹽水生產工藝及原理八、常見事故及處理1、加料時燃燒或爆炸原因：⑴、加料前一貯料斗內乙炔未排凈。⑵、電石摩擦打火⑶、氮氣純度低。⑷、翻板閥泄漏。處理方法：⑴、加強氮氣置換。⑵、封水封、開充氮、排氮閥，用氮氣或干粉滅火器滅火并發(fā)出警報。⑶、停用發(fā)生器，檢修加料閥。

制作：張劉平33一次鹽水生產工藝及原理2、發(fā)生器液位超出規(guī)定值原因⑴溢流管內有雜物。⑵溢流管內結垢堵塞。處理措施：⑴破碎機嚴禁雜物混入。⑵停車清理。3、發(fā)生器排渣不暢原因：⑴有雜物加入發(fā)生器。⑵電石質量差，含硅鐵或碳渣多。處理措施：⑴停車處理。⑵保證電石質量。制作：張劉平34一次鹽水生產工藝及原理4、發(fā)生反應溫度過高原因：⑴、電石粒度小、振料速度快，反應速度快。⑵、一次水壓過低或加水管路不暢⑶、溢流管不暢通。處理措施：⑴、控制電石粒度規(guī)格，根據