年产5万吨乙炔发生工段工艺流程设计
乙炔发生工艺设计流程及原理

乙炔发生工艺设计流程及原理乙炔(C2H2)是一种无色、有刺激性气体,具有高燃烧温度和强烈的还原性质,常用于金属切割、气焊和化学合成等领域。
乙炔的发生工艺设计流程涉及到原料选择、气体制备、装置设计等多个方面,下面将详细介绍乙炔发生工艺设计流程及原理。
1.原料选择:乙炔的常见原料可以分为两类:烃类和碳酸盐。
烃类原料包括乙烯(C2H4)、甲烷(CH4)、石油、天然气等;碳酸盐原料包括石灰石(CaCO3)。
在工艺设计时,需要考虑原料的可获得性、成本以及对环境的影响。
2.气体制备:乙炔的制备方法可分为热解法和电解法。
热解法通过加热烃类原料产生的气体进行分解,电解法则是通过电解碳酸盐原料制备乙炔气体。
(1)热解法:热解法主要有以下两种工艺:-耐热管式发生器:将乙烯等烃类原料通入预热器加热,然后进入发生器内,经过加热炉加热后,乙烯分子发生裂解,生成乙炔气体。
-电弧发生器:通过电弧将热能传递到烃类原料上,使其发生裂解,产生乙炔气体。
(2)电解法:通过电解碳酸盐原料制备乙炔气体。
碳酸盐溶液经过电解产生氢氧根离子(OH-)和二价阳离子,再经过一系列化学反应生成乙炔气体。
3.装置设计:乙炔发生装置设计时需要考虑以下因素:-原料输送系统:包括供气系统和控制系统,用于输送烃类或碳酸盐原料至发生装置。
-加热系统:用于提供热能使烃类原料发生裂解。
-分离系统:用于将乙炔与其他气体进行分离和纯化,得到高纯度的乙炔气体。
-安全系统:包括防爆、防漏、防火等安全措施,确保乙炔发生过程的安全稳定。
4.工艺优化:在乙炔发生过程中,需要对工艺进行优化,以提高乙炔气体产量和纯度,并降低能耗和环境污染。
工艺优化方法包括调整原料配比、优化反应条件、改进分离纯化技术等。
总结起来,乙炔发生工艺设计流程包括原料选择、气体制备、装置设计和工艺优化等多个环节。
通过对乙炔发生原理的研究,可以优化工艺条件,提高乙炔气体的产量和纯度,同时降低能耗和环境污染。
乙炔的发生工艺设计对于乙炔的合理利用和应用具有重要的意义。
乙炔工艺操作流程word精品文档29页

岗位操作规程(乙炔)编制:审核:批准:目录一、产品说明…………………………………………………………………2页二、原料说明…………………………………………………………………5页三、生产原理…………………………………………………………………8页四、生产工艺流程……………………………………………………………13页五、岗位操作………………………………………………………………15页六、安全注意事项……………………………………………………………25页七、分析检验控制一览表……………………………………………………26页八、设备一览表………………………………………………………………27页一、产品说明1、产品简介化学名称:乙炔俗称:电石气英文名:Acetylene分子式:C2H2结构式:H-C≡C-H 分子量:26.0262、性质2.1、乙炔在常温常压下为无色气体,含有硫化物,磷化物时有特殊的刺激性嗅味,极易燃烧爆炸,微溶于水及乙醇,能溶于丙酮、氯仿和苯。
2.2、乙炔与水接触时,在适宜条件下生成C2H2·6H2O雪花状白色晶体。
2.3、乙炔分子化学性质活泼,易发生加成、聚合、取代等多种反应。
2.4、理化常数:密度:(0℃,105Pa) 1.171g/l比重:ⅰ)对空气:0.9056ⅱ)对氧气:0.8194比热:(20℃,105Pa)ⅰ)等压比热(C P):1680.36 J/kg℃ⅱ)等容比热(C V):1358.5 J/kg℃溶点(或凝固点):(1.2×105Pa)-85℃沸点(或冷凝点):(1.2×105Pa)-83.66℃闪点:-17.78℃闭口自燃点:305℃气化热:827640 J/kg生成热:225720 J/mol产生最大爆炸压力的浓度:14.5%最大爆炸压力: 1.01MPa燃烧热(25℃): 1298349.8J/ mol最小引燃能量: 1.9×10-5J临界温度:35.5℃临界压力:62.5×105Pa乙炔在各种溶剂中的溶解度(1体积溶剂中乙炔体积)如以下各表:表1乙炔在水中的溶解度第 1 页表2乙炔在丙酮中的溶解度表3乙炔在多种溶剂中的溶解度2.5、危险特性:2.5.1遇火有燃烧爆炸危险。
乙炔的生产工艺(图纸全)

气柜 乙炔 水洗塔 冷却塔
次 氯 酸 钠
次 氯 酸 钠
水汽分 离器
清洗一 塔
清洗二 塔
乙炔
乙炔冷 却器
中和塔
乙炔的清净工段流程图
乙炔的清净图纸
清净工段图纸
乙炔的压滤工段
总体描述如下:来自渣浆高位槽的渣浆,由 泵送入转筛过滤槽除去矽铁,再经沉降池沉 淀,由泵送至压滤机压滤,压滤后的清液和 沉降池顶部溢流的清液经降温后由泵送往发 生器重复使用,压滤后的电石渣外运处理。
乙炔的生产工艺
目
一.乙炔的介绍 二.乙炔的生产工艺 三.系统工艺中的阀门
录
一.乙炔的介绍
1.乙炔的结构介绍
乙炔,俗称风煤、电石气,英文名称:Ethyne, 分子式: C2H2 。是炔烃化合物系列中体积最小的 一员,主要作工业用途,特别是烧焊金属方面,当 然也广泛被作为化工原料。
乙炔结构式 聚丙烯结构图3D模型
3.乙炔的用途
乙炔可用以照明、焊接及切断金属(氧炔 焰),也是制造乙醛、醋酸、苯、合成橡胶、 合成纤维等的基本原料。
焊接、切断金属
氯丁橡胶的原料
二.乙炔的生产工艺简介 1.生产工艺的技术类型 乙炔的生产工艺较多,按照原料可分为电 石法、烃类裂解法。 电石法主要以电石为原料,继而通过反应 发生段、清净段、压滤段得到乙炔。
两种不同工艺的比较 湿法工艺
优点: ①主要为产品乙炔杂质较少,产品的 纯度较高(相比干法),纯度可达到 98.5%; ②生产安全,操作平稳;
干法工艺
优点: ①单位设备尺寸及装置占地明显较湿 法小得多; ②因系统中水循环较小,乙炔损耗低; ③废渣含水量低,处理以及回收利用 相对容易;
缺点: 缺点: ①水消耗较大,因为大量热量要靠水 ①产品杂质含量高,纯度不高(相比 湿法); 来移出; ②系统内有大量水循环,因此部分乙 ②反应温度较高; ③操作相对复杂; 炔会溶解于水中,造成部分乙炔损失, 因此温度维持在80-90℃,以最大限 度减少乙炔损失; ③单位设备尺寸及装置占地大;
乙炔生产工艺流程概述

生产工艺流程简述本项目采用“电石入水法”生产溶解乙炔,其主要原料为电石和水。
(1)电石破碎人工将电石库内的大块电石破碎成50-200mm的电石。
(2)乙炔发生将破碎好的电石人工运至发生器间,通过电动葫芦将电石提升至3.5米平台上,采取电石入水的方式进行生产操作。
电石和水在乙炔发生器内进行水解反应,生成乙炔气和氢氧化钙(熟石灰)并释放出热量。
粗乙炔气体由发生器顶部逸出,经喷淋预冷器及正、反水封进入乙炔气柜中。
电石渣浆流入渣浆槽,发生器的反应过程如下:主反应:CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2+130kJ/mol副反应:CaO+ H2O→Ca(OH)2 +63.6kJ/molCaS+ 2H2O→Ca(OH)2 +H2SCa3P2+ 6H2O→3Ca(OH)2 +2PH3Ca3N2+ 6H2O→3Ca(OH)2 +2NH3Ca3Si+ 4H2O→2Ca(OH)2 +SiH4Ca3As2+ 6H2O→3Ca(OH)2 +2AsH3(3)乙炔净化、中和、气水分离从气柜中出来的乙炔气经过一清塔、二清塔,然后进入中和塔。
因电石中含有少量的硫、磷,所以粗乙炔气体中含有少量的H2S、PH3,须在装瓶之前进入清净塔加以净化。
在清净塔与含有效氯0.085~0.12%的次氯酸钠溶液直接接触反应,以脱除粗乙炔气中的磷、硫杂质。
由清净塔顶排出气体进入中和塔与塔顶喷入的10~15%液碱中和反应后,经气水分离器除去气相中水分,使纯度98.0%以上的精乙炔气送压缩系统。
工艺反应式如下:4NaClO+H2S→H2SO4+4NaCl4NaClO+PH3→H3PO4+4NaCl反应生产的酸,再用10~15%的碱液中和,其反应式为:2NaOH+ H2SO4→Na2SO4+2H2O3NaOH+ H3PO4→Na3PO4+3H2O2NaOH+ CO2→Na2CO3+H2O(4)压缩、油水分离、干燥净化的乙炔气经低压水封进入压缩机,本工段选用2Z-1.5/25型乙炔压缩机,采用分子筛高压干燥装置。
乙炔生产工艺流程

乙炔生产工艺流程
乙炔是一种常见的工业气体,也是重要的化学原料之一。
下面将介绍一种常见的乙炔生产工艺流程。
乙炔的生产可以通过多种方法,例如煤炭氢化、重油蒸气裂解等,但目前最常用的方法是通过乙烯裂解制取乙炔。
首先,从石油裂解或乙烯蒸馏装置中得到纯度较高的乙烯原料。
乙烯是一种低碳烯烃,具有双键结构,是乙炔生产的重要原料。
接下来,将乙烯原料送入乙烯炉进行裂解反应。
乙烯炉内通常使用催化剂或是高温高压条件,将乙烯分解成乙炔和一定量的丙烯、乙烷、丙烷等副产物。
裂解反应可以写作化学方程式:C2H4 → C2H2 + H2
随后,将反应产物通过冷凝和分离装置进行冷却和分离。
冷却过程中,通过降低温度,使乙炔和其他副产物冷凝成液体。
这一步骤主要是为了分离和纯化乙炔。
分离和纯化乙炔的方法有很多种,常用的方法是采用吸附分离和精馏分离的联合工艺。
首先,乙炔混合物进入吸附塔,利用吸附剂选择性地吸附乙炔,从而将其与其他副产物分离。
然后,再将吸附后的乙炔气体通过精馏塔进行精馏,得到纯净的乙炔产品。
最后,将分离出的乙炔气体进行压缩和净化处理后,向市场供应或应用到相应的化工工艺中。
乙炔的生产工艺流程相对简单,并且在工业生产中具有广泛应用。
乙炔可以被用作燃料、化学品合成中的重要原料,也可以用于金属切割和焊接等行业。
因此,乙炔的生产对于国民经济和社会发展具有重要意义。
总结起来,乙炔的生产工艺流程包括乙烯裂解、冷却分离、吸附分离、精馏和压缩净化等步骤。
这个工艺流程能够高效地生产出纯净的乙炔产品,满足不同领域的需求,为社会和经济的发展做出贡献。
乙炔生产工艺流程图

乙炔生产工艺流程图乙炔是一种有机化合物,其化学式为C2H2。
乙炔常用于金属切割和焊接等领域,也可用于合成其他有机化合物。
以下是一种典型的乙炔生产工艺流程。
首先,乙炔的生产通常基于石油或天然气作为原料。
在石油精炼过程中,石油或天然气被加热至高温,进而气化为气体。
气化后的气体包含了乙炔的前体物质,如乙烯和丙烯。
然后,气化后的气体被传送至一个净化单元,以去除其中的杂质。
常见的净化方法包括实施吸附、过滤、冷凝和升华等工艺步骤。
通过这些处理,净化后的气体可保证后续反应过程的高效进行。
接下来,净化后的气体被送入乙炔生成炉 (Acetylene Generator) 进行热解反应。
热解反应通常在高温和压力下进行。
在乙炔生成炉中,气体通过加热至高温,分解为乙炔和氢气。
这个过程主要涉及到碳和氢之间的化学键的断裂和重组。
在乙炔生成炉中,需要注意控制反应的温度和压力。
一般来说,较高的温度和压力有利于提高乙炔的产率,但过高的温度和压力也可能导致不完全的分解和气体组分的失去。
因此,在工艺设计中需要权衡这些因素,以平衡产率和产品质量。
乙炔热解反应之后,产生的乙炔气体会经过进一步的处理和分离。
这包括乙炔氢气分离、乙炔的纯化以及氢气的回收。
分离过程通常使用吸附、蒸汽相冷凝和膜分离等技术。
最后,纯化后的乙炔气体会被压缩和储存,以备将来的使用。
此外,还需要进行乙炔气体的安全措施,以防止其泄漏和爆炸。
总结起来,乙炔的生产工艺涉及到原料气体的气化、净化、热解、分离、纯化等一系列工艺步骤。
这些步骤的关键是控制反应的温度、压力和催化剂等因素,以确保高产率和产品质量。
这种乙炔生产工艺是一个复杂的过程,涉及到多个工艺单元的协调和优化。
乙炔车间工艺流程简图

乙炔车间工艺流程简图乙炔车间工艺流程简图是用来展示乙炔车间生产乙炔气的过程。
下面是一个简单的700字的乙炔车间工艺流程简图:乙炔车间工艺流程简图流程1:原料准备原料准备阶段是准备生产乙炔气所需的原料。
主要原料包括石灰石和石油焦。
这些原料需要经过研磨和筛分等处理,以确保其颗粒大小和纯度符合生产要求。
流程2:装料装料阶段是将准备好的原料装入炉中进行燃烧。
首先,需要将石灰石和石油焦按照一定比例混合,并将混合物通过传送带或输送装置装入炉中。
然后,点火器点燃混合物,使其燃烧。
流程3:生成乙炔气生成乙炔气是乙炔车间的核心工艺环节。
在高温和高压的条件下,石灰石和石油焦经过燃烧反应,生成乙炔气。
反应过程中,需要控制炉内的温度、压力和氧气含量等参数,以保证乙炔气的生成效率和纯度。
流程4:分离气体分离气体阶段将生成的气体进行分离和净化处理。
乙炔气与其他反应生成的气体(如氮气、氧气等)需要进行分离和提纯。
通常,乙炔气会被送入净化器中,经过一系列的分离和净化步骤,去除其中的杂质和不纯物质。
流程5:收集乙炔气收集乙炔气阶段将净化后的乙炔气进行收集和储存。
一般情况下,乙炔气会被送入储气罐或气体容器中进行储存。
储气罐需要具备一定的密封性和安全性,以确保乙炔气不会泄漏或受到外界的污染。
流程6:使用和运输使用和运输阶段是将储存的乙炔气运输到需要使用的地方。
乙炔气可以通过管道输送到工业生产现场或其他需要乙炔气的地方。
在使用乙炔气时,需要采取相应的安全措施,避免发生火灾或其它事故。
乙炔车间工艺流程简图的目的是展示乙炔车间生产乙炔气的过程,帮助工作人员理解和掌握乙炔生产的流程和要点。
此简图中的流程仅供参考,实际乙炔车间的工艺流程可能因工艺设备和操作要求的不同而有所差异。
乙炔生产流程

乙炔生产流程乙炔是一种重要的化工原料,广泛应用于乙炔焊接、乙炔切割、乙炔化工等领域。
乙炔的生产流程是复杂而精细的,需要通过多道工序进行。
本文将对乙炔生产流程进行深入研究,探讨其生产原理、工艺流程以及相关技术。
首先,乙炔的生产原理是通过乙烷或乙醇等原料在适当的条件下进行裂解或氧化反应得到。
其中,乙烯是乙炔主要的原料之一,通过乙烯气相裂解反应可以得到乙炔。
而乙醇则可以通过催化氧化反应转化为乙炔。
这两种途径分别适用于工业生产和实验室规模的乙炔生产。
乙炔生产的工艺流程通常包括原料准备、反应器设计、生产操作等环节。
在原料准备阶段,需要对乙炔生产所需的原料进行准备,确保原料的纯度和质量符合要求。
反应器设计是乙炔生产的关键环节,需要考虑反应转化率、反应速率等因素,选择合适的反应器类型和操作条件。
生产操作则包括反应控制、产品分离、废气处理等步骤,需要严格遵循操作规程,确保生产的安全和高效。
乙炔生产的相关技术主要包括催化氧化、气相裂解、热化学反应等方面。
催化氧化是乙炔生产的重要技术之一,通过催化剂促进乙醇的氧化反应,得到乙炔和水。
气相裂解则是乙炔生产的经典技术,通过高温将乙烯气体裂解为乙炔和氢气。
热化学反应则是一种较为新颖的乙炔生产技术,通过高温和高压下的化学反应得到乙炔。
让我们总结一下本文的重点,我们可以发现,乙炔生产是一个复杂而多样的过程,需要综合运用化学工程、催化化学、物理化学等学科的知识和技术。
未来,随着科技的不断发展和进步,乙炔生产技术将会得到进一步的优化和改进,为乙炔的广泛应用提供更多可能。
通过对乙炔生产流程的研究和探索,可以为工业生产提供更多的选择和方向,推动乙炔产业的发展和壮大。
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5万吨/年PVC车间乙炔发生工段工艺流程设计目录前言 (1)一、设计背景 (1)(一)乙炔概述 (1)1、乙炔在水中的溶解度 (2)2、原料特性 (2)3、化学性质 (3)4、产品的主要用途 (3)二、设计内容 (4)(一)设计思路 (4)(二)工艺流程选择 (4)1、湿法乙炔发生 (4)2、干法乙炔发生 (5)3、工艺方案的选择 (5)4、湿法乙炔生产原理及工艺流程设计 (5)(五)工艺流程图 (6)(三)生产流程说明 (7)1、发生 (7)2、冷却与调节 (7)3、次氯酸钠的配制 (8)4、清净 (8)5、碱洗和干燥 (8)(四)乙炔发生工段工艺计算 (8)1、物料衡算 (8)(六)三废处理 (12)1、废渣 (12)2、废气 (12)3、废水 (13)三、设计总结 (13)参考文献 (14)前言聚氯乙烯PVC是由氯乙烯单体VC均聚或与其他多种单体共聚而制得的合成树脂聚氯乙烯再配以增塑剂稳定剂高分子改性剂填料偶联剂和加工助剂经过提炼塑化成型加工成各种材料当前PVC生产面临着严重的挑战比如生态环境的保护潜在替代品的市场竞争资源的进一步优化配置能量的合理充分利用生产过程的优化和高效率化生产和使用效率的提高应用技术和市场开拓等都在不同程度上影响着PVC的进一步发展在上述问题上仍有大量工作要做对生态环境安全的配套助剂环境保护技术包括PVC废弃物的回收再利用和处理等方面更需要花大力气加以研究。
一、设计背景(一)乙炔概述(1)产品名称:乙炔(2)分子式:C2H2,分子量26.04(3)产品说明:工业电石乙炔中因含有杂质磷化氢等而有特殊臭味。
在温度-836℃和0.1MPa压力下,乙炔变为无色易流动的液体。
当温度继续下降即成为白雪状物质;在0℃和01MPa压力下1L液态时,乙炔可得3825L气态。
(4)物理性质①在标准大气压下乙炔密度表1 在不同温度下乙炔的密度表2 不同温度下乙炔热熔粘度导热系数乙炔在水中的溶解度随温度的升高而减小,随压力的升高而增大。
乙炔气体在0.1MPa下在水中的溶解度与温度的关系:见下表乙炔气体在0.1MPa下在水中的溶解度与温度的关系。
2222小于0.0005mL。
(2)爆炸性,乙炔物理性质中最危险的就是其爆炸性,因此在使用包装储运中均应引起高度重视。
(3)自爆性,乙炔属不饱合烃很不稳定,较易发生分解。
爆炸在高温高压下更具有分解爆炸的危险性。
压力为0.15MPa的工业乙炔在温度超过550℃时,将全部分解爆炸其反应式为碳引起爆炸。
(4)当乙炔溶解时其分子为溶剂所分散。
此时,乙炔的爆炸能力就降低,而极限压力超过此压力时,乙炔就爆炸分解则大大增高。
例如:溶于丙酮中的乙炔在压力98MPa表压时虽引火也不致发生爆炸。
(5)当温度在500℃以下时,并无接触剂存在而空气的浓度又未达到。
爆炸浓度在压力低于0196MPa时,则发生器内的乙炔就不可能发生爆炸分解。
(6)当乙炔与铜盐银盐及汞盐的水溶液相互作用时,能生成具有爆炸性的各种乙炔化物(7)乙炔与其它气体混合物的爆炸性。
2、原料特性(1)电石①一般性状电石的学名叫碳化钙;分子式CaC2;分子量64.10;化学纯碳化钙几乎是无色透明的晶体。
极纯的碳化钙结晶是天蓝色的大晶体,其颜色与淬火的钢相似不溶于任何溶则中化学纯的。
碳化钙只能在实验室中用直接加热金属钙和纯炭的方法制得。
通常,所说的电石是指工业碳化钙而言,其中主要含有碳化钙外还含有少量其它杂质。
②物理性质1)外观电石的颜色随其含碳化钙的量不同而异。
通常为灰色有时呈棕黄色或黑色。
电石新断面星灰色,碳化钙含量较高的电石新断面呈紫色,电石新断面暴路在空气中就会吸收空气中的水份而失去光泽,变成灰白色粉未。
2)熔点电石的熔点随其碳化钙含量的多少而改变③生成温度电石的生成温度为1800℃,液态电石的粘度很大,当温度定时粘度随碳化钙含量的增加而增大。
而当碳化钙含量一定时,其粘度随温度的降低而增加。
液态电石冷却后就变成脆性的固体。
3、化学性质(1)水解反应电石不仅能被液态水水蒸汽所分解,而且能被物理和化学的结合水所分解,其分解产物为乙炔和氢氧化钙或氧化钙。
电石浸入水中时的反应:CaC2+2H2O→(CaOH)2+C2H2用水蒸汽分解电石与水分解电石的情况一样,有足量水蒸汽时生成氢氧化钙;蒸汽量不足且温度超过200℃时则生成氧化钙。
(2)氧化反应干燥的氧气在高温下将电石氧化生成碳酸钙和碳2CaC2+3O2+2CaCO3+2C4、产品的主要用途(1)化学工业乙炔广泛的应用于基本有机化工合成和三大合成材料,如丁醇、辛醇、乙醛、醋酸、二氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯、14-丁二醇丙烯酸等;合成树脂中的聚氯乙烯;合成纤维单体中的丙烯腈;聚乙烯醇合成橡胶中的氯丁橡胶等。
乙炔还可以用作许多精细化工产品的原料。
(2)金属加工业,乙炔大量用于金属的切割和焊接。
(3)其它工业,乙炔可生产炭黑用于制造于电池无线电原料导电橡胶等。
(4)产品的包装贮运方法,乙炔可生产炭黑用于制造干电池无线电原料导电橡胶等。
(5)产品的包装贮运方法①包装,工业乙炔可包装在专用的钢瓶内溶解,乙炔包装在内充活性炭和丙酮溶液的特别钢瓶内。
②输送,工业乙炔大部分用管道输送少量乙炔;用车船输送溶解乙炔钢瓶;用车船输送乙炔为易燃易爆气体;在管道内输送的流速要小于6ms;输送压力要小于014MPa。
③储存,乙炔储存在钟罩式气柜内;乙炔钢瓶要储存在离火源和热源规定距离的仓库内。
二、设计内容(一)设计思路本设计为年产5万吨PVC车间乙炔发生工段的工艺设计,简单介绍了乙炔的性质和主要用途,也介绍了目前由电石生产乙炔的两种常见的生产方法:湿法乙炔和干法乙炔,并进行了比较,最后确定以湿法乙炔作为本设计的工艺生产方法。
在设计过程中,根据设计任务书的要求,进行了较为详细的物料衡算和能量衡算,并对设备进行了工艺计算和选型,同时对整个聚氯乙烯生产过程中的安全注意事项及“三废”治理作了相关说明。
绘制了相应的设计图纸,设计图纸包括乙炔生产工艺流程图、主要设备图。
(二)工艺流程选择1、湿法乙炔发生湿法是将电石投入过量的水中每公斤电石需10~20公斤水反应,放出的热量大部分被水所吸收,其杂质为石灰乳水澄清后返回发生器。
放出的热量大部分被水所吸收,其杂质为石灰乳水澄清后返回发生器,使用渣浆用泵送至排渣场。
根据发生:器的型式又可分为立式和卧式两种立式发生器的优点。
是乙炔纯度高操作温度低较安全。
2、干法乙炔发生干法是把少量的水洒在电石上,水量一般为理论量的1.2~1倍;反应热靠过量的水蒸发吸收掉,维持正常的操作温度100~110℃。
其反应式为:CaC2+H20→CaO+C2H2干法生产使用的电石粒度小小于5mm其渣为干的粉术容易处理但设备复杂移动设备多严密性高操作技术要求高。
3、工艺方案的选择由电石发生乙炔根据工艺过程的特点可分为湿法和干法,本次工艺设计选择湿法乙炔工艺。
4、湿法乙炔生产原理及工艺流程设计(1)反应原理电石遇水生成乙炔气和氢氧化钙同时放出很大的热量因工业电石不纯其中杂质遇水后也能起反应生成相应的杂气其主副反应如下主反应:CaC2+2H2O→C2H2+Ca(OH)2CaS+2H20→Ca3P2+6H2O3Ca(OH)2+2PH3→Ca3N2+6H2OCa2Si+6H2O→CaAs2+6H2O由于发生上述副反应故在粗乙炔气冲含有PH3、H2S、NH3、SiH4、AsH3等杂质。
电石水解生成大量Ca(0H)2。
碱性介质使PH3和H2S的水解反应不完全且由于H2S 在水中溶解度大于PH3,因此粗乙炔气中含有较多的PH3,尚可以H4P2形式存在其在空气中会自燃。
(2)影响发生的因素①电石纯度的影响,电石纯度越高,水解速度越快单位发气量越大反之则慢。
②电石粒度的影响,电石水解反应是液固相反,电石粒度越小,则与水接触表面积越大。
反应速度越快,但粒度也不宜过小否则水解速度过快使反应热不能及时移走。
从而发生局部过热而引起分解爆炸危险。
粒度过大则电石反应慢,在排渣时容易带走未水解的电石造成电石耗量上升。
③电石在发生器内的停留时间,主要是由发生器的结构决定的,如挡板层数、搅拌速率、耙齿角度等因素对停留时间影响很大。
对一定粒度的电石必须保证其完全水解的停留时间。
并能很好地更新电石表面,使电石表面的Ca(OH)2及时移走,以便电石于水有良好的接触。
一般有3~5层挡板,发生器里电石停留时间约为10分钟以上,即使发生器的结构完善在电石渣中仍有超过反应温度下饱和溶解度的乙炔。
由于乙炔对电石渣固相微粒5~10mm表面的吸附作用,以及未反应完的电石微粒为12倍于其直径的Ca(OH)2紧包着使电石不易分解。
④反应温度的影响,电石水解反应是加入过量水,移去通常理论上每吨电石水解需水量为0.56吨。
为控制在一定的温度,一般发生器加水量包括所用废水,适当增加反应温度的高低是通过调节加水量的多少,来控制的不同粒度的电石反应速率。
在不同温度下水解速度的区别是较大的,随着温度的升高,水解速度加快,小粒度电石更为显著。
同时随着反应温度的上升,乙炔在电石渣中溶解度下降显著。
降低电石消耗,因此适当提高反应温度是比较有利的。
反应温度越高;排渣含固量越高,从而造成排渣困难。
另外反应温度越高,粗乙炔气中,水蒸气含量增加,以及浆渣夹带增加,造成后面冷却负荷加大,也因此堵塞管道。
因此综合,上述情况及安全等方面考虑,水解温度不宜过高,一般控制在正负80℃和正负5℃之间。
(3)乙炔的压缩原理水环压缩机又叫水环泵。
泵的外壳为圆形上有一个偏心安装的转子,转子上有叶板泵。
在叶板泵内用水充满到一定高度,当转子旋转从而形成水环。
由于具有偏心距,因此水封将叶板封着而使叶板间形成许多小室,在旋转的前半周这些小室增大。
由于通过进口处,将气体吸入在旋转的后半周小室内,使得体积缩小,于是将气体压缩。
迫使气体从压出口排出,往返连续运行,即乙炔连续压送的过程。
(五)工艺流程图带控制节点的工艺流程图如下图2所示:图2.工艺流程设计图符号:—乙炔管——吹除管1-水封;2-乙炔发生器;3-电石斗;4-洗涤器;5-贮气罐;6-固体净化器;7、16-水分离器;8-中压水封;9-转换开关;10- 冷却器;11-乙炔排送机;12、14、15-低压水封;13-水分离器;17-平衡器;18-乙炔压缩机;19-高压油水分离器;20-组式干燥器;21-流量计;22-汇流排和气瓶(三)生产流程说明1、发生发生器内盛有四分之三体积的水,当电石进入后发生水解反应水,提高来自废水高位槽的废水,并补充适当的生产上水,并不断加入室温水和不断由溢流管排出。
带有石灰乳的水溶液,带出大部分反应热。
以保持生产的正常进行,将发生器温度控制在士80和士5℃。
发生器的液位是靠溢流来保证的,发生器内设有四层搅拌耙齿使电石与水的接触面不断更新,充分进行反应产生的粗乙炔,粗乙炔气从发生器的上部导出经正水封至冷却塔。