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乙炔工序学习资料二一年七月十日星期二目录第一章 原料与产品5第一节 原料电石5一 性能5二 用途9三 制造方法10四 规格11五 包装和储运11第二节 产品乙炔12一 性能12二 用途18三 制造方法19四 规格19五 包装和贮运20六 安全事项20第三节 辅助原料21一 液氯21第二章 乙炔的发生23第一节 乙炔生产方法的简单介绍23一 烃类裂解法23二 电石法25三 几种乙炔生产方法的比较26第二节 乙炔的发生原理27二 对原料电石的要求27三 反应原理27第三节 乙炔发生工艺控制指标的讨论28一 以公用工程的要求28二 原料电石的质量28三 乙炔发生系统的压力30四 乙炔发生系统的温度30五 发生器的液面31六 加料时贮斗的通氮置换31七 发生器的加料、搅拌、仃留时间和排渣32八 乙炔发生的水量32九 乙炔气柜33十 粗乙炔的质量指标34十一 乙炔发生部分工艺控制指标34第三章 乙炔的清净36第一节 乙炔清净的目的36一 乙炔气体中的杂质36二 乙炔清净的目的36第二节 乙炔清净的方法37一 清净剂的选择37二 乙炔清净方法简单介绍37第三节 乙炔清净原理39一 次氯酸钠的制备39二 次氯酸钠的氧化反应40三 酸碱中和反应40四 低温水洗40五 液滴分离41六 杂质进一步用活性炭吸附净化乙炔41第四节 乙炔清净工艺控制指标的讨论41一 GF-001的控制41二 TQ-002清净塔的控制42三 次氯酸钠的配制43四 综合洗涤塔的控制43第五节 工艺流程叙述46一 原料的加入46二 发生46三 冷却与调节46四 次氯酸钠的配制47五 次氯酸钠的氧化47六 碱洗和干燥47第四章 乙炔工序工艺、质量控制指标49一 工艺控制指标49二 质量控制指标51第五章 乙炔工序的有关工艺计算52一 乙炔的收率52二 电石加料量52三 标准乙炔体积的换算52四 NaOCl（次氯酸钠）消耗的计算53五 碱消耗量的计算54六 计算实际举例54第六章 乙炔工序的主要生产设备57第一节 乙炔发生器57第二节 乙炔压缩机57第三节 乙炔清净塔58第四节 乙炔综合洗涤塔59第七章 乙炔工序异常现象分析60第一节 发生部分60一 电动葫芦有杂音60二 电动葫芦滑车60三 电动葫芦起动不起来60四 一贮斗有压力60五 活门跑气61六 一贮斗防爆膜破61七 加料着火或爆炸61八 发生器温度偏高61九 二贮斗温度过高62十 发生器压力偏高62十一 发生器压力偏低或负压62十二 发生器液面偏高63十三 发生器液面过低63十四 溢流不畅63十五 发生器锥底堵63十六 连料64十七 气柜过低64第二节 清净部分64一 清净效果差，精乙炔中H2S、H3P超标64二 清净系统阻力上65三 TQ-003一般有效氯增长快65四 压缩机送气量小或有杂音65五 文丘里真空度低65六 氯气转子进水66七 转子流量计浮子上不去66八 碱槽爆炸66九 地沟着火爆炸66十 次氯酸钠配制槽爆炸67十一 TQ-003一段阻力大67十二 漏氯气的处理6768第一章 原料与产品第一节 原料电石一 性能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，不溶于任何溶剂中。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。含85.3%碳化钙的电石组成如表1.1所示。序号组 分分子式组成（%）1碳化钙CaC285.32氧化钙CaO9.53二氧化硅SiO22.14氧化铁Fe2O31.455氧化铝A l2O36氧化镁mgO0.357碳C1.2表1.1 含85.3%碳化钙的电石组成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。电石新断面呈灰色，碳化钙含量较高的电石新断面呈紫色。电石新断面暴露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。见表1.2和图1.1。CaC2含量（%）100806952.535.6熔点（）23002000175019801800表1.2电石中碳化钙含量和熔点的关系图1.1电石中碳化钙含量和熔点的关系（3）生成温度电石的生成温度为1800。（4）比重电石中碳化钙的含量越高，其比重越小，一般约在2.22.6之间。温度不同，电石的比重也不一样。含80%碳化钙的电石在12时比重为2.3，含80%碳化钙的液态电石比重为1.84。电石的比重与其碳化钙的关系见图1.2。图1.2 电石的比重与碳化钙的关系（5）溶解度电石不溶于任何已知溶剂中。（6）粘度液态电石的粘度很大。当温度一定时，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。（7）导电性电石的导电性与碳化钙的含量有关。通常，电石中碳化钙的含量越高，其导电性能越好。但是，当碳化钙的含量降至65%70%时，其导电性最小，比电阻最大，可达120000/cm3；如碳化钙含量继续降低，其导电性则又增加。电石导电性与碳化钙含量的关系见表1.3 。CaC2电石在各种温度下的比电阻(/cm3)lg25lg125lg125/ lg25含量(%)255075100125944502.65928156055164504002.912.60.89885002.779115010008703.060.877220020001500130011703.343.070.927387003.94711200005.08634703853102602422.672.380.8960141.1557121.08443.63.53.253.10.560.490.88表1.3 电石的比电阻与CaC2含量和温度的关系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 Ca(OH)2 + C2H2将水滴加在电石上的反应：CaC2 + 2H2O Ca(OH)2 + C2H2CaC2 + Ca(OH)2 2CaO + 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)氢还原反应在无任何水的条件下，电石在干燥氢气流中加热至2200以上时，发生以下反应：CaC2 + H2 Ca + C2H2生成的金属钙在2275开始升华。(3)氧化反应干燥的氧气在高温下将电石氧化生成碳酸钙：2CaC2 + 3O2 2CaCO3 + 2C(4)与氮气反应粉状电石与氮气在加热时生成碳酸钙：CaC2 + N2 CaCN2 + C(5)卤素反应电石与干燥的氯在250时反应，生成氯化钙和碳。溴与电石的反应更加激烈。CaC2 + Cl2 CaCl2 + CCaC2 + Br2 CaBr2 + 2C(6)硫蒸汽反应硫蒸汽与电石反应生成硫化钙和二硫化碳：CaC2 + 5S CaS + 2CS2该反应在250生成大量的CS2；在500反应进行的很剧烈，除生成CaS和CS2外，还生成少量的碳。(7)与氨反应粉状电石在500600下与氨反应，分解成氮和氢；在650下就生成氰氨化钙、氰化铵和氢：CaC2 + 4NH3 CaCN2 + NH4CN + 4H2(8)与磷、砷反应磷、砷与电石反应生成Ca3P2和Ca3As2，其反应如下：3CaC2 + 2P Ca3P2 + 6C3CaC2 + 2As Ca3As2 + 6C(9)与氯化氢反应氯化氢在加热时与电石反应析出碳、氢和乙炔。(10)与乙醇反应电石与乙醇反应生成醇化钙。(11)与铁反应铁在赤热量与电石反应生成铁钙合金。(12)与金属氧化物反应电石可还原铝、锡、锌、铁、锰、镍、钴、铬、钼、钒等金属氧化物生成钙的合金。(13)与重金属盐反应电石与重金属盐类的水溶液反应生成相应的金属碳化物，例如：2CaC2 + 2CuCl2 + 2H2O CuC2 + Cu(OH)2 + 2CaCl2 + C2H2用同样的方法，可用铁、镍、钴、锰和汞的氯化物制得相应的金属碳化物。(14)与硝酸银反应硝酸银与电石反应，生成C2Ag2、AgNO3。(15)与浓硫酸反应浓硫酸与电石反应，生成丁烯醛和树脂。用重度为1.75的硫酸长时间与电石作用，可生成含硫的化合物。(16)与硫化氢反应硫化氢与电石反应，生成硫化钙和乙炔：CaC2 + H2S CaS + C2H2二 用途1 化学工业电石乙炔是基本有机合成和三大合成材料的重要原料，广泛用来生产丁醇、丁炔二醇、乙醛、丙酮、醋酸、醋酐、丙烯酸、聚氯乙烯、聚乙烯醇和氯丁橡胶等，还可生产乙炔炭黑。2 金属加工工业电石大量用于金属的切割和焊接。3 农业粉状电石与氮反应生成氰氨化钙，即石灰氮，它是优良的碱性肥料。电石还可用来处理橡胶树、菠萝树和凤梨树，以增加产量。4 国防工业电石生成氰化钙，进一步生成氢氰酸、硝酸、铵盐而应用于国防工业。5 其它工业氰氨化钙与氯化钠加热生成氰熔体可用于采金工业、有色金属工业、特殊钢淬火等。用氰氨化钙生产双氰胺、三聚氰胺、硫脲等用于医药、印染、和塑料工业。电石可直接用作脱硫剂。在钢铁工业中，电石制的炉砖可作为炼钢炉的炉衬应用。粉状电石可作为化学试剂和测湿剂，分别应用于工业化学分析和建筑工业中。电石还有许多新用途正在开发中。三 制造方法以石灰的炭材（焦炭、无烟煤和石油焦）为原料，在电石炉内利用电能在18002000的高温下反应而制得电石，其反应式如下：主反应 CaO + 3C CaC2 + CO - 46.60 kJ副反应 CaC2 Ca + 2C - 60.71 kJ CaCO3 CaO + CO2 - 177.94 kJ CO2 + C 2CO - 164.12 kJ H2O + C CO + H2 -164.81 kJ Ca(OH)2 CaO + H2O - 108.86 kJ CaSiO3 CaO + SiO2 - 84.16 kJ SiO2 + C Si + 2CO - 573.59 kJ Fe2O3 + 3C 2Fe + 3CO - 452.17 kJ A l2O3 + 3C 2Al + 3CO - 1218.36 kJ MgO + C Mg + CO - 485.67 kJ电石制造工艺流程示意图见图1.4 。 石窑气 灰石 粉灰 直流电 无烟煤反应 破碎 筛分 电石 反应 冷却 破碎 干燥 破碎 筛分 焦炭 灰焦 炉气 图1.4 电石生产工艺流程示意图四 规格工业电石的规格和粒度见表1.4 和表1.5 。指标名称指标优级品一级品二级品三级品发气量L/kg粒度mm811503052952802555180305295280255250300290275250乙炔中磷化氢,%(V/V)0.060.080.080.08乙炔中硫化氢,%(V/V)0.100.100.150.15表1.4 工业电石标准(GB-10665-89)粒度，mm限度内粒度，%2mm筛下物，%8115085 以上3518085 以上325075（16mm以上）4表1.5 工业电石粒度标准(GB-10665-89)五 包装和储运1 包装电石的包装用壁厚1.02.0毫米的铁桶。桶壁呈波纹状。桶身焊接牢固，气密不漏，必须干燥。桶顶盖要有200毫米圆形开口。桶盖由三或四个螺丝拧紧，严密封固。每桶电石净重1001千克。铁桶上应有牢固明显的“防潮”、“防火”、“危险品”等标志。红、绿、蓝、黄四种颜色分别表示电石为优级、一级、二级、三级品四个等级。2 储运电石属一级遇水燃烧物，危规编号51013。电石遇水产生乙炔，它在空气中遇到火花会发生爆炸。因此，电石应储存于阴凉、通风、干燥、防火、防水的库房中，严格与强酸类及可燃物隔离，最好专仓专储。搬运电石桶前应先打开桶盖放气。搬运时应轻拿、轻放，严禁滚桶、碰撞、磨擦、重放，以防引起火花，发生爆炸。运输工具必须有防雨、防水设施，雨天禁止搬运。搬运者在操作时要风镜、口罩、纱手套。电石桶入仓前应将桶内乙炔气放净，出仓前亦须将桶盖打开放完乙炔气，再加盖密封。电石桶如漏气用油拌石棉绒堵塞，严禁用电焊或锡焊，以防着火爆炸。严禁用铜制器具跟电石接触，以免引起爆炸。火灾时禁用水、酸、碱和泡沫灭火器扑救，只能用干燥黄沙，二氧化碳灭火剂，干燥碳酸钠灭火。第二节 产品乙炔一 性能1 一般性状乙炔在常温、常压下是一种无色、无味的气体。乙炔的分子式为C2H2，分子量为26.04。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-83.6和0.1MPa压力下，乙炔变为无色、易流动的液体。温度继续下降，即成为白雪状物质。在0和0.1MPa压力下，1 升液态乙炔可得382.5 升气态乙炔。2 物理性质（1）密度乙炔气体在不同的温度和压力下的密度分别见表1.10和表1.11。温度 -15-10-505101520253035密度 kg/m31.2391.2151.1931.1711.1501.1311.1101.0911.0731.0551.039表1.10 不同温度下乙炔的密度温度压力(MPa)0.050.10.150.200.583331.171671.765092.36366100.562431.129091.700032.2753150.552541.108981.669352.2337200.5431.089591.639812.19368300.524891.052841.583892.11806400.507961.018581.531852.0478精确度0.000050.0002表1.11 在不同的压力下乙炔的密度热容、粘度、导热系数乙炔的热容Cp = 1.683（J/kgK） Cv = 1.361（J/kgK）热容、粘度、导热系数与温度的关系见表1.12。温度定压热容粘度导热系数温度定压热容粘度导热系数KJ/molKPas10-3W/（mK）KJ/mo lKPas10-3W/（mK）2006.88413.0665058.7820.16663.2225042.878.64117.570060.1621.35269.530045.4310.3422.3675061.4622.50175.7835047.8111.95827.5580062.6323.61682.0640050.0313.49233.0885063.7224.69987.9245052.0814.94938.8190064.7725.75293.7850053.9716.32644.895065.7326.77899.2355055.6817.66350.66100066.6527.779104.6760057.3218.93856.94表1.12 乙炔气体热容、粘度、导热系数与温度的关系溶解度在水中的溶解度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表达1.13。乙炔气体在不同压力下在水中的溶解度见表1.14。温度051015202530溶解度1.731.491.311.151.030.930.84C2H2 升/H2O 升温度405060708090溶解度0.650.50.370.250.150.05C2H2 升/H2O 升表1.13 乙炔气体在0.1MPa下在水中的溶解度与温度的关系温度压力(MPa)0.10.51.01.52.02.53.04.011.979.43(在0.7MPa以上,水合物即将生成)101.5617.4014.220.3(在2MPa以上,水合物趋向生成)201.2295.8211.416.621.225.028.7301.0064.709.514.017.921.525.030.7表1.14 乙炔气体在不同压力下在水中的溶解度（g/kg）在丙酮中的溶解度在0、2.5MPa压力下，1 升丙酮可溶解乙炔345 升。根据乙炔能大量溶解在丙酮之中的这一性质，将乙炔溶解在丙酮中，在1.5MPa压力下装入特制的钢瓶内称为溶解乙炔。它不易爆炸，便于运输储存，使用安全。乙炔气体在0.1MPa下在丙酮中的溶解度与温度的关系见表1.15和在不同压力下在丙酮中的溶解度见表1.16。温度乙炔压力(MPa)0.0010.0020.0050.010.020.050.10-9062108205-802950117-70163272124204-609184479136-505.510.726.15089.5181-403.26.416.131.559.3125210-302.04.010.220.339.288152-201.32.66.613.526.762112-100.91.84.59.118.1448300.61.33.36.513.032.562100.51.02.44.89.624.246.8200.360.71.83.67.218.136.0300.280.61.42.85.613.927.8表1.15 乙炔气体在0.1MPa下在丙酮中的溶解度温度总压(MPa)0.10.20.30.51.01.52.02.53.0058.0109.5158241526912548.195.313720844775411571041.183.01221823846369581534.072.0107.216133554681111462027.962.494.2142.329337268996012972522.453.582.2136.625941359782210993017.945.772.1113.02503645317109404010.433.054.093.51852894085467095022.741.275.2150.5234321432554表1.16 在不同压力下,乙炔在丙酮中的溶解度在其它溶剂中的溶解度乙炔能溶解在许多无机和有机的溶剂中，乙炔在某些溶剂中的溶解度见表溶剂乙炔的溶解度溶剂乙炔的溶解度（ 升/ 升）（ 升/ 升）NaCl饱合溶液0.60苯4.00Ca(OH)2饱合溶液0.75汽油5.70CS21.00乙醇6.00水1.10工业乙酸乙酯14.80四氯化碳2.00丙酮25.00表1.17 乙炔在某些液体中的溶解度着火点的着火温度乙炔的着火点为305。乙炔与空气或氧气混合时的着火温度见表1.18气体乙炔，空气乙炔，空气乙炔，空气乙炔，氧气乙炔，氧气乙炔，氧气体积组成50%，50%30%，70%10%，90%80%，20%50%，50%30%，70%着火温度353374387352235423862表1.18 乙炔与空气或氧气混合时的着火温度自燃点乙炔的自燃点为406440。在空气中允许之有害浓度一般情况下：C2H2小于0.5毫 升/ 升，如有0.1%PH3存在时：C2H2小于0.0005毫 升/ 升。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。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：C2H2-2C+H2温度小于500时，有接触剂存在，也能发生爆炸。有下列物质存在时，0.4MPa压力乙炔发生分解爆炸的最低温度见表1.19物质最低温度物质最低温度电石500氢氧化铁280300氧化铝490氧化铁280铜屑460氧化铜240活性炭400表1.19 乙炔在下列物质存在时发生分解爆炸的最低温度乙炔与其它气体混合物的爆炸性乙炔与空气混合时，其混合气的爆炸极限为乙炔含量2.3%81%(2.5%80%体积),最危险的范围为7%13%。乙炔与氧混合时，当乙炔的含量为2.3% 93% 在1个大气压下加热至300以上即行爆炸最危险的范围为O2含量在30% 50%。乙炔与氯气混合时，在日光作用下就会激烈反应引起爆炸。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9.8MPa（表压）时，虽引火也不致发生爆炸。湿乙炔的爆炸能力低于乙炔，并随温度的增高而减小，当水蒸汽与乙炔之体积为1：1.5时，通常不会发生爆炸。乙炔爆震速度18003000m/s，爆震发生的局部压力为58.84MPa。设备和管道的材质 当乙炔在中性或碱性操作条件下，所有设备应禁用紫铜件，并尽量避免使用铜合金，如不可能时，则只利用含铜量低于70%的铜合金。工业乙炔与金属铜、银相互作用时，能生成爆炸性的乙炔铜或乙炔银，故严禁用铜或银焊条焊接乙炔发生器等设备和管道。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时，在压力低于0.196MPa(表压)时则发生器内的乙炔就不可能发生爆炸分解。H2S、PH3、及SiH4等杂质对乙炔的聚合和分解过程不发生显著的影响。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。水合性乙炔与水接触时，能生成由一分子乙炔和六分子水组成的晶体，形态如冰雪状，称为水合晶体。此水合晶体的平衡状态决定于温度和压力，这两者之间的关系见表1.20压力 MPa(表压)0.58860.78480.98071.1771.47151.96142.45252.943极限温度2468101213.515表1.20 乙炔水合晶体在平衡状态时的温度和压力的关系3 化学性质 加成反应加氢反应乙炔在催化剂存在下能与氢加成。其反应如下：CHCH + H2 CH2CH2 加氯反应 CHCH + Cl2 CHClCHClCHClCHCl + 1/2Cl2 CHClCCl2CHClCCl2 + 1/2Cl2 CCl2CCl2加卤化氢反应CHCH+ HCl CH2 CHCl2CHCH + HCl CHCClCH2加氢化氰反应CHCH + HCN CH2 CHCN加醋酸反应CHCH + CH3COOH CH2CHCOOCH3（2）水合反应CHCH + H2O CH3CHO（3）氨化反应3CHCH + NH3 甲基吡啶（4）炔化反应乙炔与丙酮进行炔化反应生成甲基丁炔醇，再经选择加氢和脱水可得异戊二烯，其反应如下：CHCH + CH3COCH3 CH2C(CH3)CH CH2 + H2O（5）缩合反应乙炔与一分子甲醛反应生成丙炔醇。乙炔与两分子甲醛反应生成 1，4-丁炔二醇，再经加氢反应就生成 1，4-丁二醇，其反应如下：CHCH + HCHO CHCCH2OHCHCH +2HCHO HOCH2CCCH2OHHOCH2CCCH2OH +2H2 HO(CH2)4OH（6）分解反应乙炔在高温下分解成炭黑和氢气。CHCH 2C + H2（7）聚合反应两分子乙炔可聚合成乙烯基乙炔。三分子乙炔可聚合成二乙烯基乙炔和苯，其反应如下：2CHCH H2CCHCCH3CHCH CH2CHCCCHCH23CHCH C6H6（8）其它反应乙炔与CO、醇、硫醇等反应可制取丙烯酸及其衍生物。CHCH + CO + H2O CH2CHCOOH二 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、1，4-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干电池、无线电原料、导电橡胶等。三 制造方法最早生产乙炔的方法是电石乙炔法，50年代后才开始以天然气、石油气或易汽化的液态烃类如石脑油凝析油等为原料的烃类裂解法来生产乙炔。根据供热方式的不同，烃类裂解法又可分为电弧法、高温裂解法、蓄热炉裂解法和部分氧化法。日前，工业上生产乙炔采用比较多的方法是电石乙炔法和天然气部分氧化法。四 规格电石乙炔、天然气乙炔、溶解乙炔的规格分别见表1.21、1.22和1.23。指标名称指标工业乙炔照明乙炔乙炔 vo l%97.597.5磷化氢vo l%0.060.02硫化氢vo l%0.10.05表1.21 电石乙炔规格组分C2H2He、ArCO2惰性气体组成vo l%99.750.100.030.12表 1.22 天然气乙炔规格指标含量乙炔 vo l%98.0磷化氢vo l%硝酸 银试纸不变色或呈淡黄色硫化氢vo l%表 1.23 溶解乙炔规格五 包装和贮运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6m/s，输送压力要小于0.14MPa。3 储存乙炔可储存在钟罩式气柜内，乙炔钢瓶要储存在离火源和热源有规定距离的仓库内。六 安全事项1乙炔为易燃、易爆气体，要按相应的规范、标准、规定处理。2严禁在生产和储存的场所使用明火、吸烟、穿钉子鞋。禁止用铁器敲打设备和管道，以免产生火花引起爆炸。3乙炔系统发生火灾时通N2保护，可用二氧化碳灭火剂扑救，不得用四氯化碳灭火。4乙炔管道不能产生负压。当管道内冻结时，只允许用热水或蒸汽加热，严禁用火或其它热源加热。5乙炔设备检修时，必须用N2加以置换，使乙炔含量小于0.5%。6乙炔瓶库如与氧气、可燃、易燃物品库邻近布置时，其间要用防火墙隔开。7乙炔钢瓶要轻装轻卸，不得在地上滚动，也不得从高处往下扔。8乙炔生产的设备、管道、和管线不得用铜配件。第三节 辅助原料一 液氯分子式 Cl2 分子量 70.9061 性质 黄绿色液体，沸点-34.6。熔点-100.98。在常压下就汽化成气体故需压力下包装在钢瓶中才能储存和运输。有毒性，具有窒息的气体，吸入人体能严重中毒，有强烈刺激性臭味和腐蚀性。在日光下与其它易燃气体混合时发生燃烧和爆炸。氯是很活泼的元素，可以和大多数元素（或化合物）起反应。2 用途 液氯一般汽化后使用，用途极为广泛。为强氧化剂，用于纺织造纸工业的漂白，自来水的净化、消毒，镁及其它金属的炼制。制取农药、洗涤剂、塑料、橡胶、医药等各种含氯化合物。3 规格 见表1.24 GB5138-85指标名称指标指标名称指标氯含量，%（V/V）99.6水分含量，%（mm）005表1.24 GB5138-854 包装及储运 1000kg、500kg、400kg等钢瓶包装。钢瓶外应标明“氯”及“有毒压缩气体”标志。液氯属极毒品，危规编号：31001。应储存在阴凉、通风的库房中。宜专库专储。切勿与易燃物、易爆物及氨气共储或拼车运输。库温不超过35，防止日光照射，储存时钢瓶应戴上安全帽。经常检查阀门是否漏气，应由熟悉钢瓶结构的人员旋紧阀门螺丝，如无法修理，应将漏气钢瓶即送自来水厂使用或浸入石灰乳中。工作人员须戴防毒面具。失火时，可以用水浇救。消防人员应戴防毒面具。第二章 乙炔的发生第一节 乙炔生产方法的简单介绍自然界中不存在天然的乙炔，工业上生产乙炔的方法目前有：烃类裂解法、天然气乙炔法和电石乙炔法。一 烃类裂解法由石油及天然气制取乙炔，在世界各国发展较快，并逐渐取代电石乙炔法。我国石油及天然气的蕴藏十分丰富，为烃类裂解法制取乙炔提供了广阔的前景。目前，四川省已经建成了一座用天然气制取乙炔的生产装置。天然气中的甲烷及石油气中的乙烷、丙烷等裂解均可以生产乙炔，同时也可生产出乙烯等其它产品。2CH4 C2H2 + 3H22CH4 C2H4 + 2H2C2H6 C2H2 + 2H2C2H6 C2H4 + H2C3H8 C2H4 + CH4当温度达到1500时生成乙炔的速度比生成乙烯的速度大的多，甲烷、乙烷、丙烷制造乙炔时要吸收大量的热。2CH4 C2H2 + 3H2 - 89.9 Kca l/mo lC2H6 C2H2 + 2H2 - 80.4 Kca l/mo2/3C3H8 C2H2 + 5/3H2 - 75.1 Kca l/mo从上面可以看出，生产每克分子乙炔所需的热量，随着烃类原料分子量的增加而减少。压力对乙炔的生成是有影响的，上述反应均是分子数增加的反应。从理论上来讲，减压对反应是有利的，但从反应速度（即动力学）来考虑，减压则不利。其生产方法可分为电弧裂解法、再生法、部分氧化法、等离子流裂解法、石脑油裂解法等。下面只将电弧法、再生法、部分氧化法作一简单的介绍。1 电弧裂解法利用电弧的能量，使天然气迅速通过高达3000的电弧区将气体在极短的时间内加热到1500，发生裂解反应。通过后，气体采用喷水的方法，迅速冷却到1500，即得到稀乙炔。电弧反应器，使用直流电，电压700伏，电流850900安，电弧的功率为700000瓦，炉中反应气体最高温度1600。从炉中出来的反应气除乙炔外，还含有大量氢、乙烯、碳黑。先冷却到80除去碳黑。例如，甲烷的单转化率为50，100kg的天然气（内含80kg的甲烷）经裂解反应，得45kg乙炔，9.2kg乙烯，5.3kg碳黑，143立方米氢气。此法的缺点是需耗大量的电能。2 再生法（又称蓄热炉法）是利用甲烷直接与预热器表面接触，使要裂解的甲烷达到所需的温度，在裂化炉中用燃烧气体使填料加热到1000，然后通入甲烷，发生裂解反应。裂解是强烈的吸热反应，填料很快被冷却。故在反应器中进行裂化的时间很短，只有一分钟左右，然后把它重新加热。这一过程是周期性的，一分钟加热，一分钟反应。反应条件：绝对压力80mmHg，温度14001500，接触时间0.01秒，甲烷转化率70，乙炔效率50。此法电能只在造真空、分离压缩气体时用，热量依靠燃烧气体供给。由于降须在真空条件下，周期时间短进行反应，须高度自动化。3 部分氧化法（又称不完全燃烧法）部分氧化法制乙炔是目前世界各国制取乙炔的最主要方法。它的特点在于不仅能得到乙炔，而且能得到大量的合成气体（CO、H）为化工综合利用天然气开辟了广泛的途径。利用燃烧部分甲烷来获得裂解反应所需要的温度。2CH4 C2H2 + 3H2 - 89.9 Kca l/mo lCH4+3/2O2 CO + 2H2O + 125 Kca l/mo lCH4+2O2 CO2 + 2H2O + 195 Kca l/mo l从上述反应式中可知，氧气的比例很重要。它的比例取决于气流速度、保温情况、预热温度和炉型结构等。一般氧化控制在0.60.65时最佳。部分氧化法生成的气体组成如下：C2H2 89%CO 2426%CO2 34%H2 56%CH4 67%此法的乙炔效率约为30（重量）。乙炔生成后，反应气体必须立即骤冷，防止乙炔热介。得到大量的尾气（CO），可以用于合成氨、甲醇等。此法每生产一吨乙炔，可以得到副产品合成氨3.5吨。消耗电能较少，每公斤精制乙炔只需1.5度电。但此法需建立空分车间制氧。二 电石法电石法是用电石与水反应制取乙炔。电石是由生石灰及焦炭在电炉内用电极熔融制成。CaO + 3C CaC2 + CO - 112.4 Kcal/mol从理论上计算，生产一吨电石需2000度电。但实际需28003000度电。工业用电石，一般只含CaC2 7080，尚有CaO 20左右，还有硅、磷、硫、铁等杂质。我厂采用开放式电石炉，其副产品CO与空气中的氧作用，变成CO2放到大气中。在国内不少电石炉采用密闭式的，以回收副产品CO，作为生产或生活燃料。理论上，一公斤纯电石在20、760g下，可生产347 升乙炔气。但由于杂质的存在，工业用电石的发气量在230300 升/公斤。由电石发生乙炔，根据工艺过程的特点可 分为湿法和干法。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1020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使用。渣浆用泵送至排渣场。CaC2+2H2O C2H2 + Ca(OH)2 + 30.4 Kca l/mol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1.21.3倍。反应热靠过量的水蒸发吸收掉，维持正常的操作温度（100110），其反应式为：CaC2 + H2O CaO + C2H2 干法生产使用的电石粒度小（小于），其渣为干的粉末，容易处理。设备复杂，移动设备多，严密性高，操作技术要求高，故目前采用此法的厂不如湿法的多。我厂生产是采用湿法乙炔发生。3 湿法和干法乙炔发生的比较序号项目干法湿法1电石质量及粒度粉未状不能用低级品及粉未2发生器生产能力大小3操作法连续间歇式半连续4发生器温度1001108055发生器压力定压定压6乙炔纯度98.5%左右98.5%以上7H3P含量0.050.08%0.050.07%8H2S含量0.020.05%30 ml/m39经清净后的乙炔纯度良良10电石收率97%9496%11电石消耗略大小12使用水量少多13用N2量少多14工时少多15沉淀池不需需要大的16熟石灰较易不易17操作技术要求高一般18设备要求复杂简单三 几种乙炔生产方法的比较指标电石法电弧法部分氧化法丙烷裂解法基本建设投资