次氯酸钠清净乙炔操作规程

次氯酸钠代替浓硫酸净化乙炔气体操作规程(暂定)1 .产品介绍化学名：乙炔分子式： C2H2结构式： HCCH分子量： 26.0381.1乙炔的物理性质乙炔是炔烃中最简单的化合物，其性质非常活跃，易于加成和聚合及其他化学反应，因此乙炔被广泛应用于有机合成，是化工的重要原料之一。乙炔在常温常压下比空气稍轻，是可溶于水或有机溶剂的无色气体，工业乙炔含有杂质(特别是磷化氢、硫化氢)带有刺激性气味。1.2危险特性：乙炔是一种易燃爆炸物，性能上类似于氢。 乙炔在高温、加压或与某些物质存在时，具有较强的爆炸能力。 压力超过1.5表压的气体温度超过550时会爆炸。 特别是高压液态乙炔一振动就会爆炸，为了避免爆炸的危险，一般用浸渍了丙酮的多孔质物质吸收乙炔储藏在高压储气瓶中，供运输和使用。 乙炔和空气在广泛范围内形成爆炸混合物2.381% (其中713%最容易爆炸，最佳混合比为13% )。乙炔和氧形成爆炸混合物的范围为2.593% (其中30%最容易爆炸)。 与铜、汞、银等形成爆炸性化合物，与氟、氯发生爆炸性反应。1.3乙炔产品质量指标1.3.1纯度指标： 8085%(V )含氧0.2%(V )1.3.2清洁效果：不含s、p杂质(AgNO3试纸不变色)。2 .生产乙炔的原料、辅助材料规范2.1.1原料电气石(学名：碳化钙)碳酸钙分子式： CaC22.1.2理化常数：比重：含有80 %2.02.8(随着ca2变小而变高) ca2时，比重为2.324，熔点约为2300.2.1.3危险特性：本品多含有s、p等杂质和水作用释放硫化氢和磷化氢，磷化氢含量超过0.08%，硫化氢超过0.15%，易引起自燃爆炸，本品和水作用产生大量乙炔气体，在一定条件下产生危险。化学纯碳化钙几乎是无色透明的晶体，通常电石是指工业碳化钙，除了含有大部分碳化钙外，杂质也很少。 电石的颜色随其所含碳化钙的纯度而异，有灰色、茶色、黑色。 碳化钙含量高时变紫色。2.1.4碳化钙的技术要求：安全试验方法、检验规则和标识、包装、运输、贮藏等，都必须符合中华人民共和国标准GB1066589的要求。指标名称(排气量L/Kg )指标特级品次品二等品三等品粒度mm 8115051802550305295280255305295280255300290275250乙炔中磷化氢%(V)0.060.080.080.08乙炔中硫化氢%(V)0.100.100.150.153、乙炔的生产原理3.1电气石水解反应的原理在湿式发生器中向液相水中加入电气石，即通过水解反应生成乙炔气体，其反应如下ca2h2o=ca (oh )2ch-ch-130 kj/mol (3l kcal/mol )由于工业品电气石中有杂质，发生器液相也发生副反应，产生膦、硫化氢等杂质气体，其反应如下Cao H2O=ca (oh ) 263.6 kj/mol (15.2 kcal/mol )CaS 2H2O=Ca(OH)2 H2SCa3N2 6H2O=3Ca(OH)2 2NH3Ca3P2 6H2O=3Ca(OH)2 2PH3Ca2Si 4H2O=2Ca(OH)2 SiH4Ca3AS2 6H2O=3Ca(OH)2 2AsH3因此，从发生器排出的粗乙炔气体中含有在上述副反应中产生的膦、硫化氢、氨等杂质气体。 水解反应产生大量的氢氧化钙副产物，使系统呈碱性。 由于硫化氢在水中的溶解度大于膦，因此粗乙炔气体中存在大量膦(例如数百PPm )和少量硫化氢(数十数百PPm )，磷化物仍以P2H4的形式存在，在空气中自燃。由于湿式发生器的温度控制在80以上，双分子乙炔加成反应可能生成乙烯基和乙硫醚，这两种杂质一般达到几十ppm以上。在85的反应温度下，由于水的大量蒸发气化，粗乙炔气体中混入大量水蒸气。 一般水蒸气：乙炔 1:1电石的水解反应是液固反应，电石与水的接触面积越大，即电石的粒度越小，水解速度也越快。但粒度也不能太小。 否则，水解速度过快，反应释放的热量无法立即消除，容易引起局部过热的乙炔分解和热量聚集，温度急剧上升而爆炸。 粒度过大，装料时容易卡住，水解反应慢，发生器底部的间歇排放淤泥中容易夹入未水解的电气石，电气石的消耗常数上升。发生器的结构(例如挡板层数、搅拌转速、耙齿角度等)对电磁铁在发生器中的停留时间和电磁铁表面生成的氢氧化钙的除去速度产生较大影响，因此，对于一定粒度的电磁铁，能够确保完全水解的停留时间，并且能够迅速除去电磁铁表面的Ca(OH)2膜，从而能够实现电磁铁的完全水解一般来说，三层至六层挡板连续搅拌的发生器电气石滞留时间长，水解反应比较完整，但一些小型摇篮式发生器水解过程非常慢，在炉渣中容易发现未水解的“生电石”。 但是，即使是结构非常完备的发生器，由于排出的电渣中含有在反应温度下超过饱和溶解度的乙炔，因此由于现在的发生器结构和电渣破碎损失等原因，优选将粒度抑制在80mm以下，例如46层的挡板中含有80mm以下、23层的挡板除了上述电气石粒度外，温度对电气石水解反应速度的影响也显着。 实验表明，50以下水解速度每上升1加快1%，而-35以下寒冷地区电气石在盐水中的反应非常缓慢。理论上，每吨电石的水解需要0.56吨水，绝热反应(无外冷却)中水解反应热使系统温度急剧上升到数百度以上。 因此，湿式发生器中使用过剩的水去除反应热，稀释副产物Ca(OH)2促进配管的排出。 合计加水量与电石投入量之比称为水比，系统中淤泥的固体成分在020%的范围内，电石水解速度的固体成分的影响不大，固体成分超过该范围时，电石表面与水的接触被显着阻碍，固体成分达到60%左右，水解速度减速数倍，气体产生量也减少到原来的1/1因此，在湿式反应器中，反应温度与水比相对应，在工业生产中通过减少加水量(即水比)来提高反应温度，水比不过低是极限，淤泥的固体成分过高，淤泥沉淀堵塞。通过热平衡计算，可以得到与反应温度不同情况对应的水比和乙炔发生器中的总损失，其结果如下表所示反应温度对水解反应的影响反应温度电石发出煤气l/Kg加水(t水/t电气石)电渣含量%乙炔损失%4024427530017.2818.5919.446.455.975.725.55.25.0602442753008.158.619.1012.7512.0311.462.01.91.8802442753004.384.554.7721.3720.5719.800.910.840.80由以上表可知，反应温度越高乙炔的总损失越少，发生器排出的电渣浆液的固体成分也相应上升。 反应温度过高会使炉渣排放困难。 另外，粗乙炔气体中水蒸气的含量增加，冷却负荷增大，从安全生产方面考虑，不要控制温度过高，一般从现有的生产经验来看，8090的范围较好。3.2乙炔的清洁原理如上所述，由于电气石内的杂质的存在，粗乙炔气体中始终含有硫化氢、膦、氨、砷等杂质气体。 这些对合成反应有很大影响。其中磷化氢(特别是P2H4)降低了乙炔气体的起火点，与空气接触后自燃，因此从生产和安全的观点出发必须去除乙炔气体中的杂质。净化乙炔的方法很多，其原理相同，利用氧化剂氧化去除乙炔中的杂质。 目前许多工厂采用次氯酸钠液体清洁剂。 次氯酸钠分子式： NaClO，分子量： 74.5，受热容易分解，是强氧化剂，具有强刺激性，对人体有害。以NaClO为净化剂的原理是利用NaClO的氧化性将乙炔中的硫化氢、膦等杂质氧化成酸性物质并除去，其反应式如下PH3 4NaClO=H3PO4 4NaClH2S 4NaClO=H2SO4 4NaClSiH4 4NaClO=SiO2 2H2O 4NaClAsH3 4NaClO=H3AsO4 4NaCl作为清洁工艺的反应生成物的磷酸、硫酸等，在之后的碱洗工艺中被中和，变成盐类，从废碱液中排出2NaOH H2SO4=Na2SO4 2H2O3NaOH H3PO4=Na3PO4 3H2O3NaOH H3AsO4=Na3AsO4 3H2O2NaOH SiO2=Na2SiO3 H2O2NaOH CO2=Na2CO3 H2O关于液体清洁剂次氯酸钠溶液浓度和PH值的选择，主要考虑清洁效果和安全因素两方面。 实验结果表明，次氯酸钠溶液的有效率在0.05%以下，PH值在8以上(见下表)时，清洁(氧化)效果降低。 另外，有效率在0.15%以上(特别是PH低的情况)时，容易生成氯乙炔而爆炸。次氯酸钠PH值对清洁效果的影响溶液的PH值硫化氢含量%膦含量%7.180.004780.002808.250.007750.003719.220.008410.0039510.240.011740.0046211.180.011300.00560有效氯达到0.25%以上时，无论是气相还是液相，都容易发生上述剧烈反应而爆炸，日光促进了该反应过程。 上述氯乙炔是极不稳定的化合物，即使遇到空气也容易发生起火或爆炸，例如在中和塔的碱交换时或次氯酸钠废水的排出时，或者运转前的设备配管内的空气没有完全排出时等容易发生。 在有效氯(含量为0.060.15% )的多次试验中没有发现爆炸现象，清洁效果也可以是中性或微碱性。 另外，对有效氯含量为0.060.15%的次氯酸钠溶液的清洁系统进行了直接补充1%左右的浓次氯酸钠的试验，发生了火花和爆炸。因此，根据上述各因素和取样测定有效氯的可能性误差，塔内次氯酸钠溶液的有效氯含量优选为0.06%以上，补充新鲜溶液的有效氯优选控制在0.080.12%的范围，PH优选为78。4 .生产过程流程4.1过程流程图如图所示。4.2流程概要从破碎合格的电石桶进入电石罐之间，密封储藏。 人工搬入发生器室，通过电葫芦吊在发生器平台上，间歇性地加入发生器，电石通过发生器内的水反应生成的乙炔气体从发生器顶部脱出填充塔，进入正水封，正水封出来的气体进入水洗塔、5水冷却器、低压干燥器，然后清洗因为电石的水解释放出大量的热，所以必须不断地向发生器内加水，电石加水后，稀有电石渣浆通过溢流管排出，发生器底部的浓渣浆定期从渣阀排出。发生器的乙炔气体通过水洗塔，用深井水冷却。 水洗塔排出的乙炔气体经一级5水冷却器冷却后，进入一级低压干燥(内部装有无水氯化钙)，进入一级清洁塔、二级清洁塔去除s、p等杂质，经一级、二级、三级碱塔中和处理后，进入气罐。净化塔采用次氯酸钠作为循环液，从次氯酸钠贮槽中将浓度为6%左右的次氯酸钠泵入次氯酸钠配置槽，通过加入一次水配置，将次氯酸钠的有效氯分配到0.080.12%的范围，通过配置槽进行循环泵1#净化塔和2#净化塔在自身系统中循环并串联使用，用喷淋除去粗乙炔气体中的s、p等杂质气体。 每2h用AgNO3试纸测定进气箱前乙炔气体的s、p含量，试纸发黑时，应尽快更换净化塔内的废次氯酸钠，更换新的次氯酸钠。以一、二、三级碱塔的稀碱液为循环液，在碱液配置槽中将1822%的碱液放入碱塔组的碱液缓冲罐中，用碱液循环泵循环，中和