电石乙炔的性质(一)

电石、乙炔等材料的物化性质一.产品及原料的物化性质1.产品（乙炔）1.1物理性质1.1.1在常温常压下，纯乙炔为无色芳香气味的易燃气体，工业品因含硫化氢，磷化氢等杂质而有毒，并且具有特殊刺激性臭味。微溶于水，溶于乙醇、苯、丙酮等许多有机溶剂中，溶解度随温度升高而降低，比空气略轻。乙炔与空气能在很宽的范围内（2.3-81）×10-2形成爆炸混合物，爆炸迟滞时间只有0.017秒。1.1.2主要物理常数密度：(0℃，100kpa)1.17㎏∕m3比重：(对空气)0.9056(对氧气)0.8194自燃点：305℃沸点：(或冷凝点)－83.66℃熔点：(或凝固点)－85℃临界温度：35.7℃1.2化学性质1.2.1乙炔是最简单的炔烃，又称电石气，分子式C2H2，结构式H-C≡C-H，乙炔中心C原子采用sp杂化。分子量26.4，纯乙炔在空气中燃烧2100度左右，在氧气中燃烧可达3600度。1.2.2乙炔分子中碳与碳是三键相连,所以化学性质非常活泼。易发生加成、氧化、聚合、金属取代等各种反应，还能与许多有机物进行反应。a、加成反应：可以跟Br₂、H₂、HX等多种物质发生加成反应。例如与Br₂的加成，现象：可以使溴水褪色或Br₂的CCl₄溶液褪色。利用乙炔与HCL加成，在加热和催化剂的作用下，就可以得到氯乙烯单体，再通过聚合反应就能得到通常所说的聚氯乙烯（PVC）。b、氧化反应：可燃性：2C₂H₂+5O₂→4CO₂+2H₂O（条件：点燃），现象：火焰明亮、带浓烟，燃烧时火焰温度很高（>3000℃），用于气焊和气割。其火焰称为氧炔焰。被KMnO4氧化：能使紫色酸性高锰酸钾溶液褪色。c、聚合反应：由于乙炔与乙烯都是不饱和烃，所以化学性质基本相似。在适宜条件下，三分子乙炔能聚合成一分子苯。但苯的产量不高，副产物又多。如果利用钯等过渡金属的化合物作催化剂，乙炔和其他炔烃可以顺利地生成苯及其衍生物。在一定条件下，乙炔也能与烯烃一样，聚合成高聚物-----聚乙炔。d、金属取代反应（可用于乙炔的定性鉴定）：将其通入硝酸银或氯化亚铜氨水溶液，立即生成白色乙炔银（AgC≡CAg）和棕红色乙炔亚铜（CuC≡CCu）沉淀，可用于乙炔的定性鉴定。其他化学特性：乙炔与铜、银、汞（水银）等金属或其盐类长期接触时，会生成乙炔铜（Cu2C2）和乙炔银（Ag2C2）等爆炸性混合物，当受到摩擦、冲击时会发生爆炸。因此，凡供乙炔使用的器材都不能用银和含铜量70%以上的铜合金制造。1.2.3乙炔在下列情况下可以发生爆炸：a.高温(>550℃)、加压(>1.5Mpa表压)。b.与空气混合，在2.3-81%范围内，特别是在含7-13%时。c.与氧气混合，在2.5-93%范围内，特别是在含30%时。d.和能与它起反应的物质混合时，如与氯气混合时在日光下就能爆炸。e.与铜、银、汞接触生成相应的金属化合物时可因撞击发生爆炸。1.3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。在20世纪60年代前，乙炔是有机合成的最重要原料，现仍为重要原料之一。如与氯化氢、氢氰酸、乙酸加成，均可生成生产高聚物的原料。1.4产品规格1.4.1粗乙炔纯度≧98%(v%)（开车阶段≥95%）。1.4.2硫、磷含量:取决于电石质量。1.5乙炔对人身的影响1.5.1纯净的乙炔没有毒性。只是单纯的窒息性物质。所以，浓度高时会有因为氧气不足而窒息的危险。1.5.2急性作用的情况，20％以上的乙炔存在于呼吸的空气中的话，可利用的氧气减少，会产生呼吸困难或轻度头疼，40％以上的话会导致虚脱。局部没有作用。1.5.3慢性作用的情况，体内持续慢性氧气不足的话会导致慢性内窒息状态。局部没有作用。1.5.4乙炔中如果有很多不纯物质的话（特别是磷化氢、硫化氢等），会加速中毒现象或某些病状的发生。1.6卫生上的预防及急救措施在使用乙炔时要特别注意换气，任何时候都要保证乙炔浓度在2.3％（Vol）以下。这是防止爆炸所必需的，只要严守这一点就不会危害到健康。在进入有高浓度乙炔的密闭区时，要采取以下措施，佩戴相应装备：a.佩戴软面具，强制送风机，自我保护式呼吸工具等装备.b.出现中毒现象时，需转移到洁净的空气中，吸入氧气并且进行人工呼吸，同时要立即就医。2.原材料说明：2.1电石2.1.1电石的物化性质纯净的碳化钙几乎是无色透明的结晶体，其分子式为：CaC2，分子量为：64.10。通常说的电石是指工业碳化钙，按其纯度不同有灰色、棕色、黑色或紫色，纯度高时为紫色，暴露在空气中吸收水分后即失去光泽，变成灰白色粉末，品质降低，最终变质失效。纯净碳化钙密度为2.22g/cm3（纯度80×10-2的碳化钙密度为2.324g/cm3），熔点2300℃（纯度80×10-2的碳化钙熔点为2000℃），堆积密度：粒度<80mm为1.1-1.3t/m3，碳化钙不溶于所有碳化钙的化学性质活泼，能与许多气体、液体在适当的温度下发生化学反应。与水反应生成乙炔和氢氧化钙，并放出热量（生成热：△H298=14.1±2千卡/克分子）。含杂质磷化钙过多的碳化钙遇水产生磷化氢，极易爆炸。杂质：因电石中常含有砷化钙(Ca3As2)、磷化钙(Ca3P2)等杂质，与水作用时同时放出砷化氢(AsH3)、磷化氢(PH3)等有毒气体，因此使用由电石产生的乙炔有毒)。2.1.2电石应用反应原理：CaC2+2H2O==Ca(OH)2+C2H2↑CaC2能导电，纯度越高，导电越易。电石与水反应生成的乙炔可以合成许多有机化合物例如：合成橡胶、人造树脂、丙酮、烯酮、炭黑等；同时乙炔一氧焰广泛用于金属的焊接和切割。加热粉状电石与氮气时，反应生成氢氨化钙，即石灰氮，加热石灰氮与食盐反应生成的氢熔体用于采金及有色金属工业。电石本身可用于钢铁工业的脱硫剂。生产聚氯乙烯（PVC），电石法生产聚氯乙烯利用电石（碳化钙CaC2），遇水生成乙炔（C2H2），将乙炔与氯化氢（HCl）合成制出氯乙烯单体（CH2CHCl），再通过聚合反应使氯乙烯生成聚氯乙烯。旧时矿工下矿，将电石放入铁罐织中利用生成的乙炔（C2H2）制作成电石灯。2.1.3电石制法工业上一般使用电炉熔炼法与氧热法，电炉熔炼法是将焦炭与氧化钙(分子式CaO)置于2200℃左右的电炉中熔炼，生成碳化钙(分子式CaC2)。氧热法：即：高炉富氧氧热法熔炼CaC2(电石)、石灰石中提取炭、高温低压煤气发生炉。2.1.4电石的质量指标：项目指标优等品一等品合格品发生量（20℃1013kpa），（1/kg）粒度80-20030528525550-803152852555-603002802505-503002802502.1.5危害健康危害：损害皮肤，引起皮肤瘙痒、炎症、“鸟眼”样溃疡、黑皮病。皮肤灼伤表现为创面长期不愈及慢性溃疡型。接触工人出现汗少、牙釉质损害、龋齿发病率增高。燃爆危险：本品遇湿易燃。危险特性：干燥时不燃，遇水或湿气能迅速产生高度易燃的乙炔气体，在空气中达到一定的浓度时，可发生爆炸性灾害。与酸类物质能发生剧烈反应。急救措施：皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗至少15分钟，就医。眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟,就医。吸入：脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸,就医。2.2氮气2.2.1氮气的物化性质氮气，化学式为N2，通常状况下是一种无色无味的气体，且通常无毒，比空气轻,与空气相比,比重为0.967。在标准情况下的气体密度是1.25g/L，难溶于水，氮气占大气总量的78.12%（体积分数），是空气的主要成份。在标准大气压下，冷却至-195.8℃时，变成没有颜色的液体，冷却至-209.8℃时，液态氮变成雪状的固体。由氮分子中三键键能很大，不容易被破坏，因此其化学性质十分稳定，常温下很难跟其他物质发生反应，只有在高温高压并有催化剂存在的条件下，氮气可以和氢气反应生成氨。2.2.2氮气用途化工合成氮主要用于合成氨，反应式为N2+3H2⇌2NH3(条件为高压，高温、和催化剂。反应为可逆反应），还是合成纤维、合成树脂、合成橡胶等的重要原料。氮是一种营养元素还可以用来制作化肥。例如：碳酸氢铵NH4HCO3，氯化铵NH4Cl，硝酸铵NH4NO3等等。用于汽车轮胎氮气几乎为惰性的双原子气体，化学性质极不活泼，气体分子比氧分子大，不易热胀冷缩，变形幅度小，其渗透轮胎胎壁的速度比空气慢约30～40%，能保持稳定胎压，提高汽车轮胎形式的稳定性和舒适性，防止爆胎和缺气碾行，延长轮胎的使用寿命。其他作用由于氮的化学惰性，常用作保护气体，如：瓜果，食品，灯泡填充气。以防止某些物体暴露于空气时被氧所氧化，用氮气填充粮仓，可使粮食不霉烂、不发芽，长期保存。液氮还可用作深度冷冻剂。高纯氮气用作色谱仪等仪器的载气。用作铜管的光亮退火保护气体。跟高纯氦气、高纯二氧化碳一起用作激光切割机的激光气体。氮气也作为食品保鲜保护气体的用途。在化工行业，氮气主要用作保护气体、置换气体、洗涤气体、安全保障气体。

2.2.3氮气的危险性危险性类别：第2.2类惰性气体侵入途径：吸入健康危害：空气中氮气含量过高，使吸入气氧分压下降，引起缺氧窒息。吸入氮气浓度不太高时，患者最初感胸闷、气短、疲软无力；继而有烦躁不安、极度兴奋、乱跑、叫喊、神情恍惚、步态不稳，称之为“氮酩酊”，可进入昏睡或昏迷状态。吸入高浓度，患者可迅速昏迷、因呼吸和心跳停止而死亡。2.2.4氮气中毒的预防和急救措施预防：（1)生产场所需加强机械通风，凡进入经氮气作气体置换的容器、反应釜等通风不良处工作，应作充分机械通排风处理，有条件者应进行工作点氧含量测定。(2)加强个人防护，需进入氮气柜或在高氮低氧环境中工作，应佩戴送风式或供氧式防毒面具。（3)加强管理，严格执行安全卫生管理制度和操作规程，进入高氮低氧环境中工作时应有专人监护，并随时与作业人员保持联系。急救措施：（1）脱离现场，给予新鲜空气或氧气吸入病人如有昏迷、呼吸抑制等情况，可投用呼吸兴奋剂、给予机械呼吸，并尽速转往医院抢救。（2）病人如出现呼吸心跳停止、应立即进行心肺脑复苏，即维持呼吸道通畅、进行人工通气及心外按压、药物治疗，关键是在呼吸心跳恢复后早期防治缺氧性脑损伤。2.2.5氮气使用要求：高纯氮≥99.999%；工业级一级≥99.5%；二级≥98.5%；一般钢瓶氮气纯度要求99.7%。2.3蒸汽亦称“水蒸气”。根据压力和温度对各种蒸汽的分类为：饱和蒸汽，过热蒸汽。蒸汽主要用途有加热/加湿；还可以产生动力；作为机器驱动等。2.3.1饱和蒸汽饱和蒸汽加热的优缺点饱和蒸汽具有很多优点，特别是在100℃（212℉）及以上的温度下，这使得它成为了出色的热源，其中的一些优点如下：特点优点利用潜热快速，均匀的加热提高产品质量和生产效率控制压力就可以控制温度可以迅速的确定和控制温度传热系数高要求传热面积相对较小，能够有效的减少初期的设备投入。原料是水安全清洁且低成本使用饱和蒸汽加热产品必须牢记以下几点：1.如果在加热过程中不使用干饱和蒸汽可能会造成产品加热效率降低，和常识相反的是，锅炉所产生的蒸汽往往都不是干蒸汽，而是包含着一些没有完全蒸发的水分子的湿蒸汽。2.热辐射的热量损失使得一些蒸汽凝结，因此湿蒸汽会更加潮湿，并且形成冷凝水。因此，必须在管道适当的部位安装疏水阀从而将冷凝水排出。3.重的冷凝水会从蒸汽中落下并且被管道底部的疏水阀排出，但是夹带着小水滴的湿蒸汽还是会降低产品的换热效率。因此，必须在管道的某些部位安装汽水分离器。4.由于蒸汽在管道中的摩擦等会造成压力的损失，因此也会导致蒸汽温度的相应损失。2.4浓硫酸2.4.1物化性质：浓硫酸，化学分子式为H2SO4，通常为无色黏稠的油状液体，不挥发，密度：1.8g/cm3，熔点10.4℃，沸点：280℃，是一种具有高腐蚀性的强酸。浓硫酸在浓度高时具有强氧化性，这是它与普通硫酸或普通浓硫酸最大的区别之一。同时它还具有脱水性（化学性质，使有机物炭化），强氧化性，强腐蚀性，难挥发性，酸性，吸水性（可做干燥剂）等。2.4.2毒性 属中等毒类。对皮肤粘膜具有很强的腐蚀性。最高容许浓度：2mg/m32.4.3短期过量暴露的影响吸入：吸入高浓度的硫酸酸雾会有上呼吸道刺激症状，严重者发生喉头水肿、支气管炎甚至肺水肿。眼睛接触：溅入硫酸后引起结膜炎及水肿，角膜浑浊以至穿孔。皮肤接触：局部刺痛，皮肤由潮红转为暗褐色。口服：误服硫酸后，口腔、咽部、胸部和腹部立即有剧烈的灼热痛，唇、口腔、咽部均见灼伤以致形成溃疡，呕吐物及腹泻物呈黑色血性，胃肠道穿孔。口服浓硫酸致死量约为5毫升。2.4.4长期暴露的影响长期接触硫酸雾者，可有鼻粘膜萎缩伴有嗅觉减退或消失、慢性支气管炎和牙齿酸蚀等症状。2.4.5火灾和爆炸本品虽不燃，但很多反应却会起火或爆炸，如与金属会产生可燃性气体，与水混合会大量放热。着火时也不能用干粉、泡沫灭火等方法，因为干粉，泡沫的一些成分能与硫酸反应，应用二氧化碳灭火器扑灭火焰后再用石灰，石灰石等中和废酸。2.4.6人身防护：吸入：硫酸雾浓度超过暴露限值，应佩戴防酸型防毒口罩。眼睛：带化学防溅眼镜。皮肤：戴橡胶手套，穿防酸工作服和胶鞋。工作场所应设安全淋浴和眼睛冲洗器具。2.4.7急救吸入：将患者移离现场至空气新鲜处，有呼吸道刺激症状者应吸氧。眼睛：张开眼睑用大量清水或2%碳酸氢钠溶液彻底冲洗。皮肤：立即用大量冷水冲洗（浓硫酸对皮肤腐蚀强烈，实际操作应直接大量冷水冲洗）,然后涂上3%-5%的碳酸氢钠溶液，以防灼伤皮肤。口服：立即用氧化镁悬浮液、牛奶、豆浆等内服。注：所有患者应请医生或及时送医疗机构治疗。2.4.8泄露处理迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防酸碱工作服。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用砂土、干燥石灰或苏打灰混合。也可以用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。干法乙炔浓硫酸清净工序使用的浓硫酸必须采用98%工业硫酸进行生产使用，其浓硫酸指标必须符合的国家标准GB/T534-2002的要求。98%工业硫酸成分如表2-2-1：表1：98%工业硫酸成分表项目优等品一等品合格品硫酸质量分数(％)≥98.098.098.0游离SO3质量分数(％)≤--- 灰分质量分数(％)≤0.020.030.10Fe质量分数(％)≤0.0050.010-As质量分数(％)≤0.00010.005-Hg质量分数(％)≤0.0010.01-Pb质量分数(％)≤0.0050.02-透明度mm≥8050-色度/ml2.02.0-2.532%烧碱2.5.1性质分子式为NaOH，分子量40.01，熔点318.4°C，沸点1390°C，相对密度(水=1)≥1.32g/ml。饱和蒸汽压（KPa）：0.13（739℃）。无色或浅白色液体。纯液体烧碱称为液碱，工业品多含杂质，主要为氯化钠及碳酸钠等，有时还有少量氧化铁。当溶成浓液碱后，大部分杂质会上浮液面，可分离除去。溶解性：易溶于水、乙醇、甘油，不溶于丙酮。2.5.2用途是重要的化工基础原料，用途极广。化学工业用于制造甲酸、草酸、硼砂、