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乙炔的制备


乙炔作为有机化工产品最基础的原料之一,化工产业离不开它。

中国是一个富煤、贫油、少气的发展中国家,乙炔化工在中国一直占据着重要地位,电石水解法是生产乙炔的基本方法之一。由于干法乙炔工艺具有水消耗量低、电石渣综合利用成本低等特点,在氯碱行业向节能减排、循环经济方向发展的大背景下,其发展日益得到人们的重视。国家环保部发布的氯碱行业清洁生产标准(聚氯乙烯)中,将干法乙炔工艺列入清洁生产一级标准中,这必将进一步推动该技术的工业化进程,使其逐步成为乙炔发生技术的主流工艺。

1、干法乙炔生产的基本原理及工艺电石法:

乙炔是以电石和水反应生成乙炔,反应式如下:CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2+130kJ/mol根据电石和水加入的方法不同,可分为干法与湿法2种。湿法乙炔工艺是将粒径为50mm左右的电石加入到过量的水中,与水进行水解反应,反应放出的热由水带走。其耗水量大,多于理论量17倍,电石渣浆含水量大,综合利用的成本较大,乙炔收率低。干法乙炔工艺是将水加入到电石中,生成的氢氧化钙废渣以粉状从反应器中排出。其基本原理是用稍过量的水来与电石反应,利用水能够快速汽化,蒸发潜热大的特点来转移反应热。在干法乙炔反应中,由于电石与水混合不均匀,除了上述反应外还会发生如下反应:CaC2+Ca(OH)2→CaO+C2H2干法乙炔生产工艺的基本流程是将50mm左右的块状电石经过超细破碎机的破碎和筛分装置的分离,将电石破碎为3mm以下的细颗粒电石,经过斗式提升机提升到缓冲料仓,通过电石计量装置加入到干法乙炔发生器,将水(水与电石的质量比为1.2∶1.0~1.3∶1.0)以雾态形式喷在粉状电石上使之水解,保证气相温度为95℃左右,固相温度为100~120℃,反应放出的热由水汽化的水蒸气与乙炔气一起带走,未反应完全的粉状电石自发生器上部逐渐向下部移动,边移动边水解,产生的电石渣含水量为6%左右,自干法发生器底部通过锁气阀排出发生器,再通过FU埋刮板机输送到下一个工段。从发生器出来的气体经过洗涤装置将气体携带的电石渣粉尘捕集,干净的乙炔气送到下一工段进行冷却。

2、干法乙炔工艺的优点:

2.1安全性

(1)加料过程的安全性电石的加入是连续进行的,减少了逐斗加料由于氮气置换不合格带来的危险性,由于对每个发生器连续进料,消除了抽负压的可能性,提高了发生系统的安全性和稳定性。

(2)故障状态的安全性发生器内电石是与微过量的水进行反应,在整个PVC系统出现紧急停车时,由于水量的不足,导致反应快速停止,不至于因发生器内电石与水继续反应生成乙炔气,致使乙炔气柜超高进而乙炔气大量放空,降低了紧急停车造成事故的几率。同时,由于物料在系统中是连续进出,干法乙炔工艺的自动化程度比湿法乙炔工艺高,遇到故障可立即停止反应。

2.2经济性

(1)由于采用连续入料,消除了逐斗加料导致的乙炔气放空量,提高了乙炔的收率,减少了电石的消耗,降低了生产成本。

(2)在水泥生产中,煤耗基本占到整个熟料生产成本的一半以上。干法乙炔工艺电石渣含水只有6%左右,湿法乙炔工艺电石渣含水30%,利用电石渣制水泥,干法工艺比湿法工艺可以减少58kgce/t电石的热耗,降低水泥生产的能耗。


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