电石法乙炔生产技术
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项目一 电石法乙炔生产技术
任务一 乙炔的发生 Tel：
复习回顾
煤炭 ﹢ 石灰石
工业盐
电 解
烧碱 ﹢ 氯气 ﹢ 氢气
生石灰 ﹢
蓝炭或 焦炭
电石 ﹢ 水
造纸、纺织、 印染、化纤、
氧化铝等
氯碱化工
氯化氢 ﹢ 乙炔
含汞触媒
VCM
聚合
煤化工
电石法聚氯乙烯产业工艺流程示意图
PVC
任务一 乙炔的发生
教学目标
能力目标 1.会识读乙炔发生的工艺流程。 2.会进行电石加料操作、发生器的开停车和正常操作、 乙 炔气柜的开停车和排气操作。 3.会对乙炔发生系统的常见不正常情况进行分析和处理。 知识目标 1.理解乙炔发生相关原料和产品的性质、工业卫生和安全 技术、乙炔发生的原理、乙炔发生条件的选择、乙炔发生 主要设备的结构和工作原理。 2.学会乙炔发生设备和系统的操作方法。
检验结果如有一项指标不符合本标准要求时，应重新自两 倍数的包装桶中采样进行检验。重新检验的结果，即使只 有一项指标不符合本标准要求，则整批碳化钙为不合格。
采样方法
开启采样桶的盖，每桶应随机取上层以下具有代表性的大 、中、小粒度的碳化钙试样约1kg(200kg桶取约2kg)，采 样总量不少于10kg，置于带盖干燥容器内。将所采试样 在颚式破碎机上破碎成15mm以下的粒度，以四分法缩分 后筛取5~12 mm试样，试样量不少于0.5kg，装入清洁干 燥带盖的磨口瓶中，粘贴标签，注明生产厂家、产品名称 、批次、采样日期、采样人。
表1.1.1 电石国家标准的技术条件
项目
发气量(20℃、101.3kPa)/(L/kg) ≥ 乙炔中磷化氢的体积分数/% ≤ 乙炔中硫化氢的体积分数/% ≤ 粒度(5-80mm)质量分数/% ≥ 筛下物(2.5mm以下)质量分数/%
≤
优等品 300 0.06
指标
一等品
合格品
280
260
0.08
0.10
①结构 分子式是C2H2，分子量是26.038，结构式是： HCCH
②物理性质 常温常压下是比空气略轻、溶于水和有机溶剂的无色气体， 工业生产的乙炔气因含有磷、硫等杂质而带刺激性臭味。 乙炔的沸点是－83.6℃，凝固点是－85℃，自燃点是305 ℃ ，闪点是－17.8℃。
一、原料及产品的识别
85
5
一、原料及产品的识别
（1）电石的标准 ②检验规则 电石批次划分和采样桶数百分比按表1.1.2进行。
表1.1.2 电石批次划分和采样桶数百分比
批次/t
桶口处取样 /%
测粒度取样 /%
<5 5~<15 15~<25 25~<35 35~50
20
12
8
7
6
10
6
5
4
3
电石采样桶数按GB/T 6678的规定，测定粒度时采样桶数 可减半，生产厂一般按不大于10t为一批进行采样。接收单 位对相同质量的碳化钙可扩大至50t为一批，并允许划分为 四个试样，分别测定发气量后取其平均值。wk.baidu.com小于1t时， 采样桶数不少于3桶。
占地面积大，同时需要有一套处理废渣装置。。
一、原料及产品的识别
1、电石及标准 （1）电石的性质
电石是由碳（焦炭等碳素材料）和氧化钙（生石灰）在电 阻电弧炉内于高温条件下化合而成的，所以它的化学名称 叫碳化钙。
C a O 3 C C a C 2 C O 4 6 6 k J /m o l
一、原料及产品的识别
(3)电石的发气量与电石质量的关系 按国家标准，每公斤电石在压力760mmHg、20℃时，加水 后所放出来的干乙炔气体体积数(L)叫做电石的发气量。
在压力760mmHg、20℃时，lkg纯电石(含CaC2100％)与水反应 时，所发生的干乙炔气体体积为372.63L。因此，不同纯度电 石的发气量为：
优等品含CaC2≥80.6％ 发气量≥372.63×0.806≥300L／kg 一级品含CaC2≥75.14％ 发气量≥372.63×0.7514≥280L／kg 合格品含CaC2≥69.77％ 发气量≥372.63×0.6977≥260L／kg
一、原料及产品的识别
2、乙炔及标准 (1)乙炔的物理化学性质
③化学性质 与氢气、氯气、氯化氢、水等进行加成反应，还能在适当条 件下发生二聚、三聚和四聚作用，作为制备氯乙烯、乙醛、 醋酸乙烯、丙烯腈、氯丁二烯的原料。 ④爆炸性 乙炔纯度越高、操作压力和温度越高，越容易爆炸。但是 ，乙炔:水蒸气=1.15:1时（接近发生器排出的湿乙炔气）通 常无爆炸危险。
一、原料及产品的识别
(2) 乙炔中硫化氢、磷化氢定性检测方法 ①原理 当含有一定量硫化氢和磷化氢的乙炔气同含硝酸银 的试纸接触后，即发生下列显色反应：
H 2S2A gN O 3 2H N O 3A g2S(黑 色 ) P H 33A gN O 3 3H N O 3A g3P(杏 黄 色 )
乙炔的工业生产方法
乙炔的工业生产方法有电石法和烃类裂解法两种。 电石法又分为干法和湿法两种。
1、干法 将水喷淋到电石，用电石分解时放出的热量来蒸发水，使 产生的水气随同乙炔气一同溢出。电石与水的比为1：1～ 1.2，生产的排出物一般为粉末状的消石灰。 优点是生产能力大，乙炔浓度高，消耗水量少（1.2 ～ 1.3kg/kgCaC2），设备容积小，一次投资费用少，占地面 积少（为湿法发生器的1/4）。乙炔损失少，所得干的 Ca(OH)2处理方便，可进一步利用。 缺点是乙炔含杂质较多，反应温度较高，操作控制较难。
化学纯的碳化钙几乎是无色透明的结晶体，通常说的电石 是指工业碳化钙，即除了含大部分碳化钙外，还有少部分 其他杂质。 电石的颜色则随所含的碳化钙纯度不同而不同，有灰色、 棕黄色或黑色的。电石能导电，其导电性与温度和电石中 的碳化钙纯度有关，纯度越高导电性越好。
一、原料及产品的识别
（1）电石的标准 ①技术要求 国标有关技术条件见表1.1.1。
乙炔的工业生产方法
2、湿法 湿法是将电石加入水中，放出的热量被过量的水所吸收， 一般分解1kg电石需用10～15L水，反应后水温通常保持 在323 ～ 353K，生产排出的废物为石灰乳（电石渣液）。 优点 是操作平稳安全，设备构造简单，乙炔产品纯度较高
，精制简单。 缺点 是要消耗大量的水，乙炔也有损失，生产设备庞大，
任务一 乙炔的发生 Tel：
复习回顾
煤炭 ﹢ 石灰石
工业盐
电 解
烧碱 ﹢ 氯气 ﹢ 氢气
生石灰 ﹢
蓝炭或 焦炭
电石 ﹢ 水
造纸、纺织、 印染、化纤、
氧化铝等
氯碱化工
氯化氢 ﹢ 乙炔
含汞触媒
VCM
聚合
煤化工
电石法聚氯乙烯产业工艺流程示意图
PVC
任务一 乙炔的发生
教学目标
能力目标 1.会识读乙炔发生的工艺流程。 2.会进行电石加料操作、发生器的开停车和正常操作、 乙 炔气柜的开停车和排气操作。 3.会对乙炔发生系统的常见不正常情况进行分析和处理。 知识目标 1.理解乙炔发生相关原料和产品的性质、工业卫生和安全 技术、乙炔发生的原理、乙炔发生条件的选择、乙炔发生 主要设备的结构和工作原理。 2.学会乙炔发生设备和系统的操作方法。
检验结果如有一项指标不符合本标准要求时，应重新自两 倍数的包装桶中采样进行检验。重新检验的结果，即使只 有一项指标不符合本标准要求，则整批碳化钙为不合格。
采样方法
开启采样桶的盖，每桶应随机取上层以下具有代表性的大 、中、小粒度的碳化钙试样约1kg(200kg桶取约2kg)，采 样总量不少于10kg，置于带盖干燥容器内。将所采试样 在颚式破碎机上破碎成15mm以下的粒度，以四分法缩分 后筛取5~12 mm试样，试样量不少于0.5kg，装入清洁干 燥带盖的磨口瓶中，粘贴标签，注明生产厂家、产品名称 、批次、采样日期、采样人。
表1.1.1 电石国家标准的技术条件
项目
发气量(20℃、101.3kPa)/(L/kg) ≥ 乙炔中磷化氢的体积分数/% ≤ 乙炔中硫化氢的体积分数/% ≤ 粒度(5-80mm)质量分数/% ≥ 筛下物(2.5mm以下)质量分数/%
≤
优等品 300 0.06
指标
一等品
合格品
280
260
0.08
0.10
①结构 分子式是C2H2，分子量是26.038，结构式是： HCCH
②物理性质 常温常压下是比空气略轻、溶于水和有机溶剂的无色气体， 工业生产的乙炔气因含有磷、硫等杂质而带刺激性臭味。 乙炔的沸点是－83.6℃，凝固点是－85℃，自燃点是305 ℃ ，闪点是－17.8℃。
一、原料及产品的识别
85
5
一、原料及产品的识别
（1）电石的标准 ②检验规则 电石批次划分和采样桶数百分比按表1.1.2进行。
表1.1.2 电石批次划分和采样桶数百分比
批次/t
桶口处取样 /%
测粒度取样 /%
<5 5~<15 15~<25 25~<35 35~50
20
12
8
7
6
10
6
5
4
3
电石采样桶数按GB/T 6678的规定，测定粒度时采样桶数 可减半，生产厂一般按不大于10t为一批进行采样。接收单 位对相同质量的碳化钙可扩大至50t为一批，并允许划分为 四个试样，分别测定发气量后取其平均值。wk.baidu.com小于1t时， 采样桶数不少于3桶。
占地面积大，同时需要有一套处理废渣装置。。
一、原料及产品的识别
1、电石及标准 （1）电石的性质
电石是由碳（焦炭等碳素材料）和氧化钙（生石灰）在电 阻电弧炉内于高温条件下化合而成的，所以它的化学名称 叫碳化钙。
C a O 3 C C a C 2 C O 4 6 6 k J /m o l
一、原料及产品的识别
(3)电石的发气量与电石质量的关系 按国家标准，每公斤电石在压力760mmHg、20℃时，加水 后所放出来的干乙炔气体体积数(L)叫做电石的发气量。
在压力760mmHg、20℃时，lkg纯电石(含CaC2100％)与水反应 时，所发生的干乙炔气体体积为372.63L。因此，不同纯度电 石的发气量为：
优等品含CaC2≥80.6％ 发气量≥372.63×0.806≥300L／kg 一级品含CaC2≥75.14％ 发气量≥372.63×0.7514≥280L／kg 合格品含CaC2≥69.77％ 发气量≥372.63×0.6977≥260L／kg
一、原料及产品的识别
2、乙炔及标准 (1)乙炔的物理化学性质
③化学性质 与氢气、氯气、氯化氢、水等进行加成反应，还能在适当条 件下发生二聚、三聚和四聚作用，作为制备氯乙烯、乙醛、 醋酸乙烯、丙烯腈、氯丁二烯的原料。 ④爆炸性 乙炔纯度越高、操作压力和温度越高，越容易爆炸。但是 ，乙炔:水蒸气=1.15:1时（接近发生器排出的湿乙炔气）通 常无爆炸危险。
一、原料及产品的识别
(2) 乙炔中硫化氢、磷化氢定性检测方法 ①原理 当含有一定量硫化氢和磷化氢的乙炔气同含硝酸银 的试纸接触后，即发生下列显色反应：
H 2S2A gN O 3 2H N O 3A g2S(黑 色 ) P H 33A gN O 3 3H N O 3A g3P(杏 黄 色 )
乙炔的工业生产方法
乙炔的工业生产方法有电石法和烃类裂解法两种。 电石法又分为干法和湿法两种。
1、干法 将水喷淋到电石，用电石分解时放出的热量来蒸发水，使 产生的水气随同乙炔气一同溢出。电石与水的比为1：1～ 1.2，生产的排出物一般为粉末状的消石灰。 优点是生产能力大，乙炔浓度高，消耗水量少（1.2 ～ 1.3kg/kgCaC2），设备容积小，一次投资费用少，占地面 积少（为湿法发生器的1/4）。乙炔损失少，所得干的 Ca(OH)2处理方便，可进一步利用。 缺点是乙炔含杂质较多，反应温度较高，操作控制较难。
化学纯的碳化钙几乎是无色透明的结晶体，通常说的电石 是指工业碳化钙，即除了含大部分碳化钙外，还有少部分 其他杂质。 电石的颜色则随所含的碳化钙纯度不同而不同，有灰色、 棕黄色或黑色的。电石能导电，其导电性与温度和电石中 的碳化钙纯度有关，纯度越高导电性越好。
一、原料及产品的识别
（1）电石的标准 ①技术要求 国标有关技术条件见表1.1.1。
乙炔的工业生产方法
2、湿法 湿法是将电石加入水中，放出的热量被过量的水所吸收， 一般分解1kg电石需用10～15L水，反应后水温通常保持 在323 ～ 353K，生产排出的废物为石灰乳（电石渣液）。 优点 是操作平稳安全，设备构造简单，乙炔产品纯度较高
，精制简单。 缺点 是要消耗大量的水，乙炔也有损失，生产设备庞大，