溶解乙炔生产工艺及设备 2005

溶解乙炔生产工艺及设备

2005-11-24

一、溶解乙炔的生产方法

工业上生产溶解乙炔的方法主要有三种。

第一种是用天然气（其主要成分为甲烷）裂解法。利用甲烷为原料加热至1500~1600℃的高温，然后快速冷却裂解制得乙炔气；

第二种是烃类裂解法。以乙烷、液化石油气、煤油等高碳烃类为原料，经1000℃以上的高温裂解制得乙炔气；

第三种方法就是利用电石与水反应生产乙炔气。

从以上三种方法制取乙炔比较，前两种裂解法制取的乙炔气纯度较低，裂解反应后除了产生少量乙炔气之外，还有大量的其它副产品（如：氢、一氧化碳及其它气体）等。为了得到高纯度的乙炔气还必须对裂解后的气体进行分离提纯，因而工艺流程长、设备复杂，建厂投入资金大，较难推广。利用电石制取乙炔气已有悠久的历史，并且具有工艺流程短，设备简单，操作方便，产品纯度高，投资资金少等优点，被国内外广泛采用。但用电石法制取乙炔气与裂解法相比生产成本要高一些。

二、溶解乙炔的生产工艺流程溶解乙炔的生产工艺流程有多种。利用电石法制取溶解乙炔的生产工艺流程（如图1）所示。电石水（图1）电石与水在发生器中连续反应生产粗乙炔气，经过冷却分离贮存在贮气柜中。贮气柜内的乙炔气经入净化器，在净化器中用化学方法除硫化氢、磷化氢等杂质气体，从而等到纯乙炔气。纯乙炔气在除去水分后，进入乙炔压缩机，将乙炔气压缩至小于或等于2.5Mpa，压缩后的高压乙炔气经高压油水分离器、高压干燥器去除乙炔气中的油分和水分。再通过阻火器进入乙炔气灌排，将乙炔气充入已加好丙酮的合格乙炔瓶中，使乙炔气溶解在丙酮里，

从而得到溶解乙炔。充装完毕后，乙炔瓶静止一段时间，经检验合格后出厂，供用户使用。电石法生产的溶解乙炔工艺流程，主要由乙炔气发生、粗乙炔气净化、乙炔气压缩、高压乙炔干燥、乙炔充灌和出厂检验等工序组成。根据选用的设备不同，各溶解乙炔生产厂的工艺流程也有较大的差别。

目前我国溶解乙炔工艺流程主要分两大类；一类按乙炔发生器操作条件来分，另一类按乙炔气净化方式来分。

（一）按发生器操作条件来分

1、按发生器的工作压力分类

（1）低压流程，乙炔发生器工作压力小于或等于0.02Mpa；

（2）中压流程，乙炔发生器工作压力大于0.02Mpa且小于或等于0.15Mpa；

这两种工艺流程，目前在国内的溶解乙炔生产厂中均有使用，由于中压流程的发生器工作压力高，存在安全性能差，乙炔泄漏损失大，发生器的乙炔提取率低等问题。在我省已较少采用，但中压流程因发生器工作压力与使用压力相等，对于管道输送的乙炔用户来说可以省去乙炔升压这道工序，使乙炔工艺流程更加简单。低压流程，因发生器的乙炔提取率高，安全性能好，乙炔泄漏量小。从溶解乙炔的安全生、产经济效益考虑采用低压流程较为合适，也是我省广泛被采用的工艺流程。

2、按发生器内电石与水的接触方式及生产量的调节法分类

（1）电石入水式将电石投入发生器的过量水中，在电石反应过程中以控制电石的投加量来调节乙炔气的生产量；

（2）水入电石式将水注入发生器的定量电石中，并以改变水的供应量来调节乙炔气的生产量；

（3）排水式在发生器中电石装料设备是固定的，利用控制水位升降来调节乙炔

气的生产量。

（二）按乙炔气净化方式分

1、固体法用作净化乙炔气的固体净化剂种类较多。固体净化剂可分为再生固体净化剂和不能再生固体净化剂二种。不能再生固体净化剂是重铬酸盐固体净化剂。这种净化剂的净化能力强，净化效果好。但配制复杂，设备防腐要求高，使用后不能再生，所以很少采用。可再生固体净化剂是三氯化铁固体净化剂。这种净化剂使用失效后可以再生，配制简单，占地面积小，投资省，但净化能力较小，因此，只能在生产量较小的小型溶解乙炔厂中使用。

2、净化法液体净化法的种类也较多。目前我国常用的液体净化法主要有三氯化铁净化法、次氯酸钠净化法、氯水净化法和硫酸净化法四种。液体净化法又有可再生和不可再生两中形式。液体净化法的净化效果好、生产能力大，但有些生产装置较复杂,占地面积大,设备投资大。所以这几种湿式净化法各有其不同特点，应根据实际情况综合考虑选择何种净化方式。

三、溶解乙炔工艺设备

（一）乙炔发生器乙炔发生器是用水分解电石，制取气态乙炔的设备，是溶解乙炔生产装置中的重要设备之一，乙炔发生器的性能好坏，将直接影响到成套设备的安全性能和企业的经济效益。目前，我省溶解乙炔气厂大多数采用的是低压乙炔发生器，但也有个别厂采用中压乙炔发生器。

1、中压乙炔发生器存在的主要问题

（1）安全性能差中压乙炔发生器大多是采用直接打开发气室的大门进行加料的方式。这种结构在加料过程中发气室与大气相通，形成乙炔与空气混合气体。如在加料过程中电石框与发气室桶体摩擦产生火星或温度过高，很容易造成混合气体起火或

爆炸。特别是电石质量差。硫、磷含量高的时候，极易自燃引起着火或爆炸事故。

（2）乙炔提取率低中压乙炔发生器另一个主要问题就是乙炔提取率很低。这是因为在发生过程中电石没有足够的水进行洗涤分解。部分电石未被完全汽化就随电石渣排出，尤其是质量差，规格大的电石。中压乙炔发生器的乙炔提取率低只有70~77%，是发生器中乙炔提取率最低的设备之一，属于被淘汰的设备。如管道输送的乙炔用户，生产工艺需要使用中压乙炔发生器时，则应在发生器结构上进行彻底的改进。使得中压乙炔发生器在安全性能、乙炔提取率和劳动强度方面得以改善。

2、低压乙炔发生器低压乙炔发生器具有比中压乙炔发生器乙炔提取率高、气体纯度高等优点，被许多乙炔厂所选用。低压乙炔发生器的种类较多。我省乙炔厂使用的低压乙炔发生器可分为两种。一种是敞开式低压乙炔发生器，另一种是全密封低压乙炔发生器。这两种发生器在结构、性能方面各有不同特点。

（1）敞开式低压乙炔发生器敞开式低压乙炔发生器是用人工从加料口把电石投入发生器内，电石通过水封进入发气室。这种发生器结构简单，使用大块电石，可省去电石破碎这道工序。但敞开式低压乙炔发生器安全性能是比较差的，加料口容易着火。这是由于电石从加料口投入后，其电石表面首先与水接触反应生成乙炔气，这些乙炔气大部分积聚在加料口底部与引风管下端。随着加料的不断进行，乙炔气的浓度也不断增高，形成爆炸性混合气体。在加料时一旦电石碰撞加料筒壁产生火花或其他能量，就会引发加料口着火或爆炸事故。使用过这种发生器的单位几乎都发生过加料口着火或爆炸事故。此外、这类发生器在结构上无超压、超液位等安全装置，一旦出现超压或自动排渣管堵塞现象，电石渣常常会从中心加料口处喷出，还会伴随着大量的乙炔气排出，散发在室内形成空气、乙炔爆炸性混合气体，同时这种结构也不可能承受《溶解乙炔设备》标准要求所规定的耐压试验压力。所以说这类发生器在设计上