电石生产工艺事故介绍

安全工程创新训练

（1********9）

题目：电石生产工艺事故树分析

学院化学与材料工程

年级2014级专业安全工程

班级学号：

学生姓名：指导教师***职称副教授

论文提交日期2016.12.7

1、电石理化性质：

矿石为黄褐色或黑色的块状固体，纯品为白色晶体(含CaC2较高的是紫色)。

密度2.22克/立方厘米，熔点2300℃（与CaC2含量有关），遇水立即发生激烈反应，生成乙炔，并放出热量，电石含量不同熔点也随之变化。

杂质：因电石中常含有砷化钙(Ca3 As2)、磷化钙(Ca3 P2)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。

晶体结构：

CaC2最常见的晶型属四方晶系，在298K到720K之间稳定，

四方CaC2的晶体结构类似NaCl型，但由于[:C≡C:]2-离子呈椭圆形，定向排列，晶体属四方晶系。在CaC2晶体的[:C≡C:]2-离子中，C-C距离为120pm，相当于碳碳叁键的键长，Ca和C间的距离为259和282pm。[1]

2、制法：

反应方程式：CaO + 3C → CaC2 + CO , ΔH = +465.7kJ/mol

这是一个强吸热反应，故需在2100-2500K的电炉中进行。[1]

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CaC

2 (电石) 、石灰石中提取炭、高温低压煤气发生炉。此一炉三使用工艺技术，使 CaC2生产综合利用了煤气化过程中的余热和煤灰，煤灰加配料熔融后生成CaC2和硅铁（提纯CaC2时）；“高温低压”煤气发生炉，使煤气的产（发）生自然化。每熔炼一吨80% CaC2，从石灰石中提取纯炭168kg左右，产生煤气（CO 在55%—95%）6000—2600 m3，可生产4.5吨左右的甲醇。富氧既提高炉温又提高了煤气的CO质量，氧气尤为一举两用，煤热能利用后的煤气，用于煤化工或清洁发电。此工艺为无消耗能源型和无污染型的CaC2生产和煤气生产。

密闭操作，全面排风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩，戴化学安全防护眼镜，穿化学防护服，戴橡胶手套。避免产生粉尘。避免与酸类、醇类接触。尤其要注意避免与水接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。

3、工艺流程

（1）原料贮运

（a）原料石灰石（粒度：60～150mm）、焦炭（粒度：≤25mm）、无烟煤（粒度：≤25mm）、焦炭（粒度：25～50mm）由汽车运进厂，分别卸入厂内各自的原料棚库。存量按7天设计。

（b）石灰石日用量约1000吨。石灰石上料时，用装载机把石灰石从料棚运至地下受料坑，再用胶带运输机经转运站运至石灰生产工段的石灰石料仓中。

（c）焦炭日用量约360吨和石灰窑用82吨。焦炭上料时，用装载机把焦炭从料棚运至地下受料坑，再用胶带运输机经转运站运至炭材干燥工段的焦炭料仓中。

（2）石灰生产

料仓中的石灰石和焦碳或无烟煤由电机振动给料机送至称量斗，一定配比的混合料由胶带运输机送至石灰窑上料斗，卷扬机带动料斗至石灰窑顶，物料进入石灰窑，在窑内煅烧。粒度为45～140mm石灰从窑底经胶带运输机运出，经双齿辊式破碎机破碎后粒度为≤50mm，然后用斗提机送至配料站。窑顶尾气经布袋除尘后接烟囱排空。

（3）炭材干燥

焦炭中间缓冲仓的焦炭由电机振动给料机送至焦炭干燥窑，干燥后，由胶带输送机（耐高温胶带）、斗式提升机送至配料站。在配料站，经振动筛分级后（筛上粒度：5~25mm，筛下粒度：0~5mm）由胶带输送机（可逆）分别送至焦炭块仓及焦炭粉仓。

（4）电石生产

（a）电炉进料

合格粒度的石灰、焦炭由仓口分别经配料站块料仓下的振动给料机又经称重斗，按合适的重量配比，由振动给料机分三层经带式输送机、斗式提升机送至电石生产厂房，分别通过电石炉的环形加料机进入炉料贮斗。

电炉炉料共有12个贮仓，贮仓中的混合物料经过向下延伸的料管及炉盖上

的进料口靠重力连续进入炉中。

（b）空心电极加料

混合粉料由混合粉料仓下部进入三根电极的螺旋输送机，再经橡胶软管与中央快开接头加入空心电极内筒，直接进入电炉高温熔融区，粉料加入量占炉料消耗量的10~15%左右，粉料配比可调节。

（c）电极糊加料

装在电极糊盛斗内的破碎好的电极糊（100mm以下），经单轨吊从地面提升到各电极筒顶部倒入电极筒内。

电能由变压器和导电系统经自焙电极输入炉内，石灰和炭素原料在电阻电弧产生的高温（2000~2200℃）下转变成电石。

冶炼好的电石，每隔一小时左右从炉口出炉一次，熔融电石流入牵引小车上的电石锅内，由卷扬机将小车拉到冷破厂房进行冷却破碎。

（5）电石冷却

液态电石注入电石锅经牵引小车送至冷却厂房。由桥式起重机将电石锅用吊具从小车上吊出，放置在“热锅预冷区”。冷却两小时后，将电石砣从锅内吊出放置在冷却区继续冷却，当冷却到80℃以下时，用汽车运往聚氯乙烯装置。

二、生过烧石灰在电石生产中的影响

1.生烧石灰的判别

在石灰生产过程中，在石块中心温度没有达到815℃，碳酸钙还来不及分解，就从窑内卸出来了，这样的石灰叫生烧石灰。

2.生烧石灰的影响

在电石炉内生烧石灰中碳酸钙要进一步分解成石灰，再与焦炭反应生成电石。分解碳酸钙需要热量，这个热量就要由电来供给，这样就增加了电石生产的电耗。生烧中有二氧化碳成分，实际改变了炉料配比。生烧率变化，要影响炉料配比，打乱电石正常生产秩序。因此，要求生烧率越低越好。