铠装加热电缆
一、工段任务
本工段采用湿式发生、喷淋水洗、冷却、加压清净、碱液中和的方法生产出合格的乙炔气,供氯乙烯转化使用。
二、工艺简述
经破碎计量后的合格电石,用小车送到电石吊斗内,由电动葫芦提至四楼加入小加料斗内。在上加料斗充氮合格的情况下,经上加料阀加入上加料斗,又经下加料阀加入下加料斗,由电磁振动加料器加入发生器内。电石遇水进行水解反应生成乙炔气及渣浆,乙炔气自发生器顶部逸出。电石水解释放出大量的热,借助不断向发生器内加入水来控制温度并补充消耗的水份。电石稀渣浆则从溢流管不断排出,以维持发生器的液面。浓渣浆由发生器内耙齿耙至发生器底部,经气动排渣阀定时排出。由发生器顶部逸出的乙炔气经渣浆分离器、正水封、水洗塔、冷却塔,一路进乙炔气柜,另一路进入清净系统。 冷却后的乙炔气,经水环压缩机加压后,经气水分离器进入1#清净塔,与2#清净塔分流来的
发光细菌次氯酸钠逆向接触,除去乙炔气中的大部分硫、磷杂质后,再进入2#清净塔,与次氯酸钠贮槽送来的新鲜次氯酸钠逆向接触,彻底除去硫、磷杂质。经清净后的乙炔气呈酸性,进入中和塔与碱液逆向接触被中和,然后进入乙炔冷却器进行冷却,从乙炔冷却器出来的乙炔气纯度达98.5%以上,温度为10℃左右,PH=7~8,送往氯乙烯工段供转化使用。
三、乙炔的性质
乙炔是炔经中最简单的一个化合物,性质非常活泼,容易进行加成聚合等化学反应,因此在有机合成中得到广泛应用,成为化学工业中重要原料之一。
.1、物理性质
化学式:CH分子量:26
结构式:H-C=C-H沸点:-83.66℃
熔点:(119.304KPa)-85℃光端机机箱
常温常压下乙炔为无气体,工业乙炔因含有杂质(主要是磷化氢、硫化氢)所以具有特殊
刺激性嗅味。
乙炔在高温、高压或有某些接触物质存在时,具有强烈的爆炸能力,压力在0.15MPa以上的乙炔气,温度超过550℃,会产生爆炸性分解。湿乙炔的爆炸能力低于干乙炔气,并随温度升高而减小。如果水蒸汽与乙炔体积比为1:1.15时通常不会发生爆炸。乙炔用以下气体稀释后爆炸能力也降低,如N2(1:1时)、CH、Co,、CO、HO(水蒸汽)等,效果最好的是N2。 乙炔在容器和管道中爆炸分解甚为猛烈和迅速,这种爆炸反应传播现象为爆震。乙炔的爆震速度1800-3000米/秒,远远超过爆炸速度,爆震时压力达60MPa,温度达3000℃。
乙炔与空气混合爆炸范围为2.3-81%,其中含乙炔7-13%时爆炸能力最强。乙炔与氧气混合爆炸范围为2.5-93%,其中含乙炔30%时最危险。
乙炔与混合在日光下就能爆炸。
乙炔与铜、银、汞接触时能生成相应的乙炔金属化合物,这种乙炔金属化合物易爆炸。
2、化学性质2.1加成反应
汞盐或磷酸盐
C2H+HO———→CH,CHO(乙醛)
氧化锌与氧化锰
2CH+3H;O————-CH;COCH;(丙酮)+CO+2HzHgCl
CH+HC1——---CH;CK(氯乙烯)
亚铜络离子
CH,+HCN———→CHCHCN(丙烯腈)
Ni
CH+H———→CH CHz(乙烯)2.2与金属化合物反应与CuCLz反应生成乙炔铜
四、工序的主要化学反应原理和化学反应式1、乙炔发生
烟焦油
电石加入发生器遇水反应生成乙炔气,同时放出大量的热。因为工业电石含有杂质,与水进行反应,生成相应的杂质PH5、HS等气体。
主反应:CaC2+2HzO——→CH2t+Ca(OH)2↓+127.2KJ/mol付反应:CaO+HzO——→Ca(OH)2↓+62.76KJ/mol
CaS+2H,O——→Ca(OH)z↓+HzS 1
CaP2+6HzO——→3Ca(OH)z↓+2PHs tCa;N+6HzO——→3Ca(OH)2↓+2NH 1CagSi+4HzO——→2Ca(OH)2↓+SiH4 tCa;AS2+6HzO——→3Ca(OH)2↓+2AsH t
粗乙炔气中含有上述付反应杂质气,电石在水解时生成大量氢氧化钙形成碱性介质,使生成的HS、PH,水解不完全,因此,粗乙炔含有较多的PH,(几百PPm),较少HS(几十PPm),磷化物还可以PzH形式存在,在空气中可自燃。
发生温度在85℃左右还可能有如下反应:双分子乙炔加成,生成CH=CH一C=CH(乙烯基乙炔)和CHs—S—CHs(乙硫醚),二者含量可达50-100PPm。在85℃时,由于水的汽化,粗乙炔中带有大量水蒸气(一般水蒸气:乙炔=1:1)。影响发生因素:
(1)电石的质量,粒度及停留时间:
水解是液固相反应,电石质量好、发气量高,电石与水接触面积越大,水解反应速度越快。实际生产中既考虑水解完全也考虑发生安全,综合发生器结构和电石粉碎等因素,控制电石粒度在25-50 mm,电石发气量260L/kg,并做到优质电石与等外电石搭配使用。空调节能器
(2)反应温度:
电石水解反应热系通过加入过量水移走的。反应温度通过调节加水量和电石量来实现工艺控制指标的。随反应温度上升,水解速度加快,同时乙炔在电石渣浆中溶解度下降,较显著地降低电石消耗,但反应温度过高,电石渣浆含固量大,会造成溢流不畅通或排渣困难;反应温度高,粗乙炔气中水蒸气含量增加又增加渣浆夹带,会造成后部冷却塔超负荷,堵塞管路或塔板。综合上述多方面考虑,一般控制反应温度在80-90℃为宜。
2、乙炔清净:
粗乙炔中含有的HS、PH3、AsH,等杂质气体,可使氯乙烯的HgCl触媒发生中毒,破坏其“活性中心”,从而缩短触媒使用寿命。PH。(特别是PH)会降低CH2气的自燃点,与空
气接触会自燃,很不安全,更应彻底消除。采用次氯酸钠溶液为清净剂是利用其氧化作用,主要反应式:
ysn-264PH;+4NaCIO——→H;PO,+4NaCl
H,S+4NaCIO——→HSO4+4NaCl
其反应产物HPO4、HSO4等在中和塔内被碱液中和:H;PO,+3NaOH——→Na;PO4+3HO
H,SO4+2NaOH——→NazSO+2H,OCO2+2NaOH——→NazCO;+HO影响清净因素:
(1)清净反应以氧化为基础,NaCIO氧化性能受PH值制约,碱性越高,氧化能力越低;酸性越大,氧化能力越强,但酸性过高易产生极不稳定的氯乙炔。为此,既考虑安全又要做到清净不失效,实际配制液PH值最好在7附近。有效氯含量控制在0.085~0.12范围内。
(2)清净剂的补加量与乙炔量成正比,在清净效果不失效的前提下,清净剂用量越少越好,根据生产经验,采用填料时,清净剂用量与乙炔流量之比,即NaCIO:CH=1:75(体积)