乙炔装置生产工艺与原理课件.ppt

1、乙炔制作生产工艺及原理1乙炔装置生产工艺及原理乙炔制作生产工艺及原理2讲述内容1.乙炔装置的生产目的2.原料及产品的理化性质3.乙炔装置生产基本原理4.乙炔装置生产工艺流程5.主要工艺控制指标6.操作中的安全措施7.主要设备结构及原理8.常见事故及处理乙炔制作生产工艺及原理3一、乙炔装置的生产目的 乙炔装置生产的目的就是利用电石的水解反应原理，使电石与水在发生器内控制一定的温度，生成粗乙炔气，经冷却后通过水环泵加压，送至两台串联的清净塔，至中和塔除去硫、磷、等杂质，经冷凝、除雾除去水份后，送至转化岗位。制造合格的乙炔气，制造合格的乙炔气，送至转化岗位。乙炔制作生产工艺及原理4二、原料及产品的理

2、化性质1、电石的性质电石的化学名称为碳化钙或二碳化钙，俗名为电石，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化合而成的。分子式：CaC2 分子量：64.10化学上纯碳化钙几乎是无色透明晶体，工业碳化钙（电石）是灰色，棕黄色或黑色硬块，碳化钙含量高时呈紫色。电石露于空气中极易吸潮失去光泽而变成灰色，电石与水作用产生乙炔气。物理性质：比重：2.0-2.8（随CaC2含量减小而增高）,熔点：约2300 乙炔制作生产工艺及原理5危险特性：a.电石中含有硫、磷等杂质，与水作用会放出磷化氢和硫化氢。当磷化氢含量超过0.08，硫化氢含量超过0.15时，容易引起自然爆炸。b.电石与水反

3、应放出大量乙炔气，在一定条件下产生危险。c.小粒电石与粉末不得集中使用。乙炔制作生产工艺及原理62、乙炔气的理化性质 乙炔 分子式：C2H2 结构式：H-C C-H 分子量：26.038乙炔俗名电石气，在常温常压下是无色气体，比空气略轻、溶于水和有机溶剂的无色气体，工业乙炔因带有杂质（尤其是H2S、PH3）而带有刺激性臭味。乙炔的沸点是-83.6，凝固点是-85。乙炔制作生产工艺及原理7乙炔气溶于水和酒精，并极易溶于丙酮。1L水在15、1atm下可溶乙炔气1.1L；在同样的条件下1L丙酮溶液可溶乙炔气25L。丙酮溶液在15atm可溶乙炔气345L；此时液体的体积也增加了。根据丙酮能溶解大量乙炔

4、的性质，把乙炔溶解在丙酮溶液中，在15atm的下装入特质钢瓶内，叫做溶解乙炔。叫做“溶解乙炔”。这种溶解乙炔不易爆炸，使用时较为安全，便于运输和保存。乙炔制作生产工艺及原理8乙炔气在水中的溶解度与温度及压力有关；他随着温度的升高而减小，并随着压力的增大而增大。乙炔气与溶解度与温度的关系（乙炔气与溶解度与温度的关系（1 1体积水中溶解乙炔体积）体积水中溶解乙炔体积）温度051015202530405060708090溶解度%173149131115103938465503725155乙炔制作生产工艺及原理9乙炔的危险性 a 乙炔与空气在很宽的范围能都能形成爆炸 混合物，即2.381%，其中713

5、%最易爆炸。b 乙炔极易与氯气生成氯乙炔引起爆炸。c 乙炔气与铜、银、汞易生成乙炔铜、乙炔银、乙炔汞等金属化物，在干炸状态下受到微笑震动就会爆炸。d 乙炔气中混入一定量的水蒸气、氮气、二氧化碳可降低乙炔气的爆炸危险性。乙炔制作生产工艺及原理10三、乙炔装置生产基本原理工业上合成乙炔的方法主要有：烃类裂解法和电石法。目前世界上生产乙炔主要以烃类裂解法为主。电石法生产乙炔有湿法和干法两种。干法是将比理论略多的水量以雾状喷入发生器与电石反应产生乙炔，其特点是乙炔损失少、效益高、加料与排渣过程连续生产，缺点是设备较复杂，操作技术要求高，随着近年国内电石法生产乙炔逐步成为主流，目前已有成熟工艺并投入生产

6、。湿法是将电石加入过量的水中发生乙炔，其特点是电石分解完全、乙炔纯度高、操作简单，缺点是设备庞大、耗水量大、乙炔损失大。我厂采用湿法生产乙炔。乙炔制作生产工艺及原理11生产原理如下：在发生器中，电石和水接触生成乙炔气体，其反应式为：CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2+130kJ/mol 由于工业电石含有不少杂质，在发生器水相中也同时进行一些副反应，产生相应的PH3、H2S、NH3等杂质气体，其反应方程式如下：CaO+H2O Ca(OH)2 CaS+H2O Ca(OH)2+H2S CaP2+H2O Ca(OH)2+2PH3 乙炔制作生产工艺及原理12 其反应放出大量的热由过量的水移去，并

7、 稀释渣浆以利于溢流和排渣，反应生成的乙炔气中含有硫化氢，磷化氢等杂质，通过清净工序与NaCLO溶液接触反应而除去，生成的相应的酸与NaOH溶液反应生成盐，其反应式如下：PH34NaClOH3PO44NaClH2S4NaClOH2SO44NaClH3PO43NaOHNa3PO43H2OH2SO42NaOHNa2SO42H2O乙炔制作生产工艺及原理13四、乙炔装置生产工艺流程l电石经粗破碎后，输送到细破，使电石 粒度控制在25-50mm的合格电石,由90度大倾角皮带机送入料仓，间歇放入称重料斗，由16度皮带机输送至发生加料楼顶，落入两条可逆皮带，再加入小加料储斗，通过上加料斗进入下加料贮斗，在电

8、机振动给料机的控制下，以合适的速度向发生器内加入电石，在搅拌的过程中，耙齿除去电石表面反应生成的Ca(OH)2使电石的水解反应充分进行，反应生成的热量和大部分渣浆由过量水通过溢流管带走，固体物质通过六层耙齿的运动逐步积累在发生器锥底，由大排渣间歇排出。乙炔制作生产工艺及原理14l生成的乙炔气通过渣浆分离器时，由上清液溶液进行洗涤以除去夹带的大量电石泥，之后通过正水封进入喷淋冷却塔、水洗塔进一步降低温度，备用发生器则通过逆水封保持设备正压。乙炔气经冷却塔降温至2040后，经水环泵加压进入清净系统，在两个清净塔中与由配制系统生产的有效氯在0.085%0.12%，PH值在7-8的NaClO溶液逆流接

9、触，反应除去P、S杂质，为了使反应能充分进行，塔内填充了聚丙烯阶梯填料环，并在每节塔间设集液盘，以保证气液充分接触，乙炔气在中和塔中除去酸性物质后，通过乙炔冷凝器，乙炔除雾器除去气相中夹带的水分，使合格、干燥的乙炔气送至转化工序。乙炔制作生产工艺及原理15清净所用的次氯酸钠溶液是用氯气、氢氧化钠、水配制而成，其反应式如下：2NaOHCl2NaClONaClH2O，配制过程为5%的烧碱溶液与氯气经过转子流量计计量后进入文丘里反应器进行反应，一次水（可回用水）经过计量后由顶部进入反应器，一方面在反应器内形成负压，以利Cl2、NaOH的充分接触。乙炔制作生产工艺及原理16清净所需的NaClO溶液由配

10、制系统提供，经配制合格的NaClO溶液由NaClO泵打至NaClO高位槽，依靠位差自流而下，然后通过2#清净泵送到2#清净塔，一部分通过2#清净泵进行内部循环，另一部分通过2#清净泵送至1#清净塔，同样一部分进行内部循环，另一部分则由发生器补水泵废送至冷却塔经过 喷头与一次水共同冷却乙炔气，冷却塔产生的废NaClO溶液通过塔底的溢流管进入废NaClO贮槽，一部分由发生器补水泵送往污水处理，另一部分送往喷淋塔。冷却塔加水则由一次水系统直接提供。中和塔的碱液由稀碱中间槽提供10%-15%的碱液。乙炔制作生产工艺及原理17电石破碎工艺流程简图乙炔制作生产工艺及原理18n乙炔发生工艺流程乙炔制作生产工

11、艺及原理19五、主要工艺控制指标a.电石粒度 25-50mmb.氮气含氧 1.5%a.发生温度 855b.发生器液面 现场液面计中部c.发生器压力 16KPae.气柜高度 20-80%a.次氯酸钠有效氯 0.085-0.12%c.中和塔碱浓度 10-15%e.换碱限值 碳酸钠含量10%（冬天8%）或氢氧化钠3-5%f.乙炔纯度 98.5%g.乙炔含硫、磷等杂质 硝酸银试纸检验不变色乙炔制作生产工艺及原理20六、操作中的安全措施 乙炔属易燃易爆气体，在乙炔操作过程中会使用到的 化学危险品有：电石、氢氧化钠、次氯酸钠、氯气、氮气等，所以在乙炔生产过程中，必须以安全为前提。在选择乙炔管道阀门材质时应

12、注意；不得用含铜（铜合金含量小于70%）、银的介质。在使用压力计时，如果选用水银，必须用盐水或水作隔离液，不得使乙炔与水银直接接触。乙炔是一种易燃易爆物，因此乙炔系统的检修开停车必须严格遵守置换方案，开车前用氮气置换，取样，分析的安全规定。停车检修前置换系统含C2H22.3%，如需进入容器检修，则含C2H20.15%,含氧19%。乙炔制作生产工艺及原理21乙炔系统的任何位置动火，都必须用N2置换至不含乙炔，同时动火部位与系统要进行有效隔绝，为了防止气体的流动而产生静电火花，在隔绝部位应有可行的绝缘，动火区与非动火区不得以导体连接。乙炔是易燃易爆气体，凡检修含有乙炔的设备、管道，严禁用铁器敲击。

13、乙炔生产系统属微正压系统，在生产过程中严禁产生跑、冒、滴、漏，且严禁产生负压，以避免吸入空气而导致着火爆炸事故；凡是接触乙炔的设备、管线必须具有良好的静电导除设施，以防止静电积聚造成事故。乙炔制作生产工艺及原理22七、主要设备及其作用1、乙炔发生器 我公司选用直径DN3200mm，六层耙臂，六层托板带搅拌的立式发生器6台，每台生产能力约2500m3/h,搅拌轴由发生器底部伸入，借助蜗轮蜗杆减速机至1.6-2r/s。六层托板，一、三、五周边下料，为，二、四、六为中间下料，托板的作用延长电石在发生器内的停留时间，耙臂，耙齿是输送电石和清除电石表面结晶，使电石与水充分反应，加速水解反应的速度。为方便

14、发生器 检修，在每层托板之间设有人孔。在发生器锥底侧壁设有溢流口，电石渣浆连续排出，电石中的硅铁及杂物不断沉入锥底，由锥底排渣阀定期排出。乙炔制作生产工艺及原理232、正水封、逆水封、安全水封及其作用。（1）、正水封：发生器产生的乙炔气通过正水封（进口管插入液面以200-300mm），送至冷却、清净系统，正水封起到单相止逆阀的作用，当发生器或清净系统出现事故时，起到安全隔离的作用。当单台发生器检修时，向正水封加水使之与系统安全隔离。乙炔制作生产工艺及原理24（2）、逆水封：逆水封进口管与气柜管线相连，插入液位以下，出口管与发生器气相管相连。正常生产时，逆水封不起作用，当发生器出现液位下降，电石

15、架桥，或负压时，乙炔气通过逆水封进入发生器保持发生器正压，防止吸入空气，产生混合气体，造成爆炸危险。（3）、安全水封：当发生器出现故障（正水封液位升高，水洗塔液位升高封住气相进口）时，发生器压力升高，发生器内的乙炔气，通过安全水封排入大气，安全水封至于一楼地面，当发生器液位过高时，渣浆溢流至安全水封，由安全水封流出，因此，安全水封起到安全阀和溢流管的作用。乙炔制作生产工艺及原理253、渣浆分离器，冷却塔和气柜的作用。（1）渣浆分离器：设置在发生器顶部，通过水喷淋降低乙炔气中夹带的电石渣浆含量，降低乙炔气温度，减小后系统管道设备结垢，降低冷却塔负荷。冷却水从 渣浆分离器底部溢流管流入发生器，作为

16、发生反应用水。乙炔制作生产工艺及原理26（2）水洗塔：规格DN3000,H18341采用填料塔，多选用聚丙烯梯型环，通过直接喷入冷却水来吸收与降低粗乙炔温度使气体中的大部分水蒸汽冷凝下来，冷却塔在气柜前，可防止气柜管路积水而影响缓冲作用。此外，乙炔气降温后，有利于清净塔中次氯酸钠对硫、磷等杂质的吸收反应。乙炔制作生产工艺及原理27（3）乙炔气柜起到发生与清净两系统的的缓冲作用，特别是在发生加料系统出现故障时，能在短时间内保证清净系统的稳定操作。气柜高度可与发生器给料机连锁控制。乙炔制作生产工艺及原理284、清净系统设备。（1）清净塔的结构：DN2400H18396,内部填充填料，每层设积液盘结

17、构，借助填料的表面积，使气液逆流接触传质反应，要保证填料的湿润度，必须确保次氯酸钠的循环量和填料的湿润度。乙炔气在塔内的停留时间控制在40-60秒为宜。1#，2#清净塔、中和塔结构相同。乙炔制作生产工艺及原理29（2）文丘里反应：有喷嘴，喉管，扩散管和扩散室组成，各 部分的尺寸和锥角都有一定的要求，当喷嘴与喉管的间距为 30，扩散室的真空效果较高。如果水量在10m3/h，真空度可达到580Hg,乙炔制作生产工艺及原理30（3）水环压缩机，提高乙炔气压力，加压清净。叶轮靠离心力形成水环，气体压缩后体积变小，在清净塔内与次氯酸钠充分反应。乙炔制作生产工艺及原理31n水环压缩机工作原理 在水环压缩机

18、中装有适量的水作为工作液。当叶轮旋转时，水被叶轮抛向四周，由于离心力的作用，水形成了一个封闭圆环。水环的上部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的下部内表面刚好与叶片顶端接触，此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的上部0为起点，那么叶轮在旋转前180时小腔的容积由小变大，且与端面上的吸气口相通，此时气体被吸入，当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝；当叶轮继续旋转时，小腔由大变小，使气体被压缩；当小腔与排气口相通时，气体便被排出，起到压缩作用。乙炔制作生产工艺及原理32颚式破碎机结构及工作原理鄂式破碎机的结构主要有机架、偏心轴、大皮带轮、飞轮

19、、动鄂、侧护板、肘板、肘板后座、调隙螺杆、复位弹簧、固定鄂板与活动鄂板等组成，其中肘板还起到保险作用。电动机驱动皮带和皮带轮，通过偏心轴使动鄂上下运动，当动鄂上升时肘板和动鄂间夹角变大，从而推动动鄂板向定鄂板接近，与此同时物料被挤压、搓、碾等多重破碎;当动鄂下行时，肘板和动鄂间夹角变小，动鄂板在拉杆、弹簧的作用下离开定鄂板，此时已破碎物料从破碎腔下口排出，随着电动机连续转动破碎机动鄂作周期性的压碎和排料，实现批量生产。乙炔制作生产工艺及原理33八、常见事故及处理1、加料时燃烧或爆炸 原因：、加料前一贮料斗内乙炔未排净。、电石摩擦打火 、氮气纯度低。、翻板阀泄漏。处理方法：、加强氮气置换。、封水

20、封、开充氮、排氮阀，用氮气或干粉灭火器 灭火并发出警报。、停用发生器，检修加料阀。乙炔制作生产工艺及原理342、发生器液位超出规定值 原因 溢流管内有杂物。溢流管内结垢堵塞。处理措施：破碎机严禁杂 物混入。停车清理。3、发生器排渣不畅 原因：有杂物加入发生器。电石质量差，含硅铁或碳渣多。处理措施：停车处理。保证电石质量。乙炔制作生产工艺及原理354、发生反应温度过高 原因：、电石粒度小、振料速度快，反应速 度快。、一次水压过低或加水管路不畅 、溢流管不畅通。处理措施：、控制电石粒度规格，根据气柜高度合理控制振料速度。、提高水压，检查和清理水管。、加强排渣，开大溢流管冲水阀。乙炔制作生产工艺及原

21、理365、发生器压力偏高 原因：、气柜滑轮被卡住，或管道积水。、正水封液面过高。、冷却塔液面高于气相进口。、电石粒度过小，反应速度太快。处理措施：、检修气柜滑轮，排除管道积水。、调整正水封液面。、调整冷却塔液面。、调整电石粒度、控制加料速度。乙炔制作生产工艺及原理37乙炔制作生产工艺及原理387、水环泵进口压力低 原因：、气柜管道内有积水。、发生器供气量小。、冷却塔液面过高处理措施：、排除积水。、根据气柜高度调整电石加料速度。、降低冷却塔液位，使液位至规定高度。乙炔制作生产工艺及原理3910、水环泵出口压力低 原因：、冷却循环水流量小。、乙炔流量高。、泵的叶轮与机壳间隙大或气室结垢。、泵的循环阀未关紧。、乙炔气温度高。处理措施：、加大循环水量。、增加开泵台数。、调整间隙、检修设备。、关闭循环阀。、检查冷却塔及喷淋水量，降低乙炔气温度。乙炔制作生产工艺及原理40谢谢观看！再 见！谢谢观看！2020