【正文】 烴類裂解法 烴類裂解法有氧化裂解法和高溫水蒸汽裂解法兩種。它可以同時得到乙烯和乙炔等氣體，此法所用的原料是乙烷、液化石油氣、石腦油、煤油、柴油等高碳烴類。 電石法生產(chǎn)溶解乙炔的原輔材料及產(chǎn)品 ? 原料 電石和水 ? 輔料 生產(chǎn)溶解乙炔除原料外還需要許多材料，所謂材料指的是一些不進人產(chǎn)品分子中去的物質(zhì)，但沒有它們就生產(chǎn)不出合格產(chǎn)品，我們把這類物質(zhì)稱之為輔料。 包括次氯酸鈉、氫氧化鈉、硫酸、液氯、丙酮、二甲基甲酰胺、無水氯化鈣、硅膠、氮氣等。 溶解乙炔生產(chǎn)工藝流程 ? 溶解乙炔生產(chǎn)工藝流程主要由四個生產(chǎn)工序構(gòu)成即： 粗乙炔氣的發(fā)生；粗乙炔氣的凈化； 乙炔氣體的壓縮；乙炔氣體的充灌。 工藝流程應滿足以下幾點要求： ? 發(fā)生器的操作壓力要低 ； ? 由于工業(yè)電石含有各種雜質(zhì)，乙炔氣中的 H2S和 PH3的危害很大，必須在流程上專門設(shè)置凈化工序。 ? 應設(shè)置氣柜。其容積應由生產(chǎn)能力而定，形式有干式和濕式兩種，但濕式氣柜更有利于安全生產(chǎn)，設(shè)置氣柜能穩(wěn)定系統(tǒng)生產(chǎn)操作。 ? 壓縮機的設(shè)計必須考慮恰當?shù)膲嚎s比，控制排氣溫度，并配置安全閥以防止乙炔氣超壓而發(fā)生分解爆炸。 ? 各主要設(shè)備都應該設(shè)置安全泄壓裝置。 ? 各主要設(shè)備之廚應設(shè)置阻火裝置，低壓部分設(shè)各種水封器，高壓部分設(shè)阻火器，以防止偶然爆炸、著火事故發(fā)生和事故的蔓延擴大。 工藝流程應滿足以下幾點要求： ? 乙炔氣在充瓶之前，必須設(shè)干燥器將其中的水分除掉，以防止水份充人氣瓶。 ? 為保證裝置正常運行，應設(shè)置必要的自動控制和聯(lián)鎖裝置。 ? 乙炔管道及管件的材質(zhì)和直徑必須嚴格遵照，“乙炔站設(shè)計規(guī)范”的規(guī)定。 ? 裝置所配的電機及其電器元件必須采用最高防爆等級，選用級防爆電氣設(shè)備。 ? 所有乙炔設(shè)備及管道必須做靜電接地處理，與靜電接地網(wǎng)相接，以及時排除裝置和管道上產(chǎn)生的靜電。 目前我國典型溶解乙炔工藝流程 ? 沈陽院溶解乙炔工藝流程 沈陽市石油化工設(shè)計研究院新近設(shè)計的二版溶解乙炔工藝流程圖，生產(chǎn)規(guī)模 100米 3／小時。該流程吸取了國內(nèi)各溶解乙炔工藝流程的優(yōu)點，并結(jié)合我國實際情況而提出的。采用電石人水式乙炔發(fā)生器（水封式） , 低壓法操作，結(jié)構(gòu)簡單，省去氮氣吹掃，電石破碎等設(shè)備，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、投資少、操作安全、方便。凈化采用以次氯酸鈉為液體清凈劑的濕法凈化裝置，三塔串聯(lián)，連續(xù)操作，凈化效果好，廢次氯酸鈉和渣水返回發(fā)生器循環(huán)使用，不污染環(huán)境。乙炔氣體采用分子篩干燥，無熱再生。充灌采用三級阻火裝置，全系統(tǒng)采用必要的自控，聯(lián)鎖裝置，安全可靠，占地面積少，基建投資省。 溶解乙炔生產(chǎn)和安全操作 ? 粗乙炔發(fā)生和安全操作 ? 粗乙炔凈化和安全操作 ? 乙炔的壓縮與干燥和安全操作 ? 乙炔氣的充裝和安全操作 粗乙炔發(fā)生和安全操作 ? 化學反應方程式 ? 工業(yè)電石由于含有大量的氧化鈣，因此，在與水作用時，還將有氧化鈣與水作用生成熟石灰的反應發(fā)生。其化學反應式如下： 工業(yè)電石含有雜質(zhì)，同時有部分電石已被空氣中的水份所分解；因此，乙炔的實際產(chǎn)量為 230～ 300L/kg 。 保證水過量（一般為電石消耗量的 10倍） ? 電石與水反應時，當水量不足或與熟石灰反應，將生成乙炔和生石灰，其反應式如下： ? 應中生成的氧化鈣構(gòu)成了導熱性能差的外皮。而“殼”內(nèi)電石和氧化鈣中所含的水份繼續(xù)反應并放熱，因而造成反應區(qū)局部過熱，并兼有以下化學反應： ? 這種缺水的化學反應使溫度超高，會引起乙炔的聚合和分解，生成碳、氫、二氧化碳及乙炔的聚合物等，有時還可能發(fā)生爆炸。因此，在乙炔的發(fā)生過程中，保證水過量（一般為電石消耗量的 10倍）使反應放出熱量能及時散發(fā)出去，控制好反應溫度不超高，這對于乙炔的生成和安全生產(chǎn)都是極其重要的。 電石分解速度 ? 影響電石分解速度的主要因素有電石質(zhì)量、粒度、水溫、電石與水的比例及水中電石渣含量等。若電石質(zhì)量高、粒度小、水溫高、電石與水的比例小及水中電石渣含量少，則電石的分解速度快。 粗乙炔氣中的雜質(zhì) ? 由于電石中含有磷化鈣、硫化鈣、砷化鈣等雜質(zhì)，雜質(zhì)和水會發(fā)生許多副反應： 粗乙炔氣中的雜質(zhì) ? 這些副反應均是放熱反應，且生成各種有害氣體雜質(zhì)，如H2S、 NH PH SiH AsH3等。一部分雜質(zhì)混入乙炔氣中，另一部分則溶解在溶液中。由于溶液是堿性的，所以電石中雜質(zhì)和水反應并不十分完全。而且由于硫化氫在水中溶解度大于磷化氫，因此粗乙炔氣中含有較多的磷化氫（幾百PPm ) ，及較少的硫化氫（幾十至數(shù)百 PPm）。磷化物也能以 P2H4形式存在，它們在空氣中自燃而具有危險性。 ? 粗乙炔氣中含有雜質(zhì)的多少，與電石質(zhì)量、發(fā)生器種類及發(fā)生器的工作條件等因素有關(guān)。 發(fā)生工藝與設(shè)備 ? 發(fā)生工序工藝流程 ? 采用密閉式發(fā)生器制氣。電石經(jīng)破碎后裝人電石料桶，由電動葫蘆送往發(fā)生器頂部卸入上料斗，再卸人下料斗經(jīng)加料器連續(xù)加入發(fā)生器內(nèi)，電石水解成粗乙炔氣由發(fā)生器頂部逸出，經(jīng)洗滌器、水封器送人凈化工序或氣柜。水由頂部加人，電石渣由發(fā)生器底部連續(xù)和定期排除。 ? 由電動葫蘆將電石加人到敞開式乙炔發(fā)生器。電石與水發(fā)生水解反應。生成的粗乙炔氣由發(fā)生器上部氣體出口洗滌冷卻后，經(jīng)安全水封爪水封器送往氣柜。電石渣由錐形底部排至電石渣池。 乙炔發(fā)生器 ? 敞開式乙炔發(fā)生器 ? 耙式攪拌乙炔發(fā)生器 ? 搖籃式乙炔發(fā)生器 ? 雙擠壓式乙炔發(fā)生器 ? 雙擠壓式乙炔發(fā)生器 發(fā)生輔助設(shè)備 ? 破碎機 ? 洗滌器 ? 安全水封 ? 水槽式（濕式）貯氣罐 ? 低壓水分離器 ? 低壓干燥器 ? 加水桶 ? 水箱 發(fā)生設(shè)備安全操作 ? 發(fā)生工序工藝條件確定 ? 發(fā)生器的反應溫度 溫度高，水解反應速度快； 減小溶液粘度，利于反應進行； 溫度高，乙炔損失少； 但是，反應溫度也不能過高（如 85 ℃ 以上）。若溫度過高： 一、是渣漿的含固量增加。 二、是溫度高，容易發(fā)生溶液局部過熱，嚴重時會產(chǎn)生乙炔分解爆炸，不利安全生產(chǎn)。 三、是溫度高，乙炔氣體中水含量大，加重了后工序的生產(chǎn)負荷。 電石粒度 ? 電石粒度越小， 電石與水的接觸面積越大，水解速度也越快。 ? 但是，電石粒度也不宜過小，否則水解反應速度過快，使反應熱不易移走，發(fā)生局部過熱而引起乙炔的熱聚和分解，進而使溫度高而發(fā)生爆炸。粒度過大，則電石反應緩慢，在發(fā)生器底部排渣時容易夾帶未水解的電石，使電石消耗定額上升。 操作壓力 ? 乙炔發(fā)生分解爆炸的“臨界值”為 ，在此壓力以下，一般不會發(fā)生分解爆炸。所以，發(fā)生器的操作壓力以低壓為宜。低壓操作時，乙炔在渣水中的溶解損失量也小。 攪拌作用 ? 乙炔發(fā)生器一般都設(shè)有攪拌器。在攪拌作用下，電石和水反應生成的可盡快的脫離電石表面，使電石表面不斷更新，從而加速水解反應。同時，攪拌有利熱量傳遞，可防止電石反應區(qū)的局部過熱。 乙炔發(fā)生器液面控制 ? 液面過高氣體分離空間小，易使出口乙炔氣夾帶漿沫，極易堵塞管道和設(shè)備。液面過高有向上浸入給料器及料斗的危險。液面過低，則影響加料安全操作，不能保證足夠的反應用水和冷卻用水量。 事故分析與預防 ? 敞口式乙炔發(fā)生器加料口處著火 發(fā)火原因有： 電石粒度過小，粉末電石較多； 投料速度過快、投料過多； 加料管被電石渣塞管徑變小，導致卡料； 投料口沒有機械抽風裝置或自然抽風管堵塞，乙炔擴散差，投料乙炔含量超標； 投料口沒有氮氣吹掃裝置或裝置失靈； 電石含磷超標或電石硅鐵碰撞、使用鐵器操作等發(fā)火源存在。 因此，要采取各項措施防止投料口形成乙炔空氣爆炸性混合氣體，并控制住點火源。 密閉式低壓乙炔發(fā)生器燃爆事故及預防 ? 這種發(fā)生器是我國多年來經(jīng)常使用的一種。這類乙炔發(fā)生器的燃爆事故往往發(fā)生在氮氣置換結(jié)束，上料加料閥打開加料瞬間。 ? 事故例一：寧波某廠于 1986年 1月 23 日上午 9 時50分，發(fā)生器回料時發(fā)生著火爆炸，立即通氮氣滅火，但又發(fā)生二次爆炸。造成二人輕傷，發(fā)生廠房玻璃全部震碎，設(shè)備無大損壞。事故分析氮氣純度含氧高達 40% ，實際成了富氧空氣。用這樣的富氧空氣對乙炔發(fā)生器進行置換或滅火時，在發(fā)生器內(nèi)部與乙炔氣相混合，是極易爆炸的。 事故例二 ? 武漢某廠于 1989年 1月 25日 13 時 10 分左右， 1號發(fā)生器上料斗加料時，加料桶被掀翻，加料口燃爆事故。當滅火時干粉用完后采用氮氣瓶（事后化驗含氧 33% ）滅火，導致發(fā)生器料頭爆炸，焊縫炸裂，緊接著發(fā)生器下部排渣口爆炸，手動排污閥曲柄斷裂、筒體被撞擊出凹陷。后來又采用氮氣匯流排對 2號發(fā)生器上料頭置換，導致料蓋炸飛打在窗框后墜地，玻璃震碎，電石飛賤，造成二臺發(fā)生器損壞，無人員傷亡。事故的原因是：發(fā)生器上下料斗間卸料閥漏氣，乙炔竄入上料斗，加料時采用不合格氮氣（實為富氧空氣）置換，加上電石中磷、硫含量超標（事后化驗磷化氫為 % ) ，電石、硅、鐵碰撞發(fā)火，導致加料口起火爆炸。采取的處置措施不當導致事故的擴大。 粗乙炔凈化和安全操作 ? 粗乙炔氣凈化必要性 乙炔氣中的雜質(zhì) 硫、磷雜質(zhì)的危害 硫、磷雜質(zhì)的危害 ? 危及安全和使用 乙炔中的雜質(zhì)，尤以磷化氫最危險。乙炔氣中含有磷化氫 200ppm 時，可使乙炔氣的自燃點顯著降低，在 100℃ 就能發(fā)生自燃。 硫、磷雜質(zhì)的危害 ? 影響乙炔瓶填料質(zhì)量 未經(jīng)凈化的乙炔氣充入乙炔瓶時，乙炔氣中的雜質(zhì)會與填料起反應，生成某些沉積物。 ? 使焊縫質(zhì)量變壞 乙炔氣中磷、硫雜質(zhì)在焊接時可能轉(zhuǎn)移到熔融處的金屬中，而使焊縫質(zhì)量變壞。 硫、磷雜質(zhì)的危害 ? 使分析儀器產(chǎn)生誤差 若將乙炔氣用于儀器分析，由于磷化氫的存在會使分析結(jié)果產(chǎn)生嚴重誤差。 ? 會使催化劑中毒失效 將粗乙炔氣用于有機合成工業(yè)，雜質(zhì)會使催化劑中毒、失效。 乙炔凈化的方法 ? 固體凈化法 固體凈化法的固體凈化劑，常以三氯化鐵為氧化劑，氯化汞、氯化銅為催化劑，以硅藻土為載體的固體型清凈劑。 ? 當前世界溶解乙炔發(fā)展潮流是以濕法凈化取代干法凈化，其主要原因是干法凈化有如下缺點： ? 固體凈化劑在凈化時產(chǎn)生鹽酸和氫氣對設(shè)備腐蝕嚴重。 ? 固體凈化劑的再生和更換都要頻繁打開凈化器。每次打開凈化器都先要用氮氣置換，凈化劑再生或更換后仍要用氮氣置換，若置換不完全會產(chǎn)生爆炸性混合氣體，威脅安全，并且要損失乙炔氣，消耗氮氣。 由于固體凈化劑上積存有磷，所以可能在更換凈化劑時因與工具接觸而引起著火。 固體凈化劑再生更換時需手工操作，故凈化劑中有毒物質(zhì)及粉塵直接損害工人的身體健康，勞動強度也大。 固體凈化劑的操作