【正文】 溶解乙炔生產(chǎn)技術及工藝 溶解乙炔安全員培訓課件 目錄 ? 第一章 乙炔的性質(zhì) ? 第二章 電石法生產(chǎn)溶解乙炔工藝過程 ? 第三章 溶解乙炔生產(chǎn)和安全操作 ? 第四章 溶解乙炔氣瓶安全管理及使用 ? 第五章 溶解乙炔廠（站）安全管理 第一章 乙炔的性質(zhì) ? 乙炔是一種不飽和的碳氫化合物。在常溫常壓下乙炔呈氣態(tài)，比空氣略輕。純乙炔是一種無色的可燃氣體，具有微弱的醚味。用電石制取的工業(yè)乙炔，因含有少量的磷化氫和硫化氫等雜質(zhì)而具有刺鼻的臭味。 乙炔的性質(zhì) 一、基本物性參數(shù) ? 分子式： C2H2；結(jié)構(gòu)式；乙炔分子量；標準狀態(tài)下的克分子體積。 ? 密度 乙炔氣體在標準狀態(tài)下的密度為 乙炔的密度隨溫度的升高而變大，隨壓力的增高而變大 。 三相點參數(shù) ? 物質(zhì)的氣、液、固三相處于平衡狀態(tài)時稱為三相點。乙炔的三相點溫度 （ ℃ ）三相點壓力為 128KPA。 ? 若將純乙炔氣冷卻到 83℃ ～ 84℃ 以下，在常壓下乙炔并不液化而直接固化，得到雪狀帶彈性的固體乙炔。液體乙炔具有爆炸性，但固體乙炔在通常狀態(tài)下是比較穩(wěn)定的。當在 ，固態(tài)乙炔的密度為 。 臨界點參數(shù) 對瓶裝介質(zhì)的狀態(tài)而言。主要是氣態(tài)和液態(tài)之間的互變。即氣 液相變。在臨界點，氣液不分，介面消失。乙炔的臨界溫度為(℃ )；臨界壓力為；臨界密度為 。 ? 粘度 粘度是用來度量流體粘性大小的物理量。粘度大，流體流動時粘性力大，流動性差。 乙炔的粘度隨溫度壓力的升高而變大。 ? 導熱系數(shù) 乙炔在臨界狀態(tài)下的導熱系數(shù)為 在 0℃ 和 760毫米汞柱時，乙炔的導熱系數(shù) ? 熱容量 乙炔氣體，在壓力或容積不變的情況下使溫度變化 1℃ 所需的熱量顯著不同，故分為定壓比熱容 Cp和定容比熱容 Cv。 隨溫度或壓力的上升，乙炔的 CP和 CV值都是增大的。兩者的比值 Cp/Cv稱為絕熱指數(shù)，也隨溫度和壓力而變化。 ? 溶解性 乙炔的溶解性是制取溶解乙炔的基礎。溶解乙炔氣瓶就是利用乙炔溶解于丙酮中或二甲基甲酰胺（ DMF）中，達到安全儲運和適用乙炔氣的目的。 乙炔溶劑的選擇 ? 能適合作為溶解乙炔的溶劑，要符合下述條件： ? 溶解度大。在 15個大氣壓下和常壓下對乙炔的溶解度差值要大，解吸容易。 ? 穩(wěn)定性好。長時間反復進行乙炔的溶解和釋放穩(wěn)定性要好，危險性盡可能小。 ? 揮發(fā)性小。隨乙炔氣釋放的消耗量盡可能少。 ? 價格較便宜。 ? 目前被確認為最合適的溶劑是丙酮和 DMF。我國采用丙酮作為乙炔的溶劑。 影響溶解度的因素 ? 溶解度（平衡溶解度）是一定溫度下氣液平衡時，一定量溶劑能溶解的最大溶解量。 ? 溫度：溫度升高氣體溶解度將低。因為溫度升高，氣體分子動能增大，向外逃逸分子數(shù)增多。從提高溶質(zhì)在溶劑中溶解度來說，采用較低溫度為好。 ? 壓力：在低壓下氣體在液體中溶解度與氣相中分壓成正比。故增大氣相中溶質(zhì)壓力，可提高氣體在液體中的溶解度。 ? 溶劑：典型的無機化合物，一般不在有機溶劑中溶解，但多數(shù)可溶于水中。典型的有機化合物，一般不溶于水卻易溶于有機溶劑中。乙炔易溶于丙酮、 DMF等有機溶劑中，稍溶于水。另外，化學結(jié)構(gòu)相類似的物質(zhì)，彼此容易相互溶解，乙炔在 DMF中的溶解度比丙酮大。 溶解熱 ? 氣體（如乙炔）溶于液體（如丙酮）中時，產(chǎn)生的熱效應為溶解熱。乙炔氣溶于丙酮中是一個放熱過程。當壓力為 ～ ，溫度為17℃ ～ 25℃ 時，乙炔在丙酮中的平均溶解熱為。據(jù)此數(shù)據(jù)，對容積 40L，丙酮裝量 17L，在環(huán)境溫度 20℃ 下充裝 ，可求得乙炔瓶如不冷卻，則溫度可升至 90℃ 。這是一個極為危險的溫度，它可能導致乙炔分解爆炸。這是為什么在充裝乙炔氣時，流速不能太快而且必須冷卻、靜置的根本原因。 乙炔的水合物 ? 乙炔與水接觸時，能生成固體的水合晶體，此晶體為類似雪狀的白色晶體。乙炔水合晶體是由一個乙炔分子和 分子構(gòu)成，其化學分子式為 C2H2，乙炔水合晶體將會淤積在管子內(nèi)壁，使管子通徑縮小，有時甚至完全堵塞。乙炔水合晶體生成條件取決于乙炔溫度和壓力。產(chǎn)生水合晶體的臨界溫度為 +16℃ ，即高于此溫度時，無論在任何壓力下，都不會生成水合晶體。 ? 一般認為，乙炔水合晶體只能在壓縮機至高壓干燥器之間的管道內(nèi)產(chǎn)生。如果發(fā)現(xiàn)有水合晶體生成，應立即升溫降壓予以消除。 蒸汽壓 ? 高壓氣態(tài)乙炔的化學性質(zhì)很不穩(wěn)定，高壓液體乙炔更危險，激發(fā)能量很低，稍受振動或沖擊就會發(fā)生爆炸，十九世紀末，美國、法國、德國在常溫 3050atm的條件下輸送液態(tài)乙炔，結(jié)果都導致了災難性的大爆炸，所以在乙炔的生產(chǎn)過程中，一定要避免，防止液態(tài)乙炔的生成， 露點 ? 如果不飽和氣體在總壓及濕度不變的情況下，進行冷卻而達到飽和狀態(tài)時的溫度稱為該氣體的露點 。 ? 了解了露點概念就可以計算乙炔氣體中在不同操作條件下水蒸汽的含量，以及哪個濕度下水蒸汽會冷凝，并可計算水蒸汽的冷凝量，乙炔氣在溶解乙炔裝置中經(jīng)壓縮機壓縮，冷卻后水蒸汽的脫除，以及高低壓干燥器水蒸汽的脫除都需要這方面的知識。 乙炔的最小激發(fā)能量 ? 液體乙炔是一種危險的物質(zhì)，受很小激發(fā)能量即可發(fā)生爆炸。 ? 如溫度為 27℃ ，其液化壓力為 ，其最小激發(fā)能量為。所謂最小激發(fā)能量，即乙炔達到分解爆炸時由外界提供的最小能量。激發(fā)能量形式、種類很多，如機械能、電能、熱能等。液體乙炔之所以最具有危險性，其根本原因是分子間距小，稍受振動、沖擊、有能量供給，就會發(fā)生爆炸。因此在操作中要格外小心，防止液態(tài)乙炔生成，避免災難性事故發(fā)生。 ? 防止液態(tài)乙炔產(chǎn)生的措施：不要超壓特別是環(huán)境溫度較低，且壓力超高時就可能產(chǎn)生液態(tài)乙炔。要求高壓干燥器必須保持在 5以上操作。乙炔充灌切忌超壓，超溫，防止在乙炔瓶中產(chǎn)生液體乙炔。 ? 瓶內(nèi)產(chǎn)生“液壓”有三種原因瓶內(nèi)溫度上升，乙炔氣充裝過量，丙酮充裝過量，以上三點必須嚴加防止。 乙炔的化學性質(zhì) ? 氧化反應 ? 取代反應 ? 聚合反應和分解爆炸 氧化反應 ? 乙炔性質(zhì)活潑，特別容易被氧化及氧化，氧化時三鍵斷裂生成，如室溫下將乙炔通入高錳酸鉀水溶液中，則高錳酸鉀紫色消失，生成沉淀，并生成氣體。 ? 這個反應是檢驗乙炔有無存在的較為靈敏反應之一。 ? 常見的乙炔氧化反應就是乙炔在空氣或氧氣中的燃燒 。 ? 乙炔也能與空氣形成爆炸氣體，遇有明火，靜電等引爆源存在時，則會發(fā)生氧化爆炸，氧化爆炸產(chǎn)生的壓力很大，為初始乙炔 — 空氣混合物壓力的 1113倍。 2 2 25 / 2 2H C CH O CO H O Q? ? ? ? ?4 2 2 23 10 6 10 10CH CH KM nO H O CO KOH M nO? ? ? ? ? ? ? ? 取代反應 ? 在乙炔分子中三鍵碳原子上的氫原子，非常活潑，我們叫它為活潑氫，它最大特性是易被某些金屬取代，生成乙炔的金屬化和物（稱炔化物）。 ? 金屬炔化物在濕潤時較安定，但干燥的炔銅、炔銀、炔汞因撞擊或受熱特別容易發(fā)生爆炸，所以乙炔站所用的所有閥門及管件應采用鋼、可煅鑄鐵或球墨鑄鐵來制造，若用銅合金制造其含量不得超過70%。 聚合反應和分解爆炸 ? 乙炔容易聚合，但反應條件不同時其產(chǎn)物也不同，如乙炔通入含有少量鹽酸的氯化亞銅一氯化銨的水溶液中，在 84～ 96℃ 時聚合生成乙烯基乙炔 。 ? 乙炔聚合時放熱，溫度越高聚合速度越快，熱量的積聚會進一步加速聚合，同時也會發(fā)生分解，其結(jié)果會引起爆炸 。 ? 乙炔分解時放出了由碳，氫二種組分組成時的全部能量，因而會引起分解爆炸。 乙炔的爆炸性質(zhì) ? 乙炔的易燃易爆特性 ? 乙炔燃爆炸的發(fā)火源 ? 乙炔的氧化爆炸 ? 乙炔的分解爆炸 ? 乙炔的化合爆炸 乙炔的易燃易爆特性 ? 乙炔與其它易燃易爆氣體相比較，它是最危險的一種。這可以從下面六個特性中看出： 乙炔燃爆炸的發(fā)火源 ? 各種發(fā)火源中，光能對乙炔幾乎沒有影響，其他各種發(fā)火源都能引起乙炔的燃燒和爆炸。 ? 人們對明火（如火焰、電火花、電弧等）比較重視并通過管理加以制止，而對一些不明顯而又微小的發(fā)火源（如靜電、摩擦、撞擊、絕熱壓縮）則容易忽視。 1 ．靜電 2 ．摩擦與撞擊 3 ．電火花 4 ．絕熱壓縮 5 ．沖擊波 乙炔的氧化爆炸 ? 乙炔氣生產(chǎn)、使用中，乙炔氣從設備管道中泄漏并滯留在一定空間；空氣或氧氣混人設備系統(tǒng)中；電石遇水分解釋放出乙炔氣與空氣混合等；都能形成乙炔與空氣或氧氣混合氣體。 ? 乙炔與空氣或氧氣混合，其容積比在爆炸范圍內(nèi)，遇有引爆源，即引起氧化爆炸。 乙炔的分解爆炸 ? 過去常說：“乙炔壓縮就會爆炸”，這種說法并不正確。但是，乙炔氣經(jīng)過壓縮加壓后，危險性確實增大了，這是因為乙炔加壓后容易發(fā)生分解爆炸。 ? 如果乙炔裝置的充氣配管中乙炔發(fā)生分解爆炸，由于火焰?zhèn)鞑ヒ鸨Z。由此造成損壞最大的往往不是發(fā)生分解的地方，而是處于末端部位的配管和設備。 乙炔的化合爆炸 ? 乙炔金屬化合物是一種需要特別注意的發(fā)火源，乙炔中的碳氫原子被金屬置換，生成的碳化物的總稱叫做乙炔化合物。如乙炔銅、乙炔銀等。 ? 乙炔與氯反應，乙炔與氯混合時，在日光作用下就會爆炸。因此，用次氯酸鈉清凈時，要嚴格控制有效氯的含量。當溶液有效氯＞ ％，特別是 pH值小時，容易生成氯乙炔，可能發(fā)生爆炸。另外，當乙炔發(fā)生燃燒時，不能使用四氯化碳滅火器。 ? 乙炔與苛性鈉反應，乙炔與苛性鈉反應后，也能生成爆炸性物質(zhì)。 乙炔對人體的影響 ? 純乙炔無毒，但具有窒息性。當空氣中乙炔濃度達到 20％以上時，由于空氣中氧含量減少而使人感到呼吸困難或頭昏。當空氣中乙炔濃度達到 40％以上時，人會失神，但無局部癥狀。此外，乙炔還有阻礙氧化的作用，使腦缺氧，引起昏迷麻醉，但對與氧化無關的生理機能沒有影響。 ? 對暴露在高濃度乙炔中出現(xiàn)中毒癥狀者，應立即把他轉(zhuǎn)移到空氣新鮮的地方，給予人工呼吸或氧氣吸入。 ? 生產(chǎn)和使用乙炔的場所要有良好的通風，空氣中乙炔的濃度應控制在 2 . 5 ％的 1 / 3 以下，這既然是防爆安全指標，用作衛(wèi)生指標對健康無害。 ? 電石法生產(chǎn)的乙炔中含有 H2S 、 PH3 等雜質(zhì)氣體，系極毒無色氣體，對人體有害會引起中毒或使癥狀變化。 謝謝大家 課間休息 第二章電石法生產(chǎn)溶解乙炔工藝過程 ? 工業(yè)生產(chǎn)乙炔的方法 ? 電石法生產(chǎn)溶解乙炔的原輔材料及產(chǎn)品 ? 溶解乙炔生產(chǎn)工藝流程 工業(yè)生產(chǎn)乙炔的方法 ? 電石法 電石法生產(chǎn)乙炔歷史悠久，操作簡單、工藝流程短，產(chǎn)品純度高易于普遍推廣，缺點是電耗大，成本高。 ? 甲烷裂解法 利用甲烷部分燃燒反應生成一氧化碳和水，同時放出大量熱能，使其余甲烷加熱至反應溫度 1500～ 1600℃ 進行裂解。 ?