【正文】 溶解乙炔生產(chǎn)技術(shù)及工藝 溶解乙炔安全員培訓(xùn)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?xì)浠衔?。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?xì)怏w，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(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的克分子體積。 ? 密度 乙炔氣體在標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)參數(shù) ? 物質(zhì)的氣、液、固三相處于平衡狀態(tài)時(shí)稱為三相點(diǎn)。乙炔的三相點(diǎn)溫度 （ ℃ ）三相點(diǎn)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(dāng)在 ，固態(tài)乙炔的密度為 。 臨界點(diǎn)參數(shù) 對(duì)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(diǎn)，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(dòng)時(shí)粘性力大，流動(dòng)性差。 乙炔的粘度隨溫度壓力的升高而變大。 ? 導(dǎo)熱系數(shù) 乙炔在臨界狀態(tài)下的導(dǎo)熱系數(shù)為 在 0℃ 和 760毫米汞柱時(shí)，乙炔的導(dǎo)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(chǔ)。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(dá)到安全儲(chǔ)運(yùn)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(gè)大氣壓下和常壓下對(duì)乙炔的溶解度差值要大，解吸容易。 ? 穩(wěn)定性好。長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)進(jìn)行乙炔的溶解和釋放穩(wěn)定性要好，危險(xiǎn)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(jià)格較便宜。 ? 目前被確認(rèn)為最合適的溶劑是丙酮和 DMF。我國(guó)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(shí)，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?yàn)闇囟壬?，氣體分子動(dòng)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(jī)化合物，一般不在有機(jī)溶劑中溶解，但多數(shù)可溶于水中。典型的有機(jī)化合物，一般不溶于水卻易溶于有機(jī)溶劑中。乙炔易溶于丙酮、 DMF等有機(jī)溶劑中，稍溶于水。另外，化學(xué)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(shí)，產(chǎn)生的熱效應(yīng)為溶解熱。乙炔氣溶于丙酮中是一個(gè)放熱過程。當(dāng)壓力為 ～ ，溫度為17℃ ～ 25℃ 時(shí)，乙炔在丙酮中的平均溶解熱為。據(jù)此數(shù)據(jù)，對(duì)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(gè)極為危險(xiǎn)的溫度，它可能導(dǎo)致乙炔分解爆炸。這是為什么在充裝乙炔氣時(shí)，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(shí)，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(gè)乙炔分子和 分子構(gòu)成，其化學(xué)分子式為 C2H2，乙炔水合晶體將會(huì)淤積在管子內(nèi)壁，使管子通徑縮小，有時(shí)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(shí)，無論在任何壓力下，都不會(huì)生成水合晶體。 ? 一般認(rèn)為，乙炔水合晶體只能在壓縮機(jī)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(yīng)立即升溫降壓予以消除。 蒸汽壓 ? 高壓氣態(tài)乙炔的化學(xué)性質(zhì)很不穩(wěn)定，高壓液體乙炔更危險(xiǎn)，激發(fā)能量很低，稍受振動(dòng)或沖擊就會(huì)發(fā)生爆炸，十九世紀(jì)末，美國(guó)、法國(guó)、德國(guó)在常溫 3050atm的條件下輸送液態(tài)乙炔，結(jié)果都導(dǎo)致了災(zāi)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(diǎn) ? 如果不飽和氣體在總壓及濕度不變的情況下，進(jìn)行冷卻而達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度稱為該氣體的露點(diǎn) 。 ? 了解了露點(diǎn)概念就可以計(jì)算乙炔氣體中在不同操作條件下水蒸汽的含量，以及哪個(gè)濕度下水蒸汽會(huì)冷凝，并可計(jì)算水蒸汽的冷凝量，乙炔氣在溶解乙炔裝置中經(jīng)壓縮機(jī)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(shí)。 乙炔的最小激發(fā)能量 ? 液體乙炔是一種危險(xiǎn)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(dá)到分解爆炸時(shí)由外界提供的最小能量。激發(fā)能量形式、種類很多，如機(jī)械能、電能、熱能等。液體乙炔之所以最具有危險(xiǎn)性，其根本原因是分子間距小，稍受振動(dòng)、沖擊、有能量供給，就會(huì)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(zāi)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(shí)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?jī)?nèi)產(chǎn)生“液壓”有三種原因瓶?jī)?nèi)溫度上升，乙炔氣充裝過量，丙酮充裝過量，以上三點(diǎn)必須嚴(yán)加防止。 乙炔的化學(xué)性質(zhì) ? 氧化反應(yīng) ? 取代反應(yīng) ? 聚合反應(yīng)和分解爆炸 氧化反應(yīng) ? 乙炔性質(zhì)活潑，特別容易被氧化及氧化，氧化時(shí)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(gè)反應(yīng)是檢驗(yàn)乙炔有無存在的較為靈敏反應(yīng)之一。 ? 常見的乙炔氧化反應(yīng)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(shí)，則會(huì)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(yīng) ? 在乙炔分子中三鍵碳原子上的氫原子，非?；顫?，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(rùn)時(shí)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(yīng)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(yīng)和分解爆炸 ? 乙炔容易聚合，但反應(yīng)條件不同時(shí)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(shí)聚合生成乙烯基乙炔 。 ? 乙炔聚合時(shí)放熱，溫度越高聚合速度越快，熱量的積聚會(huì)進(jìn)一步加速聚合，同時(shí)也會(huì)發(fā)生分解，其結(jié)果會(huì)引起爆炸 。 ? 乙炔分解時(shí)放出了由碳，氫二種組分組成時(shí)的全部能量，因而會(huì)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(xiǎn)的一種。這可以從下面六個(gè)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(duì)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(duì)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(duì)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(shè)備管道中泄漏并滯留在一定空間；空氣或氧氣混人設(shè)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(huì)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(xiǎn)性確實(shí)增大了，這是因?yàn)橐胰布訅汉笕菀装l(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(shè)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?xì)湓颖唤饘僦脫Q，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(yīng)，乙炔與氯混合時(shí)，在日光作用下就會(huì)爆炸。因此，用次氯酸鈉清凈時(shí)，要嚴(yán)格控制有效氯的含量。當(dāng)溶液有效氯＞ ％，特別是 pH值小時(shí)，容易生成氯乙炔，可能發(fā)生爆炸。另外，當(dāng)乙炔發(fā)生燃燒時(shí)，不能使用四氯化碳滅火器。 ? 乙炔與苛性鈉反應(yīng)，乙炔與苛性鈉反應(yīng)后，也能生成爆炸性物質(zhì)。 乙炔對(duì)人體的影響 ? 純乙炔無毒，但具有窒息性。當(dāng)空氣中乙炔濃度達(dá)到 20％以上時(shí)，由于空氣中氧含量減少而使人感到呼吸困難或頭昏。當(dāng)空氣中乙炔濃度達(dá)到 40％以上時(shí)，人會(huì)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(duì)與氧化無關(guān)的生理機(jī)能沒有影響。 ? 對(duì)暴露在高濃度乙炔中出現(xiàn)中毒癥狀者，應(yīng)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(chǎng)所要有良好的通風(fēng)，空氣中乙炔的濃度應(yīng)控制在 2 . 5 ％的 1 / 3 以下，這既然是防爆安全指標(biāo)，用作衛(wèi)生指標(biāo)對(duì)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(duì)人體有害會(huì)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(jiǎn)單、工藝流程短，產(chǎn)品純度高易于普遍推廣，缺點(diǎn)是電耗大，成本高。 ? 甲烷裂解法 利用甲烷部分燃燒反應(yīng)生成一氧化碳和水，同時(shí)放出大量熱能，使其余甲烷加熱至反應(yīng)溫度 1500～ 1600℃ 進(jìn)行裂解。 ?