【正文】 .................................................................. 25 液體分布器 ................................................................................................................ 25 發(fā)生器、中和塔數(shù)據(jù)一覽表 .................................................................................... 26 結(jié) 論 ......................................................................................................................................... 27 致 謝 ........................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................... 28 I 40m3/h溶解乙炔生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 摘要 ： 溶解乙炔是將碳化鈣與水作用制得粗乙炔氣，經(jīng)凈化、壓縮、干燥、再充裝至有多孔填料的溶劑（一般采用丙酮）的鋼瓶?jī)?nèi)，使乙炔氣體溶解于丙酮中，當(dāng)使用時(shí)將乙炔氣體再?gòu)谋嗅尫懦鰜?lái)。 本設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)量為 40m3/h乙炔生產(chǎn)進(jìn)行了工藝設(shè)計(jì)，通過對(duì)乙炔生產(chǎn)工藝的比較，最終選定了以濕法工藝作為此次設(shè)計(jì)的工藝生產(chǎn)方法。 關(guān)鍵詞 ： 電石 乙炔 濕法工藝 II The Process Design of Dissolvedacetylene of 40m3/h Abstract: Calcium carbide reacts with water to produce crude acetylene gas. The gas is purified, pressed, dried and then filled to the porous packing solvent (acetone), thus the acetylene gas is dissolved in acetone. The gas is called Dissolvedacetylene. The acetylene gas will be released from acetone if used. It is widely used for metal cutting, welding and flame processing, and be able to meet the needs of scientific research, construction, etc.. On the yield, the paper is about the 40m3/h of acetylene production process design. By parison of the acetylene production methods, the wet acetylene is the final selection of the design production process. This article describes the principle of production of acetylene with wet calcium carbide and the process design, material balance and the calculation of process of major equipment. The size of the equipment is determined and the diagram of acetylene production process and acetylene generating equipment are drawn in the finally. Keywords: calcium carbide。 wet production process 1 引 言 乙炔分子式為 C2H2，英文名稱為 Acetylene，分子量為 。而電石制的乙炔因混有硫化氫、磷化氫、砷化氫，而帶有特殊的臭味。在 15℃ 和 時(shí)，乙炔在丙酮中的溶解度為 237g/L，溶液是穩(wěn)定的。 溶解乙炔具有貯存運(yùn)輸安全、使用方便、節(jié)約能源、減少污染等優(yōu)點(diǎn)，在當(dāng)今迅猛發(fā)展的國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有及其重要的地位，是國(guó)家發(fā)展和推廣的一項(xiàng)產(chǎn)品。國(guó)家勞動(dòng)人事部于 1992年發(fā)文通知各省、市、自治區(qū)，要求在全國(guó)普及，推廣使用溶解乙炔氣瓶取代落后的移動(dòng)式乙炔發(fā)生器。所以近十幾年來(lái)溶解乙炔由過去的十幾家發(fā)展到幾百家，而且都獲得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)經(jīng)過多年的生產(chǎn)實(shí)踐證明，溶解乙炔的工藝流程日益成熟，設(shè)備性能越來(lái)越安全可靠 [1]。 烴類裂解法 裂解天然氣生產(chǎn)乙炔是工業(yè)上最早采用的烴類裂解生產(chǎn)乙炔工藝。由于烴類裂解制取乙炔是一個(gè)強(qiáng)吸熱反應(yīng)，并且生成的乙炔在高溫下極易發(fā)生分解和聚合，所以需要在極短的時(shí)間內(nèi)供給大量的反應(yīng)熱。 由煤直接制取法 1963 年 British Coal Utilization Research Association(英國(guó)煤炭利用研究所，簡(jiǎn)稱BCURA)報(bào)道，用氬等離子體或加氫的氬等離子體，可以將煤直接轉(zhuǎn)化為乙炔。研究還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)煤中揮發(fā)物增加、煤的粒度減小時(shí)，乙炔的產(chǎn)率增大； BCURA 研究出另一種浸沒電弧法，使溶于蒽油中的煤轉(zhuǎn)化為乙炔。 Littlewood曾報(bào)道，通過改進(jìn)試驗(yàn)裝置，在 H2+Ar 等離子體中熱解煤得到的乙炔產(chǎn)率高達(dá) 74%。 該工藝制取 1kg乙炔需消耗煤 3kg，耗電折算為煤約 ，共耗煤 。國(guó)內(nèi)，近年來(lái)中科院等離子體研究所、中科院山西煤化所、太原理工大學(xué)等單位對(duì)等離子體裂解煤制乙炔的研究比較多。 3 電石法 電石法制乙炔，即通過電石與水反應(yīng)制取乙炔 氣體。 電石法制乙炔的發(fā)展及現(xiàn)狀 電石工業(yè)始于 19 世紀(jì)末，直到 20 世紀(jì) 60 年代乙炔還是重要的化工原料，因此電石曾享有過 “有機(jī)合成工業(yè)之母 ”的美稱。 如汞鹽催化水合制乙醛的工藝路線因能耗高、汞中毒與環(huán)境污染嚴(yán)重等問題而被淘汰。 由于石油資源儲(chǔ)量的有限和高速消費(fèi)，世界能源結(jié)構(gòu)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)將在不遠(yuǎn)的將來(lái)再次轉(zhuǎn)向以煤為主體，因此人們開始重新重視電石乙炔化工的發(fā)展。我國(guó)乙炔特殊化學(xué)品及衍生物的 研究和生產(chǎn)還處在初級(jí)階段，基于富煤少油這一國(guó)情，發(fā)展乙炔化工將具有現(xiàn)實(shí)和深遠(yuǎn)意義 [4]。 ? ?222222 OHCaHCO2HC a C COC a CC a O3C ??? ??? 從乙炔出發(fā)得到許多基礎(chǔ)化工產(chǎn)品，有的已成為歷史，如乙醛；有的仍占主導(dǎo)，如丁二醇，世界生產(chǎn)能力的 90%以上是以乙炔為原料生產(chǎn)的。如丁醇、辛醇、乙醛、醋酸、二氯乙烯、三氯乙 烯、四氯乙烯、 1,4丁二醇、丙烯酸等。乙炔還可以用作許多精細(xì)化工產(chǎn)品的原料。 4 第 2章 工藝方案的比較與選擇 乙炔發(fā)生工藝的比較與選擇 基于我國(guó)煤多油氣少這一國(guó)情，發(fā)展電石乙炔化工將具有現(xiàn)實(shí)和深遠(yuǎn)意義。因此，本設(shè)計(jì)采用電石法制乙炔工 藝。該法是乙炔行業(yè)應(yīng)用最早的工業(yè)方法，其主要反應(yīng)為： 2CaC +2 OH2 → 22HC ↑+ 2OHCa ）（ 130H m ?? ? kJ ? 1mol 根據(jù)用水量的多少，電石法制乙炔工藝可分為濕法工藝和干法工藝兩種。然而，在生產(chǎn)過程中濕法乙炔發(fā)生器耗水量大，一噸電石耗水量約為 7噸左右。其雜質(zhì)為石灰乳，水澄清后返回發(fā)生器使用。 ② 干法乙炔工藝 [6] 國(guó)外早在 20 世紀(jì)初便開始了對(duì)干法乙炔發(fā)生裝置的探索與研究，并逐漸開發(fā)出了一系列具有不同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的干法乙炔發(fā)生器，這些發(fā)生裝置采用霧化水為氣化劑，噴灑在一定粒度的電石上，反應(yīng)完畢后，生成的氫氧化鈣廢渣以干態(tài)從反應(yīng)器中排出。 ③ 濕法與干法乙炔工藝的比較 [7] 自然界沒有天然的乙炔存在，目前我國(guó)乙炔的生產(chǎn)主要采用天然氣和電石兩種路線，其中電石工藝占據(jù)主導(dǎo)地位。 兩者在電石收率、生產(chǎn)能力、生產(chǎn)成本、技術(shù)要求以及設(shè)備要求等方面存在諸多差異。 5 表 濕法和干法乙炔發(fā)生 的比較 序號(hào) 項(xiàng)目 干法 濕法 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 電石質(zhì)量及粒度 操作法 發(fā)生器生產(chǎn)能力 發(fā)生器溫度 發(fā)生器壓力 經(jīng)清凈后的乙炔純度 電石收率 電石消耗 使用水量 用氮?dú)饬? 工時(shí) 沉淀池 操作技術(shù) 設(shè)備要求 安全性 經(jīng)濟(jì)性 環(huán)保性 粉末狀 連續(xù) 大 90～ 100℃ 定壓 良 97% 略大 少 少 少 不需 要求高 復(fù)雜 高 好 好 不能用低級(jí)品及粉末 間歇式半連續(xù) 小 80? 5℃ 定壓 良 94～ 96% 小 多 多 多 需要大的 一般 簡(jiǎn)單 一般 一般 不好 雖然干法乙炔的電石收率高，生產(chǎn)能力大，可以節(jié)約生產(chǎn)成本，但技術(shù)要求高，設(shè)備復(fù)雜，操作要求高，在國(guó)內(nèi)干法的工藝還不夠成熟。 設(shè)計(jì)壓力的比較與選擇 國(guó)內(nèi)溶解乙炔工藝流程，從壓力上看有中壓和低壓之別 [8]。相反中壓流程人工加料頻繁，勞動(dòng)強(qiáng)度大。 溶解乙炔工藝的選擇 通過從各方面考慮，本設(shè)計(jì)溶解乙炔工藝 [9]。電石消耗為 。這和移動(dòng)式發(fā)生器每瓶氧消耗電石 7kg相比，節(jié)約電石約 40%。而改用溶解乙炔瓶則可徹底解決爆炸的危險(xiǎn)。近十年來(lái)沒有發(fā)生一次爆炸事故，我國(guó)自 1997年升始采用這種填料的乙炔瓶以來(lái)，沒有發(fā)生過事故。 使用方便：移動(dòng)式發(fā)生器，每天需要加水、加電石、搬運(yùn)不方便，增加勞動(dòng)強(qiáng)度，非常麻煩。 8 第 3章 工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書 原料規(guī)格及產(chǎn)品要求 原料規(guī)格 電石的學(xué)名為碳化鈣，分子式 CaC2，分子量為 。極純的碳化鈣結(jié)晶是藍(lán)色的晶體，其顏色與淬火的鋼相似，不溶于任何溶劑中。通常所說(shuō)的電石是指工業(yè)碳化鈣而言，其中主要有碳化鈣外，還含有少量其他雜質(zhì)。 表 含 %碳化鈣的電石組成 序號(hào) 組分 分子式 組成（ %） 1 碳化鈣 CaC2 2 氧化鈣 CaO 3 二氧化硅 SiO2 4 氧化鐵 Fe2O3 5 氧化鋁 Al2O3 6 氧化鎂 MgO 7 碳 C 產(chǎn)品規(guī)