安全生產(chǎn),濕法制乙炔論文.doc

郯城縣職業(yè)中等專業(yè)學校畢業(yè)設計（論文）郯城縣職業(yè)中等專業(yè)學校畢 業(yè) 論 文論 文 名 稱：電石濕法制乙炔原理及流程 學 校： 學 生 姓 名： 完 成 日 期： - 8 -安全生產(chǎn)，濕法制乙炔摘 要 目前工業(yè)上制乙炔的工藝方法有很多種，如甲烷裂解法、烴類裂解法、電石法（干法制乙炔、濕法制乙炔）等。我國目前采用電石法生產(chǎn)乙炔，電石法生產(chǎn)乙炔按電石和水接觸的分類可分為：電石入水（又稱濕法制乙炔）和水入電石（稱干法制乙炔），目前國內(nèi)以電石入水式（濕法制乙炔居多），從節(jié)約能源、減少污染并有利于安全管理的角度看甲烷裂解法、烴類裂解法成本高、資源少，甲烷裂解法主要使用天然氣，烴類裂解法主要使用石油，又因為兩者技術都不夠成熟，所以國內(nèi)很少采用以上兩種方法制乙炔。而電石法干法制乙炔溫度要求高，粒度的要求也比較苛刻，而且產(chǎn)生的粉塵多，污染環(huán)境，浪費資源，生產(chǎn)技術也技術不夠成熟，國內(nèi)干法制乙炔危險系數(shù)高，故不采用此法；濕法制乙炔技術比較成熟，與干法相比較，濕法制乙炔不論是從環(huán)保、節(jié)約能源和安全系數(shù)上來說都優(yōu)于干法，而且還能變廢為寶，反應的產(chǎn)物氫氧化鈣能利用于水泥廠制造水泥，還有產(chǎn)生的矽鐵也能創(chuàng)造一定的經(jīng)濟效益，所以國內(nèi)大型工廠比較熱衷于濕法制乙炔。關鍵詞：乙炔氣 電石法 發(fā)生器 目 錄1電石破碎工序- 1 -1.1電石簡介- 1 -1.1.1物理性質(zhì)- 1 -1.1.2化學性質(zhì)- 1 -1.2電石標準- 2 -1.3破碎原理- 3 -1.4工藝流程敘述- 3 -2發(fā)生工序- 3 -2.1乙炔發(fā)生器的內(nèi)部結構- 3 -2.2氮氣- 4 -2.2.1物理性質(zhì)- 4 -2.2.2健康危害- 4 -2.2.3水封- 4 -2.3發(fā)生裝置流程敘述- 4 -2.4發(fā)生反應原理- 5 -2.4.1影響發(fā)生因素- 5 -2.5發(fā)生控制指標- 5 -2.6發(fā)生器排渣操作- 5 -參考文獻.-7-致 謝.-8-1電石破碎工序 1.1電石簡介電石，化學名稱為碳化鈣，分子式CaC2，分子量為64.10?；瘜W純的碳化鈣幾乎是無色透明的晶體，不溶于任何溶劑中。在18時相對密度為2.22?；瘜W純的碳化鈣只能在實驗室中用加熱金屬鈣和純碳使其直接化合的方法而制得。極純的碳化鈣結晶是天蘭色的大晶體，其色澤和淬火鋼的顏色一樣。通常我們所說的電石是指工業(yè)碳化鈣而言。它是在電石爐中用焦炭和石灰而制得。電石中除含有大部分碳化鈣外，還含有少部分其它雜質(zhì)。這些雜質(zhì)都是生產(chǎn)電石的原料中的雜質(zhì)轉移過來的。1.1.1物理性質(zhì)電石的外觀為各種顏色的塊狀體。其顏色隨碳化鈣的含量不同而不同，有灰色的、棕黃色的或黑色的。電石的新斷面呈灰色，當CaC2含量較高時則呈紫色。若電石的新斷面暴露在潮濕的空氣中，則因吸收了空氣中的水份而使斷面失去光澤變成灰白色。電石的相對密度決定于CaC2的含量。電石的純度越高，相對密度越小。純度80的電石，相對密度2.324，熔點2000。堆積密度，粒度0.6%、含S0.1%的電石遇水易自燃，引起爆炸。碳化鈣不僅能被液態(tài)的或氣態(tài)的水所分解，而且也能被物理的或化學的結合水所分解。這就是碳化鈣能被用作強烈的脫水劑的道理。碳化鈣和水的水解反應可用下式表示：CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2.(1-1)電石中所含的許多雜質(zhì)，當電石被水分解時也都和水發(fā)生反應。生產(chǎn)電石的原料中所夾雜的磷的化合物，在生產(chǎn)電石時就反應生成磷化鈣，當它與水作用時就能生成磷化氫而混合在乙炔中。所夾雜的硫的化合物則生成硫化氫。硫化氫在電石水解時，幾乎完全被水吸收?？墒窃谒坎蛔銜r，所生成的乙炔中就含有相當多的硫化氫。硫化氫與碳化鈣反應，能像水一樣地使它發(fā)生乙炔：CaC2 + H2S = CaS2.(1-2)工業(yè)電石含有的雜質(zhì)，多半是來自制造時使用的原料。電石的質(zhì)量隨其雜質(zhì)含量不同而不同，質(zhì)量越高，雜質(zhì)越少。大多數(shù)工業(yè)碳化鈣具有以下的組成： CaC2 7583CaO 714C 0.43SiO2，F(xiàn)eSi，SiC 0.63 Fe2O3 0.23CaS 0.22 CaSO4 0.20.4Ca(CN)2 0.21Al，Al4C3，Al2O3 1.54MgO，Ca，Ca3N2，Ca3P2，Ca3As2 少量 1.2電石標準乙炔的原料電石，其技術要求、安全、試驗方法、檢驗規(guī)則及標志、包裝、運輸、貯存等，都必須符合中華人民共和國標準GB10665-89的要求。以下列出國家標準的技術要求。表1 電石質(zhì)量標準指標名稱指標優(yōu)級品一級品二級品三級品發(fā)氣量（L/kg）粒度（mm）8115051812305295280255305295280255300290275250乙炔中磷化氫，（V）0.060.080.080.08乙炔中硫化氫，（V）0.100.100.150.15表2 電石的粒度粒度，mm限度內(nèi)度，2mm篩下物，8115085以上3518085以上325075（16mm以上）4 1.3破碎原理利用顎式破碎機將大塊電石（600-900mm）破碎至中塊電石（180-250mm），由輸送設備送至圓錐破碎機破碎成為粒度約為（50-80mm）的小塊電石，儲存在電石料倉。用上料系統(tǒng)運輸至發(fā)生五樓，通過盤式輸送機，將電石間歇地加入發(fā)生器小加料斗中。 1.4工藝流程敘述大塊電石直接卸入卸料倉內(nèi)或卸至罩棚內(nèi)地面上，卸至地面上的電石由鏟車送入卸料倉內(nèi)，進入卸料倉的電石滑落至地下的水平重型板鏈機上，由水平重板機送至傾斜重板機上，傾斜重板機輸送至大型顎式破碎機進行粗破，將大塊電石破碎為中塊電石，再落至大傾角皮帶機上，送至細破間的小料倉內(nèi)。細破間的小料倉底部安裝了電機震動給料機，震動給料機將中塊電石均勻輸送至旋轉皮帶機，由旋轉皮帶機將電石連續(xù)不斷送入圓錐破碎機進料口進行細破。細破出來的小塊電石，落入下方的大傾角皮帶機，輸送至中轉站，由轉運站內(nèi)哦電動三通和卸料小車皮帶機分別將小塊電石送入與電石料倉連接在大傾角皮帶機上，皮帶機再將電石送至料倉頂部盤式輸送機內(nèi)，由盤式輸送機根據(jù)控制系統(tǒng)下料指令分別將小塊電石送入料倉內(nèi)。料倉作為暫時儲存電石之用，料倉底部有震動給料機，接受控制系統(tǒng)指令后，將小料倉電石均勻的送入下方大傾角皮帶機中，由皮帶機輸送至發(fā)生器頂部的盤式輸送機上，盤式輸送機再將電石輸送至發(fā)生器的小加料斗中。2發(fā)生工序 2.1乙炔發(fā)生器的內(nèi)部結構參數(shù)：規(guī)格3200*7840 桶體、軸、耙臂、耙齒、擋板、溢流管、排渣閥、傳動裝置、填料箱、溫度計、壓力表、液位計、電磁給料機。 工作原理：在發(fā)生器圓形筒體內(nèi)安裝有六層固定式的擋板，每層擋板上方均裝有與攪拌軸相連的“雙臂”耙齒，攪拌軸由底部伸入，借蝸輪蝸桿減速至1.8rmin。這些耙齒實際上系在耙臂上用螺栓固定夾角55的67塊平面刮板，刮板在兩個耙臂上的位置是不對稱的，他們在耙臂上呈相互補位，以保證電石自加料管落入第一層后立即由刮板使電石沿軸向筒壁移動而落入第二層， 第二層的刮板由于安裝角度則使電石由中間圓孔落人第三層，落入第三層后再由刮板使電石沿軸向筒壁移動而落入第四層，最后，水解反應的副產(chǎn)物電石渣及矽鐵落入發(fā)生器的錐形底蓋，經(jīng)排渣閥間歇地排入排渣池中。擋板的作用是延長電石在發(fā)生器水相中的停留時間以確保電石得到充分水解，耙齒的作用是“輸送”電石移去電石表面的Ca(OH)2，促使電石結晶表面能夠直接與水接觸反應，加速了水解反應過程5。 2.2氮氣中文名：氮；氮氣 。 英文名：Nitrogen。分子式：N2 。分子量：28.01 2.2.1物理性質(zhì) 外觀與形狀：無色無嗅氣體。沸點（）：195.6，相對密度（水1）：0.81196。熔點（）：209.8。相對密度（空氣1）：0.97，臨界溫度（）：147，臨界壓力（Mpa）：3.4。溶解性：溶于水，乙醇。主要用途：用于合成氨制硝酸,用作物質(zhì)保護劑、冷凍劑。危險特性：惰性氣體,有窒息性,在密閉空間內(nèi)可將人窒息死亡。若遇高熱，容器內(nèi)壓增大，有開裂和爆炸的危險。 2.2.2健康危害氮氣過量，使氧分壓下降，會引起缺氧，大氣壓力為392KPa，表現(xiàn)為愛笑和多言，對視、聽和嗅覺刺激遲鈍，智力活動減弱；在980KPa時肌肉運動嚴重失調(diào)。潛水員深潛時，可發(fā)生氮的麻醉作用；上升時快速減壓，可發(fā)生“減壓病”。生產(chǎn)用氮標準：氮氣純度：97.5，含O22% 2.2.3水封 正水封：發(fā)生器產(chǎn)生的乙炔氣經(jīng)正水封送至清凈系統(tǒng)，正水封起到了單向止逆閥的作用，當發(fā)生系統(tǒng)或清凈系統(tǒng)發(fā)生事故時起到了安全隔斷的效果。此外，當單臺發(fā)生器停車檢修時，可往正水封內(nèi)加水室之與系統(tǒng)切斷。 逆水封：逆水封進口管與乙炔氣柜管道相連，正常生產(chǎn)時，逆水封不起作用，當發(fā)生器發(fā)生故障時，發(fā)生器內(nèi)壓力降低時氣柜內(nèi)乙炔氣可經(jīng)逆水封自動進入發(fā)生器以保證其正壓，防止系統(tǒng)產(chǎn)生負壓而抽入空氣發(fā)生危險。 安全水封：當發(fā)生器發(fā)生故障時，發(fā)生器內(nèi)壓力過高時，乙炔氣自安全水封氣相管排入安全水封內(nèi)，自動排入大氣中，由于安全水封安裝在一樓，當發(fā)生器液面過高時，渣漿液可以自動借位差經(jīng)安全水封排放，因此安全水封起到了安全閥和溢流管的作用。2.3發(fā)生裝置流程敘述經(jīng)破碎工序破碎合格的電石在連續(xù)通氮氣的情況下，通過小加料儲斗和1#電石進料閥，至上加料儲斗，再經(jīng)過2#電石進料閥至下加料儲斗，下加料儲斗的電石經(jīng)電機震動給料器，加入到乙炔發(fā)生器內(nèi)，遇水分解，產(chǎn)生的乙炔氣從發(fā)生器頂部逸出，電石分解放出大量的熱，因此需要不斷的向發(fā)生器內(nèi)加水，移走電石反生反應產(chǎn)生的熱量，并以維持85的恒溫，電石分解后稀渣漿從溢流管不斷的溢出并進入渣漿高位槽，后經(jīng)渣漿輸送泵送至渣漿濃縮池，濃渣漿由發(fā)生器定時排出經(jīng)地溝自流至渣漿池，渣漿經(jīng)渣漿泵輸送至渣漿濃縮池，由渣漿處理工序統(tǒng)一處理。 2.4發(fā)生反應原理電石加入發(fā)生器遇水即反應生成乙炔氣，因為工業(yè)電石有雜質(zhì)與水同時進行反應，生成相應的雜質(zhì)PH3和H2S氣體。CaC2 + 2H2O C2H2 + Ca(OH)2 + 127.2KJ/molCaO + H2O Ca(OH)2 + 62.76KJ/mol粗乙炔氣中含有上述的副反應雜質(zhì)，電石在水解時生成大量的氫氧化鈣，形成堿性介質(zhì)，使生成H2S、PH3水解不完全，因此，粗乙炔含有較多的PH3,較少的H2S,磷化物還可以以P2H4形式存在，在空氣中可自燃。發(fā)生溫度在85左右還可能有如下反應：雙分子乙炔加成，生成CH2=CH-CCH(乙烯基乙炔)和C2H5-S-C2H5(已硫醚)，二者含量可達50-100ppm。在85時由于水的汽化，粗乙炔中帶有大量水蒸氣（一般水蒸氣：乙炔=1：1）。2.4.1影響發(fā)生因素電石的質(zhì)量、粒度及停留時間、反應溫度。電石水解是液固相反應，電石質(zhì)量好、發(fā)氣量就高，電石與水接觸面積越大，水解反應速度就越快。實際生產(chǎn)中既考慮水解完全也考慮發(fā)生安全，綜合發(fā)生器結構和電石粉碎粒度的因素，控制電石粒度在50-80mm并做到優(yōu)質(zhì)電石與等外電石搭配使用。一般電石在發(fā)生器內(nèi)停留時間必須在13分鐘以上。電石水解反應熱系通過加入過量水移走的。反應溫度通過調(diào)節(jié)加水量和電石量來實現(xiàn)工藝控制指標的。隨反應溫度上升、水解速度加快，同時乙炔在電石渣漿中溶解度下降，較顯著的降低電石消耗，但反應溫度過高，電石渣漿含固量大，會造成溢流不暢通或排渣困難；反應溫度高，粗乙炔氣中水蒸氣含量增加又增加渣漿夾帶，會造成后部冷卻塔超負荷，堵塞管路或塔板2。綜合上述多方面考慮，反應溫度一般控制在80-90。 2.5發(fā)生控制指標表3 控制指標序號控制名稱控制指標單位1發(fā)生器溫度80.090.02發(fā)生器壓力2.012.0Kpa3N2中含氧氧2.00%4氮氣總管壓力0.40.6Mpa5發(fā)生器液位中上部（15.060.0）液面計% 2.6發(fā)生器排渣操作6接主控工通知后到發(fā)生一樓現(xiàn)場進行排渣操作，排渣前，氣柜液位應在60.0%以上。排渣前，檢查排渣口周圍是否有動火作業(yè)和人員駐留，通知動火作業(yè)人員停止動火作業(yè)，并請所有人員離開排渣口處。 排渣后動火作業(yè)應重新取樣分析合格后再動火。排渣作業(yè)前要戴好防護眼鏡和膠皮手套，因發(fā)生器排出漿液為強堿性且溫度較高（約80左右）。準備工作完畢后進行排渣作業(yè)，先打開HV-1206氣動閘閥，等閥門完全開啟后加工業(yè)廢水沖洗排渣閥HV-1206至排渣口的管道，防止管道中積聚的乙炔氣和排出矽鐵碰撞產(chǎn)生爆鳴。HV-1206完全開啟后打開HV-1205氣動排渣閥，進行排渣，排渣時閥門開度控制在10-20cm，以免發(fā)生器液位下降過快造成發(fā)生器抽負壓，主控工要注意發(fā)生器壓力在2.0012.00KPa，當發(fā)生器有抽負壓跡象時可從下貯斗向發(fā)生器充入N2并及時通知現(xiàn)場操作工停止作業(yè)。若排渣不暢，禁止用鐵棍捅和用鐵器敲擊排渣管，可以用木棍和木榔頭進行疏通。排渣結束后，先關閉HV-1205。HV-1205關閉后再關閉HV-1206氣動排渣閥。確認兩道閥門已關閉和排渣管不再有大量電石渣液流出后，一樓發(fā)生工通知主控工排渣完畢，關閉工業(yè)廢水閥門，等主控工確認后才能離開現(xiàn)場。排完渣后當發(fā)生器液位加至有溢流時主控工才能開啟振蕩器向發(fā)生器內(nèi)加入電石。參考文獻 1錢伯章.國內(nèi)外PVC行業(yè)分析聚氯乙烯，20092劉斌主編化工（通用類），高等教育出版社，20093山東陽煤恒通化工有限公司.VCM車間發(fā)生崗位操作法.2012致謝 歷時將近一個月的時間終于把論文寫完，在論文的寫作過程中遇到了很多的問題和困難，都在指導老師、企業(yè)師傅和同學的幫助下度過了。在整個論文寫作中，指導老師積極提供有利于論文寫作的建議和意見，在他們的幫助下，論文得以不斷完善。尤其是指導老師和師傅在困難時進行無私的指導和幫助，他們以嚴謹求實的治學態(tài)度高度的敬業(yè)精神兢兢業(yè)業(yè)，不厭煩得對論文的錯誤和不足進行修改和改進。另外在我寫論文的過程給予我很多素材和幫助，并在撰寫和排版時提供熱情的幫助，在此向幫助我的老師、師傅和同