干法乙炔生產(chǎn)技術(shù)及現(xiàn)狀(共16頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上畢業(yè)論文干法乙炔生產(chǎn)技術(shù)及現(xiàn)狀作者：陳進2014年2月致謝三年的讀書生活在這個季節(jié)即將劃上一個句號，而于我的人生卻只是一個逗號，我將面對又一次征程的開始。三年的求學生涯在師長、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿囊，在論文即將付梓之際，思緒萬千，心情久久不能平靜。 偉人、名人為我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和贊美獻給一位平凡的人，我的導師。我不是您最出色的學生，而您卻是我最尊敬的老師。您治學嚴謹，學識淵博，思想深邃，視野雄闊，為我營造了一種良好的精神氛圍。授人以魚不如授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受了全新的思想觀念，樹立了宏偉的學術(shù)目標，領(lǐng)會

2、了基本的思考方式，從論文題目的選定到論文寫作的指導,經(jīng)由您悉心的點撥,再經(jīng)思考后的領(lǐng)悟,常常讓我有“山重水復疑無路,柳暗花明又一村”。感謝我的爸爸媽媽，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報，你們永遠健康快樂是我最大的心愿。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯謝意! 最后再一次感謝所有在畢業(yè)設(shè)計中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學，以及在設(shè)計中被我引用或參考的論著的作者。摘要干法乙炔工藝比較傳統(tǒng)濕法乙炔制備來說，是使用略多于理論量的水以霧態(tài)噴在電石粉上使水解，產(chǎn)生的電石渣為含水量很低的干粉末，因此稱之為

3、干法乙炔工藝，經(jīng)過多年研究和改進，干法乙炔工藝日趨成熟化關(guān)鍵詞：市場發(fā)展 技術(shù)要求 應(yīng)用前景目錄目錄1 引言.2 反應(yīng)原理.3. 乙炔工藝方法簡介.3.1國外乙炔工藝概況3.2 電石法乙炔工藝3.3 烴類裂解乙炔工藝3.4 國內(nèi)乙炔工藝概況等）4 乙炔技術(shù)方案的比較和選擇4.1 安全性4.2 經(jīng)濟性4.3 環(huán)保性4.4 干法工藝與濕法工藝的對照4.5 國內(nèi)干法乙炔生產(chǎn)技術(shù)5 結(jié)論 參考文獻1. 引言近年來，由于石油價格的大幅上漲，國內(nèi)外石油乙烯法生產(chǎn)聚乙烯醇（PVA）、聚氯乙烯（PVC）的成本也急劇上升。國內(nèi)電石乙炔法生產(chǎn)的成本凸顯優(yōu)勢。2006年國內(nèi)電石產(chǎn)量1050萬噸，國內(nèi)的PVA、PVC

4、生產(chǎn)主要以電石乙炔法原料路線為主，電石在我國今后相當長的時期內(nèi)仍然是PVA、PVC的主要原料隨著國家節(jié)能減排措施的出臺及實施，傳統(tǒng)的濕法乙炔技術(shù)明顯不能適應(yīng)新的產(chǎn)業(yè)政策需要，而干法乙炔技術(shù)具備實現(xiàn)清潔生產(chǎn)的優(yōu)勢。2007年國家頒布的氯堿（燒堿、聚氯乙烯）行業(yè)準入條件（國家發(fā)改委2007年74號）中提出：“鼓勵干法制乙炔、大型轉(zhuǎn)化器、變壓吸附、無汞觸媒等電石法聚氯乙烯工藝技術(shù)的開發(fā)和技術(shù)改造?！备煞ㄒ胰布夹g(shù)也在2007年5月被國家環(huán)?？偩至腥雵蚁冗M污染防治示范技術(shù)名錄和國家鼓勵發(fā)展的環(huán)境保護技術(shù)名錄。干法乙炔技術(shù)從根本上消滅了電石渣廢水，電石渣可直接制水泥，環(huán)保、節(jié)能方面優(yōu)勢突出。事實上干法乙

5、炔工藝是一個比較簡單的工藝，但是簡單的事情干好了就是不簡單，干法乙炔新技術(shù)的成功是電石乙炔化工的一次重要技術(shù)革命，電石法聚氯乙烯、聚乙烯醇生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展帶來了廣闊前景。2. 反應(yīng)原理 1.主要化學反應(yīng)式 （1）乙炔發(fā)生CaC2+2H2OCH=CH+Ca(OH)2 （2）雜質(zhì)反應(yīng) CaO+H2OCa(OH)2MgO+H2OMg(OH)2CaS+2H2OCA(OH)H2SCa3P2+6H2O3Ca(OH)2+2PH3(3)乙炔凈化1）次氯酸鈉配制 2NaOH+Cl2NaClO+NaCl+H2O2)清洗 H2S+4NaClOH2SO4+4NaCl PH3+4NaClOH3PO4+4NaCl3)堿洗

6、H2SO4+2NaOHNa2SO4+2H2O H3PO4+3NaOHNa3PO4+3H2O2.工藝流程3.乙炔工藝方法簡介3.1國外乙炔工藝概況1)電石法乙炔工藝 以煤和石灰石為原料，在電爐中高溫下溶解而制得電石，其主要成分是碳化鈣。電石與水反應(yīng)則得乙炔。根據(jù)電石和水加入的方法不同，一般可分為濕法乙炔發(fā)生和干式乙炔發(fā)生兩種。式乙炔發(fā)生是將電石加入過量的水中發(fā)生乙炔地方法；干式乙炔發(fā)生是將水加入電石里產(chǎn)生乙炔地方法。過去以濕法乙炔發(fā)生為主，隨著環(huán)保意識提高，國內(nèi)外先進工藝為干法乙炔發(fā)生工藝。2）烴類裂解法乙炔工藝 上世紀六、七十年代，烴類裂解乙炔有BASF法、SBA法、Montecatini法、

7、Huls法、HTP法、Wnlff法、BASF浸法火焰法、AVCO電弧法等許多工藝技術(shù)投入使用。而隨著乙炔工業(yè)的衰落，近三十年來僅留下部分氧化BASF法（Sachsse-Bartholome法）及電熱工藝（Huls Arc工藝） 目前國際上天然氣部分氧化法制乙炔及合成氣典型工藝有BASF法、SBA Kellogg法、Montecatini法等。其工藝大同小異，主要是裂解爐型不同。目前世界大多數(shù)天然氣部分氧化法采用BASF工藝。該工藝成熟，安全系數(shù)高。3.2 電石法乙炔工藝電石法又分為干法和濕法兩種。1）干法    將水噴淋到電石，用電石分解時放出的熱量來蒸

8、發(fā)水，使產(chǎn)生的水氣隨同乙炔氣一同溢出。電石與水的比為1：11.2，生產(chǎn)的排出物一般為粉末狀的消石灰。    優(yōu)點是生產(chǎn)能力大，乙炔濃度高，消耗水量少（1.2  1.3kgCaC2），設(shè)備容積小，一次投資費用少，占地面積少（為濕法發(fā)生器的1/4）。乙炔損失少，所得干的Ca(OH)2處理方便，可進一步利用。    缺點是乙炔含雜質(zhì)較多，反應(yīng)溫度較高，操作控制較難。 2）濕法 濕法是將電石加入水中，放出的熱量被過量的水所吸收，一般分解1kg電石需用1015L水，反應(yīng)后水溫通常保持323 &#

9、160;353K，生產(chǎn)排出的廢物為石灰乳（電石渣液）。優(yōu)點 是操作平穩(wěn)安全，設(shè)備構(gòu)造簡單，乙炔產(chǎn)品純度較高，精制簡單。缺點 是要消耗大量的水，乙炔也有損失，生產(chǎn)設(shè)備龐大，占地面積大，同時需要有一套處理廢渣裝置。 3.3烴類裂解乙炔工藝 從烴類裂解生產(chǎn)乙炔,在工業(yè)上首先是用天然氣制乙炔;20世紀60年代以后,發(fā)展了用石油烴類裂解聯(lián)產(chǎn)乙炔、乙烯的方法。因為由烴類裂解制取乙炔是一個強吸熱反應(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間內(nèi)供給大量的反應(yīng)熱。通常采用的供熱方式有在氣體中放電、高溫固體表面輻射供熱和原料烴部分燃燒,因此將裂解方法分為電裂解法、蓄熱爐裂

10、解法和氧化裂解法,其中氧化裂解法又分為完全燃燒法和部分氧化裂解法。乙炔設(shè)備生產(chǎn)的乙炔，因為烴類裂解反應(yīng)過程中生成的乙炔在800以上可以分解為碳和氫,在600650容易發(fā)生聚合反應(yīng),生成芳烴,所以為了避免乙炔設(shè)備生產(chǎn)的乙炔裂解氣在高溫下的停留時間過長而發(fā)生乙炔的分解和聚合,應(yīng)使高溫裂解氣在反應(yīng)后急速冷卻至500以下。工業(yè)上通常采用的急冷方式有水急冷法和油急冷法。 3.4 國內(nèi)乙炔工藝概況 目前，國內(nèi)電石乙炔法以濕法為主，兼有少量干法裝置。雖然國內(nèi)從上世紀80年代開始引進干法技術(shù)，但從國內(nèi)應(yīng)用的現(xiàn)狀來看，干法技術(shù)的引進效果并不理想。有的裝置改為干法后因為效果不理想或裝置穩(wěn)定性較差，又被迫改回濕法，

11、即使個別裝置能夠穩(wěn)定運行，其生產(chǎn)負荷也不高。 電石乙炔法另一個特點是電石渣和電石爐氣大部分未回收利用，一方面是需要處理電石渣量比較大，另一方面是電石爐氣回收利用比較困難。在電石乙炔的生產(chǎn)過程中，每生產(chǎn)1t乙炔約產(chǎn)生35-40t含水約12%的電石渣漿，這些電石渣漿不僅占用寶貴的土地資源，還會對附近土壤和水體造成污染，對電石渣的回收利用是業(yè)解決環(huán)境污染問題，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要措施。近年來，貴州水晶等一些較大型的廠家擬將電石渣用做生產(chǎn)水泥的原料。 電石乙炔法在生產(chǎn)過程中還會排放大量的電石爐氣，以一座10000kVA的開放式電石爐為例，年排放廢氣量（以每年生產(chǎn)10各月計算）達6億標準立方米。電石爐氣

12、主要是有毒氣體一氧化碳（70%-95%），氫含量較低（10%-2.5%），回收利用困難。與電石爐氣的回收利用相比，國內(nèi)有多家專門的研究機構(gòu)對焦爐氣的回收利用進行了多年研究，近幾年以焦爐氣為原料的甲醇裝置逐漸增多。而國內(nèi)對電石爐氣的回收利用研究是近幾年的事情，研究工作相對滯后，只有少數(shù)一些廠家用來做燃料，大部分經(jīng)過簡單處理后直排大氣。針對電石乙炔法這種高污染的狀況，國家發(fā)改委于2007年10月12日下發(fā)了電石行業(yè)準入條件，對采用的技術(shù)、爐型和廢氣、廢渣綜合利用進行了嚴格規(guī)定。4.技術(shù)方案的比較和選擇與濕法乙炔發(fā)生相比，干法乙炔發(fā)生工藝有以下優(yōu)點4.1 安全性 （1）加料過程中的安全性 電石通過帶

13、有密封裝置的計量螺旋輸送器連續(xù)密閉的加入發(fā)生器，密封可靠，無需置換，無泄漏，安全可靠。 （2）反應(yīng)過程安全性 濕法乙炔工藝反應(yīng)溫度為85，干法乙炔工藝反應(yīng)溫度為100-110，生氣體中，水蒸氣/乙炔體積干法乙炔工藝比濕法工藝乙炔高。蒸汽含量高安全性高。 （3）排渣過程的安全性 排渣過程是連續(xù)密閉的，密封壓力可調(diào)并可靠，排渣機使用等壓料封。 （4）故障狀態(tài)的安全性 當系統(tǒng)突然停電，反應(yīng)幾乎立即停止。無需熱和處理。 任何重要設(shè)備出現(xiàn)故障，均由程序采用相應(yīng)的措施進行處理。遇到最嚴重的問題就停止加料，放映機會立即停止。4.2 經(jīng)濟性 以電石乙炔法年產(chǎn)14萬噸PVA為基準，通過比較新工藝（干法乙炔生產(chǎn)工

14、藝）與傳統(tǒng)工藝（濕法乙炔生產(chǎn)工藝）在設(shè)備投資、運行費用、人工費用、占地面積、乙炔收率、電石渣處理、水處理等幾個方面的差異來說明干法乙炔生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。（1） 基本建設(shè)投資比較 干法乙炔工藝相對濕法乙炔工藝無需沉降及壓濾處理。僅此一項即可節(jié)約設(shè)備及土建投資1626萬元（年產(chǎn)14萬噸PVA，以2007年價格計算），減少占地2800平米。計提費用包括：壓濾工段廠房225萬元，沉降池土建845萬元，渣漿處理土建47萬元，壓濾機320萬元，設(shè)備費用150萬元，設(shè)他配套38萬元。乙炔發(fā)生工段的廠房沒有差異，設(shè)備投資相差無幾。（2） 乙炔收率比較 由于加料是連續(xù)的，無需置換，加料時沒有乙炔氣體排除；排出的電

15、石渣是干的，沒有溶解損失。干法工藝比濕法工藝提高收率2.5%，電石水解率高達99.85%，沒有生電石排出。按照2.02噸電石/噸PVA、電石價格3500元/噸計算，計算干法工藝的成本下降168.6元，每年14萬噸PVA節(jié)約成本2360萬元。（3） 運行費用比較 濕法工藝僅壓濾一項需要的總的裝機容量達1100kw，電費450萬元，設(shè)備維護費約94萬元。干法乙炔工藝相對濕法乙炔工藝無需渣漿處理，所以降低了設(shè)備運行和維護費用。（4） 水消耗比較干法工藝所需要的新鮮水量只有0.72噸/噸電石，全年共消耗新鮮水22.4萬噸，其余用水全部是循環(huán)使用的次氯酸鈉廢液，次氯酸鈉廢液經(jīng)依次循環(huán)使用后剛好與干法工藝

16、用水量達到平衡，使得乙炔車間達到零排放。而濕法工藝的耗水量為2.38噸/噸電石（電石渣廢水循環(huán)使用），全年共消耗新鮮水74萬噸。兩者相比，年節(jié)水51.6萬噸。（5） 電石渣處理費用比較 干法工藝產(chǎn)生的電石渣比濕法工藝壓濾侯的濾餅含水量低30%。用濕法工藝每生產(chǎn)1噸PVA產(chǎn)生電石渣濾餅3.96噸，其中含水1.6噸，若用其生產(chǎn)水泥，每除掉1噸水需要150公斤標煤，標煤單價按530元/噸，則生產(chǎn)每噸PVA的電石渣處理費為127萬元，而干法工藝產(chǎn)生的電石渣用于生產(chǎn)水泥無需干燥，沒年產(chǎn)14萬噸PVA節(jié)約成本1778萬元。4.3 環(huán)保性（1） 污廢水排放 干法乙炔生產(chǎn)裝置所需的水為廢次氯酸鈉，不僅保護了環(huán)

17、境，還回收了溶解乙炔。另外，與干法乙炔工藝配套的還有次氯酸鈉廢水循環(huán)利用工藝，實現(xiàn)整個車間污廢水排放。（2） 可實現(xiàn)無粉塵排放 若用電石渣生產(chǎn)水泥，可將其密閉輸送至水泥廠。若用于制磚，可適當調(diào)整排渣濕度避免揚塵。（3） 氣體污染物排放 只有在排渣機出口處的水蒸氣中能檢測出0.02%的乙炔氣體。（4） 固體污染物 所排出的電石渣為優(yōu)良的制水泥材料，亦可作其它建筑材料。4.4 干法工藝與濕法工藝的對照通過以上對比可看出，干法乙炔發(fā)生大大優(yōu)于濕法乙炔發(fā)生。4.5 國內(nèi)干法乙炔生產(chǎn)技術(shù) 近年來，我國PVC逐漸走向國際市場，我國已成為世界上最主要的PVC生產(chǎn)國之一。在我國，電石法PVC占主導地位，但由于

18、過去許多企業(yè)對環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展沒有給與足夠的重視，對環(huán)境生態(tài)等有限資源造成了不可逆轉(zhuǎn)的破壞，使得許多備受地方經(jīng)濟優(yōu)寵的高利稅PVC企業(yè)不在享受優(yōu)惠政策。盡管如此，我國PVC產(chǎn)能仍在擴張。據(jù)中國氯堿工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2011年年底我國PVC產(chǎn)能達到了2163萬t/a產(chǎn)能，2012年1-9月又新增產(chǎn)能132萬t/a，同時退出58萬t/a產(chǎn)能，凈增74萬t/a產(chǎn)能，盡管目前在產(chǎn)PVC裝置平均開工率僅為60%，但PVC的價格任然沒有止跌。根據(jù)銀河證券發(fā)布的研究報告顯示：PVC價格從2012年9月底至去年已同比下降16.01%。在此情況下，PVC生產(chǎn)企業(yè)出現(xiàn)大面積虧損，據(jù)統(tǒng)計，虧損面達到近50%，為近年來最嚴重的一年?？墒墙?jīng)過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整后，電石法PVC任然是我國PVC行業(yè)的主力軍，但首先必須突破的仍然是環(huán)境污染與治理問題的成本問題。 電石渣將的治理成本與環(huán)境問題一直是濕法乙炔工藝的難題，隨著我國對節(jié)能減排和環(huán)保的要求不斷提高，濕法工藝產(chǎn)生的環(huán)境問題日益受到國家和生產(chǎn)企業(yè)的重視，甚至在一些地區(qū)間接性的限制了企業(yè)的產(chǎn)能擴張。濕法乙炔工藝生產(chǎn)中產(chǎn)生的電石渣將、清凈廢液以及電石渣中揮發(fā)出的各種廢氣等“三廢”帶來的環(huán)保問題，已經(jīng)成為電石法PVC是否能夠長足