Як карбід кальцыя ўступае ў рэакцыю з вадой для атрымання ацэтыленавага газу?

Меню змесціва

● Уводзіны ў карбід кальцыя і ацэтылен газ

● Хімічная рэакцыя паміж карбідам кальцыя і вадой

>> Фундаментальная рэакцыя

>> Механізм рэакцыі

● Візуальнае ўяўленне пра рэакцыю

● Прамысловая вытворчасць ацэтыленавага газу з карбіду кальцыя і вады

>> Метады вытворчасці

>> Падрабязнасці вільготнага працэсу

>> Кантроль рэакцыі і бяспека

● Фактары, якія ўплываюць на хуткасць рэакцыі і ўраджайнасць газу

>> Прыклад эксперыментальных дадзеных

● Прымяненне ацэтыленавага газу, які выпрацоўваецца з карбіду кальцыя

>> Прамысловае выкарыстанне

>> Іншае выкарыстанне

● Меркаванні бяспекі ў вытворчасці ацэтылену

● Уплыў на навакольнае асяроддзе і ўстойлівасць вытворчасці ацэтылену

● Інавацыі і будучыя тэндэнцыі ў вытворчасці ацэтылену

● Ухіленне непаладак Агульныя праблемы ў вытворчасці ацэтылену

● Рэзюмэ ключавых пунктаў

● Выснова

● Часта задаюць пытанні (FAQ)

>> 1. Якія меры засцярогі трэба прыняць пры апрацоўцы карбіду кальцыя і ацэтыленавага газу?

>> 2. Ці можна вырабляць ацэтылен газ без карбіду кальцыя?

>> 3. Як забяспечваецца чысціня ацэтыленавага газу?

>> 4. Што адбываецца з гідраксідам кальцыя, які ўтвараецца ў рэакцыі?

>> 5. Чаму ацетылен газ аддаецца перавагу зваркі над іншымі газамі?

● Цытаты:

Карбід кальцыя (CAC₂) - гэта жыццёва важнае хімічнае злучэнне, якое шырока выкарыстоўваецца ў розных прамысловых ужываннях, асабліва для вытворчасці ацэтыленавага газу (C₂H₂). Рэакцыя паміж карбідам кальцыя і вадой - гэта класічны і фундаментальны хімічны працэс, які вырабляе ацэтылен газ і гідраксід кальцыя (CA (OH) ₂). У гэтым артыкуле даецца ўсебаковае тлумачэнне таго, як Карбід кальцыя ўступае ў рэакцыю з вадой, хімічнымі прынцыпамі, якія стаяць за рэакцыяй, метадамі прамысловай вытворчасці, меркаваннямі бяспекі і прымяненнем ацэтыленавага газу, якія ўтвараюцца ў гэтым працэсе.

Уводзіны ў карбід кальцыя і ацэтылен газ

Карбід кальцыя - гэта цвёрдае крышталічнае злучэнне, якое складаецца з атамаў кальцыя і вугляроду. Ён вырабляецца прамыслова пры награванні вапны (CAO) і коксу (вугляроду) у электрычнай дузе пры вельмі высокіх тэмпературах (~ 2000 ° С). Гэты працэс дае карбід кальцыя, які потым астуджаецца і здрабняецца ў розныя памеры для выкарыстання ў вытворчасці ацэтылену.

Ацэтылен газ, з хімічнай формулай C₂H₂, з'яўляецца бясколерным, вельмі гаручым газам з выразнае часныку, падобным на пах. Ён вядомы сваёй высокай тэмпературай полымя і шырока выкарыстоўваецца пры зварцы, рэзанні і хімічным сінтэзе.

Хімічная рэакцыя паміж карбідам кальцыя і вадой

Фундаментальная рэакцыя

Калі карбід кальцыя ўступае ў кантакт з вадой, ён падвяргаецца рэакцыі гідролізу, ствараючы ацэтылен газ і гідраксід кальцыя. Хімічнае ўраўненне:

CAC ₂(S)+2H ₂O (L) → C ₂H ₂(G)+CA (OH) ₂(AQ)

- Карбід кальцыя (Cac₂) рэагуе з

- Вада (H₂o) вырабляць

- ацэтылен газ (c₂h₂) і

- Гідраксід кальцыя (CA (OH) ₂), таксама вядомы як схілены лайм.

Механізм рэакцыі

Карбід кальцыя складаецца з катыёнаў кальцыя (Ca⊃2; ⁺) і карбідных аніёнаў (C₂⊃2; ⁻). Калі малекулы вады кантактуюць з карбідам кальцыя, аніён карбіду ўступае ў рэакцыю з вадой, распадаючы ў ацетылен газ і іёны гідраксіду (OH⁻). Гэтыя іёны гідраксіду затым спалучаюцца з іёнамі кальцыя, утвараючы гідраксід кальцыя.

Гэтая рэакцыя вельмі экзатэрмічная, вылучаючы значную колькасць цяпла, які павінен кантраляваць у прамысловых умовах, каб прадухіліць небяспеку.

Візуальнае ўяўленне пра рэакцыю

Прамысловая вытворчасць ацэтыленавага газу з карбіду кальцыя і вады

Метады вытворчасці

Існуе два асноўныя метады атрымання ацэтыленавага газу з карбіду і вады кальцыя:

- Мокры працэс: карбід кальцыя дадаецца ў ваду ў кантраляванай рэакцыйнай камеры. Гэта найбольш часта выкарыстоўваецца метад з -за яго прастаты і кіравання.

- Сухі працэс: дадаецца абмежаваная колькасць вады, часта выкарыстоўваецца ў пэўных галінах, такіх як фармацэўтычныя прэпараты і вытворчасць з ПВХ.

Падрабязнасці вільготнага працэсу

1. Кармленне карбіду кальцыя: гранулы карбіду кальцыя (звычайна 2 мм х 8 мм) падаюцца ў рэакцыйную камеру, напоўненую вадой.

2. Рэакцыя: карбід кальцыя ўступае ў рэакцыю з вадой, ствараючы ацетылен газ і кальцыя гідраксіду.

3

4. Астуджэнне і ачышчэнне: газ праходзіць праз кандэнсатары, скруберы і сушылкі, каб выдаліць прымешкі, такія як фосфін, арсін і вільгаць.

5. Захоўванне: вычышчаны ацэтылен газ сціскаецца і захоўваецца ў цыліндрах для прамысловага выкарыстання.

Кантроль рэакцыі і бяспека

- Кантроль тэмпературы: Экзатэрмічны характар ​​рэакцыі патрабуе эфектыўных сістэм астуджэння (астуджэння вады або паветра) для падтрымання бяспечных працоўных тэмператур.

- Кантроль ціску: выключальнікі ціску рэгулююць хуткасць кармоў карбіду кальцыя для прадухілення залішняй вытворчасці газу.

- Прылады бяспекі: арыенціры і аўтаматычныя клапаны прадухіляюць выбухі, выкліканыя высокаразлівым ацетыленам газам.

- Кантроль якасці: Прымешкі ў карбідзе кальцыя (напрыклад, фосфар, сера, жалеза) мінімізуюцца для забеспячэння чысціні ацэтылену і бяспекі працэсаў.

Фактары, якія ўплываюць на хуткасць рэакцыі і ўраджайнасць газу

- Плошча паверхні карбіду кальцыя: меншы памер часціц павялічвае плошчу паверхні, паскараючы рэакцыю.

- Тэмпература вады: павышэнне тэмпературы павышае кінэтычную энергію, паскараючы рэакцыю.

- Канцэнтрацыя рэагентаў: больш высокія канцэнтрацыі карбіду кальцыя або павелічэння рэакцыі вады.

-Суадносіны вады да вугляводаў: аптымальная колькасць вады забяспечвае максімальны выхад ацэтылену без празмернага развядзення.

Эксперыментальны прыклад дадзеных

Вага Cac₂ (G)	Аб'ём вады (мл)	аб'ём ацэтыленавага газу (мл)
3	15	540
3	30	620
3	55	730

Прымяненне ацэтыленавага газу, які выпрацоўваецца з карбіду кальцыя

Прамысловае выкарыстанне

- Зварка і рэзка: ацэтылен вырабляе самыя гарачыя полымя сярод паліва (~ 3500 ° С), ідэальна падыходзіць для зваркі і рэзкі аксіты-ацэтылену.

- Хімічны сінтэз: выкарыстоўваецца ў якасці папярэдніка для вытворчасці пластмасы (ПВХ, поліэтылен), сінтэтычнай гумы, воцатнай кіслаты і розных арганічных хімічных рэчываў.

- Асвятленне: Гістарычна выкарыстоўваецца ў карбідных лямпах для майнинга і партатыўнага асвятлення.

- Цеплавая апрацоўка: забяспечвае кантраляванае полымя для металічных працэсаў тэрмічнай апрацоўкі.

Іншае выкарыстанне

- Металічная дэсульфурацыя: карбід кальцыя рэагуе з прымешкамі серы ў расплаўленай сталі, каб палепшыць якасць сталі.

- Лабараторнае выкарыстанне: ацэтылен выкарыстоўваецца ў арганічнай хіміі для сінтэзавання вытворных ацэтыленаў.

Меркаванні бяспекі ў вытворчасці ацэтылену

- Упраўленне цяпла: Лішак цяпла ад рэакцыі можа прывесці да пашкоджання абсталявання або выбухаў пры правільным кіраванні.

- Прымешкі: прымешкі фасфіну і арсіну таксічныя; Ачыстка мае вырашальнае значэнне.

- Захоўванне: Ацэтыленавая цыліндры павінны захоўвацца ў добра вентыляваных участках, удалечыні ад крыніц запальвання і пры кантраляваных тэмпературах.

- Апрацоўка: Выкарыстанне ўспышак і рэгулятараў ціску з'яўляецца абавязковым для прадухілення аварый.

Уплыў на навакольнае асяроддзе і ўстойлівасць вытворчасці ацэтылену

Вытворчасць ацэтыленавага газу з карбіду кальцыя і вады мае экалагічныя меркаванні, якія павінны вырашаць галіны. Працэс стварае гідраксід кальцыя ў якасці пабочнага прадукту, якім можна кіраваць і выкарыстоўваць рознымі спосабамі, каб мінімізаваць адходы. Правільнае ўтылізацыя або ўтылізацыя гідраксіду кальцыя мае важнае значэнне для прадухілення забруджвання навакольнага асяроддзя.

Больш за тое, энергетычная вытворчасць самога карбіду кальцыя, якая патрабуе высокіх тэмператур і значнага спажывання электраэнергіі, спрыяе выпрацоўцы вугляроду вытворчасці ацэтылену. Поспехі ў тэхналогіі накіраваны на павышэнне энергаэфектыўнасці і зніжэнне выкідаў падчас вытворчасці карбіду кальцыя.

Прамысловасці ўсё часцей прымаюць больш зялёныя тэхналогіі, напрыклад, выкарыстанне аднаўляльных крыніц энергіі для харчавання электрычных дугавых печаў і перапрацоўкі пабочных прадуктаў гідраксіду кальцыя ў сельскай гаспадарцы і будаўніцтве, дзе яна можа служыць кандыцыянерам у глебе або цэментавай дабаўцы.

Інавацыі і будучыя тэндэнцыі ў вытворчасці ацэтылену

Даследаванні працягваюць аптымізаваць выпрацоўку ацэтыленавага газу з карбіду і вады кальцыя. Інавацыі ўключаюць распрацоўку каталізатараў для павышэння хуткасці рэакцыі, паляпшэння дызайну рэактара для лепшага кіравання цяпла і аўтаматызацыі для павышэння бяспекі і эфектыўнасці.

Акрамя таго, альтэрнатыўныя метады вытворчасці ацэтылену, напрыклад, з прыроднага газу або біямасы, вывучаюцца, каб забяспечыць больш устойлівыя і эканамічна эфектыўныя варыянты. Аднак рэакцыя карбіду і вады кальцыя застаецца надзейным і шырока выкарыстоўваным метадам з-за яго прастаты і эфектыўнасці.

Новыя тэхналогіі засяроджваюцца на мініяцюрных генератараў ацэтылену для вытворчасці на месцы, якія зніжаюць транспартныя рызыкі і выдаткі. Сістэмы аўтаматызацыі і лічбавага маніторынгу таксама дапамагаюць падтрымліваць аптымальныя ўмовы рэакцыі, паляпшаючы ўраджайнасць і бяспеку.

Ухіленне непаладак Агульныя праблемы ў вытворчасці ацэтылену

Аператары часта сутыкаюцца з такімі праблемамі, як непаслядоўны выхад газу, прымешкі ў газе і карозію абсталявання. Вырашэнне гэтых пытанняў прадугледжвае рэгулярнае абслугоўванне, кантроль якасці сыравіны і ўважліва маніторынг рэакцыі.

Напрыклад, прымешкі, такія як фасфін і арсен, могуць быць зніжаны пры дапамозе карбіду кальцыя і эфектыўных сістэм скрабавання газу. Карозія, выкліканая гідраксіднай завісі кальцыя, патрабуе ўстойлівай да карозіі матэрыялаў у рэакцыйнай камеры.

Іншыя распаўсюджаныя праблемы ўключаюць засмечванне сістэм кармоў з -за вільгаці або карбіднай пылу, якую можна змякчыць пры правільным захоўванні і апрацоўцы карбіду кальцыя. Маніторынг тэмпературы і ціску рэакцыі дапамагае прадухіліць уцёкі рэакцыі або няпоўнае выпрацоўку газу.

Рэзюмэ ключавых пунктаў

- Карбід кальцыя ўступае ў рэакцыю з вадой для атрымання ацэтыленавага газу і гідраксіду кальцыя.

- Рэакцыя экзатэрмічная і патрабуе ўважлівага кантролю над ціскам.

- Ацэтылен газ мае разнастайныя прамысловыя прымяненне, асабліва ў зварцы і хімічным сінтэзе.

- Меркаванні па навакольным асяроддзі і бяспецы маюць вырашальнае значэнне ў вытворчым працэсе.

- Працягваюцца новаўвядзенні накіраваны на павышэнне эфектыўнасці і ўстойлівасці.

Выснова

Рэакцыя карбіду кальцыя з вадой на атрыманне ацэтыленавага газу з'яўляецца краевугольным хімічным працэсам са значным прамысловым значэннем. Гэтая экзатэрмічная рэакцыя гідролізу дае ацэтылен газ і гідраксід кальцыя, якія неабходныя для зваркі, рэзкі і хімічнай вытворчасці.

Часта задаюць пытанні (FAQ)

1. Якія меры засцярогі трэба прыняць пры апрацоўцы карбіду кальцыя і ацэтыленавага газу?

Апрацоўка карбіду кальцыя патрабуе сухога захоўвання для прадухілення заўчаснай рэакцыі вільгаці. Падчас вытворчасці ацэтылену неабходна кантраляваць тэмпературу і ціск, а для прадухілення выбухаў павінны быць усталяваны арыенты. Ацэтыленавая газавыя балоны павінны захоўвацца ў вертыкальным становішчы ў вентыляваных участках, удалечыні ад крыніц запальвання.

2. Ці можна вырабляць ацэтылен газ без карбіду кальцыя?

Так, ацэтылен таксама можа вырабляцца пры частковым згаранні метану альбо ўзламаючы вуглевадароды ў нафтахімічных працэсах. Аднак рэакцыя карбіду і вады кальцыя застаецца простым і эканамічна эфектыўным метадам, асабліва там, дзе карбід кальцыя даступная.

3. Як забяспечваецца чысціня ацэтыленавага газу?

Чысціня забяспечваецца пры дапамозе высакаякаснага карбіду кальцыя, кантралюючых параметраў рэакцыі і праходжання газу праз скруберы і сушылкі, каб выдаліць прымешкі, такія як фосфін, арсін і вільгаць.

4. Што адбываецца з гідраксідам кальцыя, які ўтвараецца ў рэакцыі?

Гідраксід кальцыя, таксама вядомы як схілены лайм, можа быць утылізаваны бяспечна або перапрацаваны. Ён выкарыстоўваецца ў сельскай гаспадарцы для нейтралізацыі кіслых глеб, у будаўніцтве як кампанента цэменту і ў ачыстцы вады.

5. Чаму ацетылен газ аддаецца перавагу зваркі над іншымі газамі?

Ацэтылен вырабляе самыя гарачыя полымя сярод часта выкарыстоўваюцца паліўных газаў, дасягаючы тэмпературы каля 3500 ° С у спалучэнні з кіслародам. Гэтая высокая тэмпература дазваляе эфектыўна рэзаць і зварваць металы.

Цытаты:

[1] https://melscience.com/us-en/articles/chemical-charactistics-calcium-carbide-and-its-r/

[2] https://www.ijsrd.com/articles/ijsrdv8i30699.pdf

[3] https://www.acetylenleplant.net/technology/applications-of-acetylene-gas/

[4] https://www.tjtywh.com/how-to-enture-safety-in-acetylene-production-using-calcium-carbide.html

[5] http://enggyd.blogspot.com/2012/03/acetylene-production-process-using.html

[6] https://www.alzchem.com/en/company/news/calcium-carbide-for-acetylene-production/

[7] https://www.doubtnut.com/qna/452591445

[8] https://www.tjtywh.com/a-undersiving-the Role-of-calcium-carbide-in-acetylene-production.html

[9] https://rexarc.com/blog/know-how-acetylene-is-producited-in-acetylene-plant/

[10] https://www.tjtywh.com/a-the-rection-of-calcium-carbide-with-wath-with-lighting-the-chemistry-behind-it.html

[11] http://www.crecompany.com/company_news_en/calcium-carbide278.html

[12] https://www.tjtywh.com/a-the-use-and-production-of-acetylene-calcium-carbide.html

[13] https://www.tjtywh.com/a-undersiving-the-rection-of-calcium-carbide-in-water.html

[14] https://www.kviconline.gov.in/pmegp/pmegpweb/docs/commonprojectprofile/acetylenegas.pdf

[15] https://www.tjtywh.com/a-undersiving-the-rection-of-calcium-carbide-in-water-the-science-behind-the-rection.html

[16] https://www.youtube.com/watch?v=rctb0l7uuli

[17] https://www.tiktok.com/@chemicalkim/video/7010 16965429132 0070

[18] https://www.youtube.com/watch?v=jgb4-rdypym

[19] https://rexarc.com/blog/calcium-carbide-for-acetylene-production/

[20] https://www.acetylenegasplant.com/applications.php

[21] https://www.tjtywh.com/how-to-safely-transport-and-store-calcium-carbide.html

[22] https://www.sciencesource.com/2418691-calcium-carbide-reacts-with-water-stock-video-rights-managed.html

[23] https://chemed.chem.purdue.edu/demos/demosheets/24.9.html

[24] https://www.acs.org/education/whatischemistry/landmarks/calciumcarbideacetylene.html

[25] https://air coury.com/blog/8-interesting-uses-for-acetylene/

[26] https://nj.gov/health/eoh/rtkweb/documents/fs/0312.pdf

[27] https://melscience.com/us-en/articles/hydrolysis-calcium-carbide-and-charactistics-sub/

[28] https://www.alamy.com/stock-photo/calcium-carbide-and-water.html

[29] https://www.shutterstock.com/search/calcium-carbide

[30] https://sciencesource.com/2449645 calcium-carbide-REACTS-WITH-WITH-WATE-3-OF-3-Stock-Image Rights-Managed.html

[31] https://ocw.mit.edu/courses/22-033-nuclear-systems-design-project-fall-2011/4a2d1059fade1cce993afc566d35e42d_mit222222203f11_lec07_note.pdf

[32] https://www.acetylenegasplant.com/photo-gallery.php

[33] https://www.gettyimages.com/photos/calcium-carbide

[34] https://www.shutterstock.com/image-photo/calcium-carbide-cac2-water-reacts-on-2041401479

[35] https://rexarc.com/blog/know-how-acetylene-is-producited-in-acetylene-plant/

[36] https://en.wikipedia.org/wiki/calcium_carbide

[37] https://www.istockphoto.com/photos/metal-gas-cutting-with-acetylene-torch

[38] https://www.istockphoto.com/photos/calcium-carbide

[39] https://stock.adobe.com/search?k=%22calcium+carbide%22

[40] https://www.tjtywh.com/common-faqs-about-calcium-carbide-10-key-questions-customer

[41] https://camachem.com/es/blog/post/frequents-asked-question-about-calcium-carbide

[42] https://www.labour.gov.hk/eng/public/os/b/welding2.pdf

[43] https://sathee.prutor.ai/article/chemistry/chemistry-calcium-carbide/

[44] https://www.nexair.com/learning-center/industrial-uses-of-acetylene/

[45] https://www.eiga.eu/uploads/documents/doc226.pdf

[46] https://www.vedantu.com/question-answer/calcium-carbide-reacts-with-wate-to-produce-a-class-11-chemistry-cbse-5f087ebf832a2662986672f0

[47] https://www.energy.virginia.gov/mineral-mining/documents/training/refresher/maintenancerepartopics/ar-oxygen-acetyleneuseandafety.pdf

[48] ​​https://www.hse.gov.uk/fireandexplosion/acetylene.htm

[49] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S095965262103243

[50] https://cdn.intratec.us/docs/reports/previews/acetylene-e31a-b.pdf

[51] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s236969820300608

[52] https://iigas.com/uses-of-acetylene-gas/

[53] https://www.youtube.com/watch?v=aihksobcluuу

[54] https://www.studocu.com/en-za/messages/question/8961294/a-conclusion-for-experiment-of-preperation-and-testing-of-acetylene-from-carbide-and-watewate

[55] https://cdn.intratec.us/docs/reports/previews/acetylene-e11a-b.pdf

[56] https://melscience.com/us-en/articles/chemical-charactistics-calcium-carbide-and-its-r/

[57] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s2468025722001820

[58] https://www.youtube.com/watch?v=ovcyzwwykvo

[59] https://www.tjtywh.com/a-undersiving-the-rection-of-calcium-carbide-in-water.html

[60] https://www.alamy.com/stock-photo/calcium-rection-water.html

[61] https://www.acetyleneplant.net/technology/processічыя матэвае яе незаменную ролю�ў прасоўванні тэхналогій і інфрасаруктуры. Па меры развіцця галін царбід кальцыя будзе працягв

[62] https://www.istockphoto.com/photos/acetylene-cylinder

[63] https://www.cdhfinechemical.com/images/product/msds/51_130617646_calciumcarbide-casno-75-20-7-7sds.pdf

[64] https://www.bocgases.co.uk/files/facts_about_acetylene.pdf

[65] https://www.flinnsci.ca/api/library/download/877039d923ef426f961d5438aae85eb6

[66] https://eg.airliquide.com/oxygen-and-acetylene-essentials

[67] https://www.airproducts.com.hk/gases/acetylene

[68] https://testbook.com/question-answer/which-gas-is-evolved-when-water-is-dded-to-calciu-- 612cb8db1c0d7fc68e81669b