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● Introduction
● Qu'est-ce que le carbure de calcium?
● Production de carbure de calcium
>> La méthode de la fournaise à arc électrique
● Génération d'acétylène à partir de poudre de carbure de calcium
>> Réaction chimique
>> Méthodes de production d'acétylène
>>> Processus humide
>>> Processus sec
>> Description du processus dans les usines de gaz acétylène
● Utilisations industrielles de l'acétylène
>> Soudage et coupe
>> Production de produits chimiques
>> Industrie sidérurgique
>> Autres applications
● Mesures de sécurité
>> Conditions contrôlées
>> Ventilation
>> Équipement de protection individuelle (EPI)
>> Stockage
>> Expérimentation
● Conclusion
● FAQ
>> 1. Quelle est la formule chimique du carbure de calcium?
>> 2. Comment le gaz acétylène est-il produit à partir du carbure de calcium?
>> 3. Quelles sont les principales applications industrielles de l'acétylène?
>> 4. Quelles précautions de sécurité doivent être prises lors de la manipulation du carbure de calcium?
>> 5. Quelle est la différence entre les processus humides et secs de la production d'acétylène?
● Citations:
Introduction
Le CAC du carbure de calcium 2, également connu sous le nom d'acétylide de calcium, est un composé chimique principalement utilisé pour la production de gaz acétylène et de cyanamide de calcium [3]. L'acétylène sert de composant crucial dans diverses applications industrielles, notamment le soudage, la coupe et la synthèse de produits chimiques comme le PVC [2] [7]. Cet article explore les utilisations de poudre de carbure de calcium pour la production d'acétylène, ses méthodes de production, ses applications industrielles et ses mesures de sécurité.
Qu'est-ce que le carbure de calcium?
Le carbure de calcium est un composé chimique avec le formulacac 2[3]. Le carbure de calcium de qualité technique se compose généralement de 80 à 85% de CAC 2, le reste étant CaO (oxyde de calcium), CA 3P 2(phosphure de calcium), CAS (sulfure de calcium), CA 3N 2(nitrure de calcium), SIC (carbure de silicium) et C (carbone) [3]. C'est un solide blanc grisâtre qui réagit vigoureusement avec de l'eau pour produire de l'acétylène [10]. Les impuretés du carbure de calcium de qualité technique dégagent une odeur désagréable qui rappelle l'ail en présence d'humidité trace [3].
Production de carbure de calcium
Le carbure de calcium est produit industriellement dans un four à arc électrique à partir d'un mélange de chaux (oxyde de calcium) et de coke (une source de carbone) à environ 2200 ° C (3 990 ° F) [3]. La réaction est endothermique, nécessitant 460 kJ par mole et des températures élevées pour chasser le monoxyde de carbone [3].
La réaction chimique est: [3]
CAO + 3C → CAC 2 + CO
Le produit en carbure résultant contient généralement environ 80% de carbure de calcium en poids [3]. Le carbure est ensuite écrasé en morceaux plus petits, allant de quelques millimètres à 50 mm. La 2 teneur en CAC est déterminée en mesurant la quantité d'acétylène produite lors de l'hydrolyse [3].
La méthode de la fournaise à arc électrique
La méthode de la fournaise à arc électrique, découverte en 1892, implique le chauffage d'un mélange de chaux rapide et de coke à des températures élevées. Ce processus nécessite une énergie importante et des mesures de sécurité strictes en raison de la nature réactive du produit [2].
Génération d'acétylène à partir de poudre de carbure de calcium
Réaction chimique
La production d'acétylène à partir de carbure de calcium implique une réaction chimique avec l'eau. Lorsque le CAC en carbure de calcium 2 réagit avec l'eau H 2O, il produit du gaz acétylène C 2H 2 et Hydroxideca de calcium (OH) 2[5] [9].
CAC 2 + 2H 2O → C 2H 2 + CA (OH)2
Cette réaction est exothermique, générant de la chaleur à mesure que les liaisons chimiques entre les atomes de calcium et de carbone se décomposent [7]. La chaleur doit être contrôlée pour empêcher la surchauffe et les dangers potentiels.
Méthodes de production d'acétylène
La production d'acétylène à partir de carbure de calcium peut être effectuée par un processus humide ou sec [1].
Processus humide
Dans le processus humide, le carbure de calcium est ajouté à l'eau dans un environnement contrôlé. La réaction produit du gaz acétylène et de l'hydroxyde de calcium comme sous-produit. Cette méthode est largement utilisée en raison de sa simplicité et de sa facilité de contrôle [4]. Le débit de gaz est géré par des interrupteurs de pression qui régulent l'alimentation du carbure de calcium. Le mélange continu est réalisé à l'aide de pagaies rotatives dans le réacteur [4].
Après la production, le gaz est refroidi dans une chambre de pulvérisation, frotté pour éliminer les impuretés et séché [4].
Processus sec
Dans le processus sec, l'eau est pulvérisée sur du carbure de calcium. Cette méthode est moins courante mais peut être utilisée dans des applications industrielles spécifiques.
Description du processus dans les usines de gaz acétylène
Les plants de gaz d'acétylène se composent généralement de plusieurs composants qui jouent un rôle important dans la production d'acétylène [6].
1. Générateur: Le carbure de calcium est mélangé avec de l'eau pour produire de l'acétylène. Le générateur comprend des capteurs de contrôle automatique, des mangeoires, des trémies, des agitateurs et des arrestateurs [11].
2. Condenseur: Cela refroidit le gaz acétylène produit dans le générateur [11].
3. Époudeur d'ammoniac: Cela élimine l'ammoniac du courant d'acétylène avant la purification [11].
4. Tour de purification: le gaz acétylène passe par une tour de purification pour éliminer les impuretés telles que le sulfure d'hydrogène et la phosphine [1].
5. Compresseur: Le gaz acétylène est sous pression à l'aide d'un compresseur [1].
6. Sépateur et séchoir à eau d'huile: une purification et une déshydratation supplémentaires se produisent ici [1].
7. Cylindres d'acétylène: Le gaz acétylène purifié est rempli en cylindres en acier contenant de l'acétone pour former de l'acétylène dissous pour un stockage et un transport sûr [1].
Utilisations industrielles de l'acétylène
L'acétylène produit à partir de carbure de calcium possède de nombreuses applications industrielles [2].
Soudage et coupe
Le gaz acétylène est largement utilisé dans le soudage, la coupe et le brasage des métaux en raison de sa température élevée et de sa stabilité des flammes [2] [10].
Production de produits chimiques
L'acétylène est une matière première cruciale pour produire divers produits chimiques, y compris le chlorure de vinyle pour la production de PVC, le noir d'acétylène et le caoutchouc synthétique [2] [7] [10]. En Chine, l'acétylène du carbure de calcium est une matière première principale pour l'industrie chimique, en particulier pour la production de PVC [3].
Industrie sidérurgique
Dans l'industrie sidérurgique, le carbure de calcium est utilisé dans la désulfurisation de l'acier, réagissant avec des impuretés de soufre pour former du sulfure de calcium, qui est ensuite retiré de l'acier fondu [2] [10].
Autres applications
Le carbure de calcium est également utilisé dans la fabrication de cyanamide de calcium, un engrais [3]. Dans certaines régions, il est utilisé comme agent de maturation pour les fruits, bien que cette pratique soulève des problèmes de santé [10].
Mesures de sécurité
La réaction entre le carbure de calcium et l'eau est très exothermique et produit du gaz acétylène inflammable. Les mesures de sécurité sont essentielles pour prévenir les accidents [2].
Conditions contrôlées
La réaction doit être effectuée dans des conditions contrôlées avec des capteurs de pression et de température, ainsi que des soupapes non retournées [11].
Ventilation
Une ventilation adéquate est nécessaire pour empêcher l'accumulation de gaz acétylène, qui peut former des mélanges explosifs avec de l'air.
Équipement de protection individuelle (EPI)
Les travailleurs doivent porter des EPI appropriés, y compris les gants, les masques faciaux et les lunettes de protection, pour éviter le contact avec le carbure de calcium et ses sous-produits [4].
Stockage
Le carbure de calcium doit être stocké dans une zone sèche et bien ventilée, loin de l'humidité et des sources potentielles d'allumage.
Expérimentation
Les expériences impliquant du carbure de calcium et de l'eau ne doivent être menées que sous surveillance professionnelle en raison du risque d'explosions [5].
Conclusion
La poudre de carbure de calcium est une matière première vitale dans la production d'acétylène, un gaz avec des applications industrielles de grande envergure. La réaction entre le carbure de calcium et l'eau est une méthode bien établie pour générer de l'acétylène, utilisée dans le soudage, la synthèse chimique et la fabrication d'acier. Bien que ce processus soit efficace, il nécessite une stricte adhésion aux protocoles de sécurité en raison de la nature exothermique de la réaction et de l'inflammabilité du gaz acétylène. Une bonne manipulation, un stockage et une ventilation sont cruciaux pour prévenir les accidents et assurer un environnement de travail sûr.
FAQ
1. Quelle est la formule chimique du carbure de calcium?
La formule chimique du carbure de calcium est CAC 2[3].
2. Comment le gaz acétylène est-il produit à partir du carbure de calcium?
Le gaz acétylène est produit en réagissant du carbure de calcium avec de l'eau. L'équation chimique est:
CAC 2 + 2H 2O → C 2H 2 + CA (OH) 2[5] [9]
3. Quelles sont les principales applications industrielles de l'acétylène?
L'acétylène est principalement utilisé dans le soudage et la coupe, la production de produits chimiques tels que le PVC et dans l'industrie sidérurgique pour la désulfurisation [2] [7] [10].
4. Quelles précautions de sécurité doivent être prises lors de la manipulation du carbure de calcium?
Les précautions de sécurité comprennent la réalisation de la réaction dans des conditions contrôlées, la garantie de ventilation adéquate, l'utilisation d'équipements de protection personnelle et le stockage de carbure de calcium dans un endroit sec [4] [11].
5. Quelle est la différence entre les processus humides et secs de la production d'acétylène?
Dans le processus humide, le carbure de calcium est ajouté à l'eau, tandis que dans le processus sec, l'eau est pulvérisée sur du carbure de calcium [1]. Le processus humide est plus couramment utilisé en raison de sa simplicité et de sa facilité de contrôle [4].
Citations:
[1] https://www.tjtywh.com/acetylene-generation.html
[2] https://www.tjtywh.com/a-the-uses-and-production-of-acetylène-calcium-carbide.html
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/calcium_carbide
[4] https://www.ijsrd.com/articles/ijsrdv8i30699.pdf
[5] https://melscience.com/us-en/articles/chemical-characteristics-calcium-carbide-and-its-r//
[6] https://rexarc.com/blog/know-how-acetylène-is-produced-in-acetylène-plant/
[7] https://www.tjtywh.com/a-the-laole-of-acétylène-calcium-carbide-in-industrial-applications.html
[8] https://www.acetylenegasplant.com/description.php
[9] https://www.alzchem.com/en/company/news/calcium-carbide-for-acetylène-production/
[10] https://www.nanorh.com/product/calcium-carbide-powder/
[11] https://rexarc.com/blog/calcium-carbide-for-acetylène-production/
[12] https://tianyuanweihong.en.made-in-china.com/product/nwfauqobjmvy/china-buy-calcium-carbide-for-acetylène-production-carbide-uses.html
[13] https://patents.google.com/patent/cn105085148a/en
[14] https://www.youtube.com/watch?v=ovcyzwvykvo
[15] https://www.eiga.eu/uploads/documents/doc226.pdf
[16] https://www.acs.org/education/whatischemistry/landmarks/calciumcarbidaceacétylène.html
[17] https://cdn.intratec.us/docs/reports/previews/acelylene-e31a-b.pdf
[18] https://www.alamy.com/stock-photo/calcium-carbide-with-water.html
[19] https://www.shutterstock.com/search/calcium-carbide
[20] https://www.acetylenegasplant.com/acetylene-gas.php
[21] https://www.sciencesource.com/2449635-Calcium-carbide-Reacts-with-water-4-of-4-stock-iMage-Rights-manged.html
[22] https://stock.adobe.com/search?k=%22Calcium+Carbide%22
[23] https://www.shutterstock.com/image-photo/calcium-carbide-cac2-water-reacts-on-2041401479
[24] https://www.shutterstock.com/search/cac2
[25] https://www.alamy.com/stock-photo/acetylene-gas-plant.html
[26] https://www.sciencesource.com/2418691-Calcium-carbide-reacts-with-water-stock-video-rights-manged.html
[27] https://www.istockphoto.com/photos/calcium-carbide
[28] https://www.youtube.com/watch?v=olalos0er00
[29] https://www.alzchem.com/fileadmin/marken/technische_gase/20220924_technical_gases_2-seiter_web.pdf
[30] https://www.alamy.com/stock-photo/calcium-reactive-water.html
[31] https://www.alamy.com/stock-photo/calcium-carbide.html
