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● Introduzione
● Cos'è il carburo di calcio?
● Produzione di carburo di calcio
>> Il metodo del forno ad arco elettrico
● Generazione di acetilene dalla polvere di carburo di calcio
>> Reazione chimica
>> Metodi di produzione di acetilene
>>> Processo bagnato
>>> Processo secco
>> Descrizione del processo negli impianti di gas acetilene
● Usi industriali dell'acetilene
>> Saldatura e taglio
>> Produzione di sostanze chimiche
>> Industria siderurgica
>> Altre applicazioni
● Misure di sicurezza
>> Condizioni controllate
>> Ventilazione
>> Equipaggiamento di protezione personale (DPI)
>> Magazzinaggio
>> Sperimentazione
● Conclusione
● FAQ
>> 1. Qual è la formula chimica del carburo di calcio?
>> 2. Come viene prodotto il gas di acetilene dal carburo di calcio?
>> 3. Quali sono le principali applicazioni industriali dell'acetilene?
>> 4. Quali precauzioni di sicurezza dovrebbero essere prese quando si maneggiano il carburo di calcio?
>> 5. Qual è la differenza tra i processi bagnati e asciutti della produzione di acetilene?
● Citazioni:
Introduzione
Il CAC in carburo di calcio 2, noto anche come acetilide di calcio, è un composto chimico utilizzato principalmente per la produzione di acetilene e cianamide di calcio [3]. L'acetilene funge da componente cruciale in varie applicazioni industriali, tra cui la saldatura, il taglio e la sintesi di sostanze chimiche come il PVC [2] [7]. Questo articolo esplora gli usi di Polvere di carburo di calcio per produzione di acetilene, metodi di produzione, applicazioni industriali e misure di sicurezza.
Cos'è il carburo di calcio?
Il carburo di calcio è un composto chimico con la formulacac 2[3]. Il carburo di calcio di livello tecnico di solito è costituito dall'80-85% di CAC 2, con il resto CAO (ossido di calcio), CA 3P 2(fosfuro di calcio), CAS (solfuro di calcio), Ca 3n 2(nitruro di calcio), SIC (carburo di silicio) e C (carbonio) [3]. È un solido bianco-grigiastro che reagisce vigorosamente con l'acqua per produrre gas acetilene [10]. Le impurità nel carburo di calcio di livello tecnico emettono uno spiacevole odore che ricorda l'aglio in presenza di umidità di traccia [3].
Produzione di carburo di calcio
Il carburo di calcio è prodotto industrialmente in un forno ad arco elettrico da una miscela di calce (ossido di calcio) e coke (una fonte di carbonio) a circa 2.200 ° C (3.990 ° F) [3]. La reazione è endotermica, che richiede 460 kJ per mole e alte temperature per scacciare il monossido di carbonio [3].
La reazione chimica è: [3]
CAO + 3C → CAC 2 + CO
Il prodotto in carburo risultante in genere contiene circa l'80% di carburo di calcio in peso [3]. Il carburo viene quindi schiacciato in grumi più piccoli, che vanno da alcuni millimetri fino a 50 mm. Il 2 contenuto di CAC viene determinato misurando la quantità di acetilene prodotta in base all'idrolisi [3].
Il metodo del forno ad arco elettrico
Il metodo della fornace ad arco elettrico, scoperto nel 1892, prevede il riscaldamento di una miscela di calce e coca ad alte temperature. Questo processo richiede un'energia significativa e misure di sicurezza rigide dovute alla natura reattiva del prodotto [2].
Generazione di acetilene dalla polvere di carburo di calcio
Reazione chimica
La produzione di acetilene dal carburo di calcio comporta una reazione chimica con l'acqua. Quando il CAC in carburo di calcio 2 reagisce con l'acqua H 2o, produce gas acetilene C 2H 2 e idrossideca di calcio (OH) 2[5] [9].
CAC 2 + 2H 2O → C 2H 2 + CA (OH)2
Questa reazione è esotermica, generando calore quando i legami chimici tra calcio e atomi di carbonio si rompono [7]. Il calore deve essere controllato per prevenire il surriscaldamento e potenziali pericoli.
Metodi di produzione di acetilene
La produzione di acetilene dal carburo di calcio può essere eseguita attraverso un processo bagnato o asciutto [1].
Processo bagnato
Nel processo bagnato, il carburo di calcio viene aggiunto all'acqua in un ambiente controllato. La reazione produce gas acetilene e idrossido di calcio come sottoprodotto. Questo metodo è ampiamente utilizzato per la sua semplicità e facilità di controllo [4]. La portata del gas è gestita da interruttori di pressione che regolano l'alimentazione del carburo di calcio. La miscelazione continua si ottiene utilizzando palette rotanti all'interno del reattore [4].
Dopo la produzione, il gas viene raffreddato in una camera a spruzzo, cancellato per rimuovere le impurità e essiccato [4].
Processo secco
Nel processo a secco, l'acqua viene spruzzata sul carburo di calcio. Questo metodo è meno comune ma può essere utilizzato in specifiche applicazioni industriali.
Descrizione del processo negli impianti di gas acetilene
Gli impianti di gas di acetilene in genere sono costituiti da diversi componenti che svolgono ruoli significativi nella produzione di acetilene [6].
1. Generatore: il carburo di calcio è miscelato con acqua per produrre gas acetilene. Il generatore include sensori di controllo automatici, alimentatori, tramogge, agitatori e arretrati [11].
2. Condensatore: questo raffredda il gas di acetilene prodotto nel generatore [11].
3. Scrubber di ammoniaca: questo rimuove l'ammoniaca dal flusso di acetilene prima della purificazione [11].
4. Torre di purificazione: il gas di acetilene passa attraverso una torre di purificazione per rimuovere impurità come idrogeno solforato e fosfina [1].
5. Compressore: il gas acetilene viene pressurizzato usando un compressore [1].
6. Separatore e asciugatrice di acqua olio: qui si verificano ulteriori purificazione e disidratazione [1].
7. Cilindri di acetilene: il gas di acetilene purificato viene riempito in cilindri di acciaio contenenti acetone per formare acetilene disciolto per lo stoccaggio e il trasporto sicuri [1].
Usi industriali dell'acetilene
L'acetilene prodotto da carburo di calcio ha numerose applicazioni industriali [2].
Saldatura e taglio
Il gas di acetilene è ampiamente utilizzato nella saldatura, al taglio e al brasatura dei metalli a causa della sua stabilità ad alta temperatura e fiamma [2] [10].
Produzione di sostanze chimiche
L'acetilene è una materia prima cruciale per la produzione di vari prodotti chimici, tra cui il cloruro di vinile per la produzione di PVC, l'acetilene nero e la gomma sintetica [2] [7] [10]. In Cina, l'acetilene del carburo di calcio è una materia prima primaria per l'industria chimica, in particolare per la produzione di PVC [3].
Industria siderurgica
Nell'industria siderurgica, il carburo di calcio viene utilizzato nella desolforazione dell'acciaio, reagendo con impurità di zolfo per formare solfuro di calcio, che viene quindi rimosso dall'acciaio fuso [2] [10].
Altre applicazioni
Il carburo di calcio viene anche utilizzato nella produzione di cianamide di calcio, un fertilizzante [3]. In alcune regioni, viene utilizzato come agente maturante per i frutti, sebbene questa pratica sollevi problemi di salute [10].
Misure di sicurezza
La reazione tra carburo di calcio e acqua è altamente esotermica e produce gas acetilene infiammabile. Le misure di sicurezza sono essenziali per prevenire incidenti [2].
Condizioni controllate
La reazione deve essere condotta in condizioni controllate con sensori di pressione e temperatura, nonché valvole non ritenuta [11].
Ventilazione
È necessaria un'adeguata ventilazione per prevenire l'accumulo di gas di acetilene, che può formare miscele esplosive con aria.
Equipaggiamento di protezione personale (DPI)
I lavoratori dovrebbero indossare DPI adeguati, tra cui guanti, maschere per il viso e occhiali protettivi, per evitare il contatto con il carburo di calcio e i suoi sottoprodotti [4].
Magazzinaggio
Il carburo di calcio deve essere immagazzinato in un'area secca e ben ventilata, lontano dall'umidità e potenziali fonti di accensione.
Sperimentazione
Esperimenti che coinvolgono il carburo di calcio e l'acqua devono essere condotti solo sotto supervisione professionale a causa del rischio di esplosioni [5].
Conclusione
La polvere di carburo di calcio è una materia prima vitale nella produzione di acetilene, un gas con applicazioni industriali ad ampio raggio. La reazione tra carburo di calcio e acqua è un metodo ben consolidato per la generazione di acetilene, utilizzato nella saldatura, nella sintesi chimica e nella produzione di acciaio. Sebbene questo processo sia efficiente, richiede una rigida aderenza ai protocolli di sicurezza a causa della natura esotermica della reazione e dell'infiggibilità del gas di acetilene. La corretta gestione, la conservazione e la ventilazione sono fondamentali per prevenire incidenti e garantire un ambiente di lavoro sicuro.
FAQ
1. Qual è la formula chimica del carburo di calcio?
La formula chimica del carburo di calcio è CAC 2[3].
2. Come viene prodotto il gas di acetilene dal carburo di calcio?
Il gas di acetilene viene prodotto reagendo il carburo di calcio con acqua. L'equazione chimica è:
CAC 2 + 2H 2O → C 2H 2 + CA (OH) 2[5] [9]
3. Quali sono le principali applicazioni industriali dell'acetilene?
L'acetilene viene utilizzato principalmente nella saldatura e nel taglio, nella produzione di sostanze chimiche come il PVC e nell'industria siderurgica per la desolfurizzazione [2] [7] [10].
4. Quali precauzioni di sicurezza dovrebbero essere prese quando si maneggiano il carburo di calcio?
Le precauzioni di sicurezza includono la conduzione della reazione in condizioni controllate, garantire un'adeguata ventilazione, l'uso di attrezzature per la protezione personale e la conservazione del carburo di calcio in un luogo asciutto [4] [11].
5. Qual è la differenza tra i processi bagnati e asciutti della produzione di acetilene?
Nel processo bagnato, il carburo di calcio viene aggiunto all'acqua, mentre nel processo a secco, l'acqua viene spruzzata sul carburo di calcio [1]. Il processo bagnato è più comunemente usato per la sua semplicità e facilità di controllo [4].
Citazioni:
[1] https://www.tjtywh.com/acetilene- generation.html
[2] https://www.tjtywh.com/a-the-uses-and-production-of-acetilene-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-acetilene-is-prodoced-in-acetilene-plant/
[7] https://www.tjtywh.com/a-the-role-oof-acetilene-calcium-carbide-in-industrial-applications.html
[8] https://www.acetilenegasplant.com/description.php
[9] https://www.alzchem.com/en/company/news/calcium-carbide-for-acetilene-production/
[10] https://www.nanorh.com/product/calcium-carbide-powder/
[11] https://rexarc.com/blog/calcium-carbide-for-acetilene-production/
[12] https://tianyuanweihong.en.made-in-china.com/product/nwfauqobjmvy/china-buy-calcium-carbide-for-acetilene-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/calciumcarbibombeetilene.html
[17] https://cdn.intratec.us/docs/reports/previews/acetilene-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.acetilenegasplant.com/acetilene-gas.php
[21] https://www.sciencesource.com/2449635-calcium-carbide-reacts-with-water-4-of-4-2mage-image-rights-manage.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/acetilene-gas-plant.html
[26] https://www.sciencesource.com/2418691-calcium-carbide-reacts-with-water-200sche-video--hights-Managed.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_gase_2-seiter_web.pdf
[30] https://www.alamy.com/stock-photo/calcium-reaction-water.html
[31] https://www.alamy.com/stock-photo/calcium-carbide.html
