Bagaimana kalsium karbida digunakan untuk pengeluaran asetilena?

Menu Kandungan

● Pengenalan kepada Kalsium Karbida

>> Proses pengeluaran karbida kalsium

● Kalsium karbida untuk pengeluaran asetilena

>> Tindak balas kimia

>> Aplikasi acetylene

>> Persediaan Perindustrian untuk Pengeluaran Acetylene

● Kelebihan menggunakan kalsium karbida untuk pengeluaran asetilena

● Cabaran dan Pertimbangan Keselamatan

>> Kesan alam sekitar

● Aplikasi perindustrian karbida kalsium asetilena

>> Peranan dalam sintesis kimia

● Langkah -langkah keselamatan dalam pengeluaran asetilena

● Perkembangan dan teknologi masa depan

● Kesimpulan

● Soalan yang sering ditanya

>> 1. Apakah penggunaan utama kalsium karbida dalam industri?

>> 2. Bagaimana kalsium karbida dihasilkan?

>> 3. Apakah produk sampingan tindak balas antara kalsium karbida dan air?

>> 4. Apakah pertimbangan keselamatan ketika mengendalikan kalsium karbida?

>> 5. Apakah kelebihan ekonomi menggunakan kalsium karbida untuk pengeluaran asetilena?

● Petikan:

Kalsium karbida, dengan formula kimia CAC₂, adalah sebatian penting dalam pengeluaran perindustrian asetilena (c₂h₂), gas yang sangat mudah terbakar yang digunakan secara meluas dalam kimpalan, pemotongan logam, dan sebagai bahan mentah untuk pelbagai sintesis kimia. Tindak balas antara Kalsium karbida dan air adalah asas pengeluaran asetilena, menghasilkan gas asetilena dan kalsium hidroksida sebagai produk sampingan. Artikel ini menyelidiki proses menggunakan kalsium karbida untuk pengeluaran asetilena, aplikasinya, dan kepentingan proses ini dalam pelbagai industri.

Pengenalan kepada Kalsium Karbida

Kalsium karbida dihasilkan oleh kapur pemanasan (kalsium oksida) dan kokas (bentuk karbon) dalam relau arka elektrik pada suhu yang sangat tinggi, biasanya melebihi 2000 ° C. Kalsium karbida yang dihasilkan adalah pepejal kelabu atau coklat, bergantung kepada kesuciannya, dan sangat reaktif dengan air.

Proses pengeluaran karbida kalsium

Pengeluaran kalsium karbida melibatkan langkah -langkah berikut:

1. Penyediaan kapur cepat: Kalsium karbonat (batu kapur) dipanaskan untuk menghasilkan kapur cepat (kalsium oksida).

Caco ₃→ Cao + Co₂

2. Pengeluaran kalsium karbida: kapur cepat kemudian dicampur dengan kok dan dipanaskan dalam relau arka elektrik untuk membentuk kalsium karbida.

CAO + 3C → CAC ₂ + CO

3. Crushing and Storage: Kalsium karbida yang dihasilkan dihancurkan menjadi kepingan yang lebih kecil dan disimpan dalam bekas kedap udara untuk mencegah pendedahan kelembapan.

Kalsium karbida untuk pengeluaran asetilena

Acetylene dihasilkan dengan bertindak balas kalsium karbida dengan air dalam proses yang dikenali sebagai hidrolisis. Reaksi ini sangat eksotermik dan mesti dikawal dengan teliti untuk memastikan keselamatan.

Tindak balas kimia

Persamaan kimia untuk pengeluaran asetilena dari kalsium karbida adalah seperti berikut:

CAC ₂ + 2H ₂O → C ₂H ₂ + CA (OH)₂

Reaksi ini adalah asas bagi pengeluaran asetilena perindustrian dan digunakan secara meluas dalam penjana asetilena.

Aplikasi acetylene

- Kimpalan dan pemotongan: Acetylene digunakan dalam obor oxy-asetilena untuk kimpalan dan logam pemotongan kerana suhu api yang tinggi.

- Sintesis kimia: Ia berfungsi sebagai pendahulu untuk pengeluaran plastik, seperti polyvinyl chloride (PVC) dan polietilena.

- Metalurgi: acetylene digunakan dalam desulfurisasi keluli.

Persediaan Perindustrian untuk Pengeluaran Acetylene

Dalam tetapan perindustrian, pengeluaran asetilena melibatkan peralatan khusus yang direka untuk mengendalikan reaksi dengan selamat dan cekap. Ini termasuk:

- Penjana acetylene: Ini digunakan untuk mencampurkan kalsium karbida dengan air di bawah keadaan terkawal.

- Menara Penyucian: Untuk menghilangkan kekotoran dari gas asetilena yang dihasilkan.

- Pemampat: Untuk menekankan gas untuk penyimpanan dan pengangkutan.

Kelebihan menggunakan kalsium karbida untuk pengeluaran asetilena

1. Keberkesanan kos: Di kawasan dengan batu kapur yang berlimpah dan kuasa murah, pengeluaran kalsium karbida berdaya maju dari segi ekonomi.

2. VERATILITI: Acetylene yang dihasilkan dari kalsium karbida adalah serba boleh dan boleh digunakan dalam pelbagai aplikasi perindustrian.

Cabaran dan Pertimbangan Keselamatan

- Kawalan Kelembapan: Kalsium karbida bertindak balas dengan ganas dengan air, memerlukan pengendalian dan penyimpanan yang teliti.

- Pelupusan sisa: Produk sampingan, kalsium hidroksida, mesti dilupuskan dengan betul.

Kesan alam sekitar

Pengeluaran kalsium karbida adalah intensif tenaga dan menghasilkan pelepasan CO₂ yang signifikan, terutamanya disebabkan oleh penggunaan arang batu sebagai bahan mentah. Walau bagaimanapun, kajian baru -baru ini telah meneroka penggunaan biomas sebagai alternatif yang mampan untuk mengurangkan jejak karbon pengeluaran asetilena. Proses kalsium karbida acetylene (BCCA) berasaskan bio menunjukkan jejak karbon yang lebih rendah berbanding dengan kaedah berasaskan arang batu tradisional, yang menawarkan laluan yang menjanjikan ke arah neutral karbon dalam industri [4] [8].

Aplikasi perindustrian karbida kalsium asetilena

Acetylene Calcium Carbide memainkan peranan penting dalam pelbagai aplikasi perindustrian, dari pembuatan keluli hingga pengeluaran kimia. Adalah penting untuk menghasilkan polyvinyl chloride (PVC) dan plastik lain, yang digunakan secara meluas dalam industri pembinaan, automotif, dan pembungkusan [7]. Di samping itu, asetilena digunakan dalam pengeluaran asetilena hitam, bentuk karbon hitam yang berfungsi sebagai agen pengukuhan dalam produk getah dan plastik.

Peranan dalam sintesis kimia

Acetylene yang diperolehi daripada kalsium karbida berfungsi sebagai prekursor untuk sintesis beberapa sebatian organik, termasuk vinil klorida, acrylonitrile, dan vinil asetat. Bahan kimia ini penting dalam pembuatan plastik, gentian sintetik, dan pelbagai produk perindustrian lain [2].

Langkah -langkah keselamatan dalam pengeluaran asetilena

Memastikan keselamatan semasa pengeluaran acetylene adalah kritikal kerana sifat kalsium karbida yang sangat reaktif dan kebetulan asetilena. Langkah keselamatan utama termasuk:

1. Kawalan Suhu: Reaksi antara kalsium karbida dan air mengeluarkan haba yang ketara, yang mesti diuruskan melalui sistem penyejukan yang berkesan untuk mencegah tindak balas yang tidak terkawal [3].

2. Pengurusan Pencemaran: Kualiti kalsium karbida mempengaruhi kesucian asetilena dan keselamatan proses. Kekotoran seperti fosforus dan sulfur boleh mengganggu tindak balas, memerlukan kawalan kualiti yang ketat [3].

3. Penyimpanan dan Pengangkutan: Gas asetilena sangat mudah terbakar dan letupan, memerlukan amalan penyimpanan dan pengangkutan yang teliti untuk mengelakkan kemalangan [3].

Perkembangan dan teknologi masa depan

Walaupun hidrolisis kalsium karbida kekal sebagai kaedah penting untuk pengeluaran asetilena, teknologi lain seperti pengoksidaan separa metana atau LPG semakin terkenal untuk penambahan kapasiti baru [5]. Di samping itu, teknologi pirolisis metana baru menawarkan peluang pertumbuhan yang berpotensi dalam industri asetilena.

Kesimpulan

Kalsium karbida memainkan peranan penting dalam pengeluaran asetilena, gas kritikal dalam pelbagai proses perindustrian. Reaksi antara kalsium karbida dan air adalah cekap dan kos efektif, menjadikannya kaedah pilihan untuk pengeluaran asetilena. Walau bagaimanapun, ia memerlukan pengendalian yang teliti kerana kereaktifannya dan keperluan untuk pelupusan sisa yang betul. Apabila industri bergerak ke arah amalan yang lebih mampan, mengintegrasikan biomas ke dalam pengeluaran kalsium karbida menawarkan jalan yang menjanjikan ke arah mengurangkan kesan alam sekitar.

Soalan yang sering ditanya

1. Apakah penggunaan utama kalsium karbida dalam industri?

Kalsium karbida digunakan terutamanya untuk pengeluaran gas asetilena, yang penting untuk kimpalan, pemotongan logam, dan sebagai bahan mentah dalam sintesis kimia.

2. Bagaimana kalsium karbida dihasilkan?

Kalsium karbida dihasilkan oleh pemanasan kapur (kalsium oksida) dan kok dalam relau arka elektrik pada suhu tinggi.

3. Apakah produk sampingan tindak balas antara kalsium karbida dan air?

Reaksi menghasilkan gas asetilena (C₂H₂) dan kalsium hidroksida (Ca (OH) ₂).

4. Apakah pertimbangan keselamatan ketika mengendalikan kalsium karbida?

Kalsium karbida bertindak balas dengan ganas dengan air, jadi ia mesti disimpan dalam bekas kedap udara dan ditangani dengan berhati -hati untuk mengelakkan pendedahan tidak sengaja terhadap kelembapan.

5. Apakah kelebihan ekonomi menggunakan kalsium karbida untuk pengeluaran asetilena?

Proses ini kos efektif di kawasan dengan batu kapur yang banyak dan kuasa murah, menjadikannya pilihan ekonomi untuk pengeluaran asetilena.

Petikan:

[1] https://patents.google.com/patent/cn105085148a/en

[2] https://www.tjtywh.com/a-the-importance-of-acetylene-calcium-carbide-in-industrial-applications.html

[3] https://www.tjtywh.com/how-to-ensure-safety-in-acetylene-production-ing-calcium-carbide.html

[4] http://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2024gree..9.1068j/abstract

[5] https://www.nexanteca.com/blog/202207/will-new-technology-put-acetylene-back-vogue

[6] https://www3.epa.gov/ttnchie1/ap42/ch11/final/c11s04.pdf

[7] https://www.tjtywh.com/a-the-role-of-acetylene-calcium-carbide-in-industrial-applications.html

[8] https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=4200789

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

[10] https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cplu.202400247

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

[12] https://www.alzchem.com/en/brands/calcium-carbide/

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

[14] https://www.tjtywh.com/environmental-challenges-in-calcium-carbide-production-and-tywh-s-solutions.html

[15] http://jbb.xml-journal.net/article/doi/10.1016/j.jobab.2020.04.002

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

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

[18] https://www.eiga.eu/uploads/documents/doc196.pdf

[19] https://www.raco.cat/index.php/afinidad/article/download/413451/509559

[20] https://www.pyrometallurgy.co.za/infaconxiv/149-ccaffrey.pdf