Inhoudsmenu
● Invoering
● Wat is calciumcarbide?
● Productie van calciumcarbide
>> De elektrische boogovenmethode
● Acetyleengeneratie uit calciumcarbidepoeder
>> Chemische reactie
>> Methoden van acetyleenproductie
>>> Nat proces
>>> Droog proces
>> Procesbeschrijving in acetyleengasplanten
● Industrieel gebruik van acetyleen
>> Lassen en snijden
>> Productie van chemicaliën
>> Staalindustrie
>> Andere toepassingen
● Veiligheidsmaatregelen
>> Gecontroleerde omstandigheden
>> Ventilatie
>> Persoonlijke beschermende apparatuur (PBM)
>> Opslag
>> Experimenteren
● Conclusie
● FAQ
>> 1. Wat is de chemische formule van calciumcarbide?
>> 2. Hoe wordt acetyleengas geproduceerd uit calciumcarbide?
>> 3. Wat zijn de primaire industriële toepassingen van acetyleen?
>> 4. Welke veiligheidsmaatregelen moeten worden genomen bij het hanteren van calciumcarbide?
>> 5. Wat is het verschil tussen de natte en droge processen van acetyleenproductie?
● Citaten:
Invoering
Calciumcarbide CAC 2, ook bekend als calciumacetylide, is een chemische verbinding die voornamelijk wordt gebruikt voor de productie van acetyleengas en calciumcyanamide [3]. Acetyleen dient als een cruciale component in verschillende industriële toepassingen, waaronder lassen, snijden en de synthese van chemicaliën zoals PVC [2] [7]. Dit artikel onderzoekt het gebruik van Calciumcarbidepoeder voor acetyleenproductie, de productiemethoden, industriële toepassingen en veiligheidsmaatregelen.
Wat is calciumcarbide?
Calciumcarbide is een chemische verbinding met de formulacac 2[3]. Technische kwaliteit calciumcarbide bestaat meestal uit 80-85% van CAC 2, waarbij de rest CAO (calciumoxide), Ca 3P 2(calciumfosfide), CAS (calciumsulfide), Ca 3N 2(calciumnitride), SIC (siliciumcarbide) en C (koolstof) [3]. Het is een grijsachtig wit vaste stof die krachtig reageert met water om acetyleengas te produceren [10]. De onzuiverheden in calciumcarbide van technische kwaliteit geven een onaangename geur die doet denken aan knoflook in aanwezigheid van sporenvocht [3].
Productie van calciumcarbide
Calciumcarbide wordt industrieel geproduceerd in een elektrische boogoven uit een mengsel van kalk (calciumoxide) en cola (een koolstofbron) bij ongeveer 2.200 ° C (3.990 ° F) [3]. De reactie is endotherme en vereist 460 kJ per mol en hoge temperaturen om koolmonoxide af te stimuleren [3].
De chemische reactie is: [3]
CAO + 3C → CAC 2 + CO
Het resulterende carbideproduct bevat meestal ongeveer 80% calciumcarbide op gewicht [3]. De carbide wordt vervolgens in kleinere knobbels verpletterd, variërend van een paar millimeter tot 50 mm. Het CAC 2 -gehalte wordt bepaald door het meten van de hoeveelheid acetyleen die wordt geproduceerd bij hydrolyse [3].
De elektrische boogovenmethode
De elektrische boogovenmethode, ontdekt in 1892, omvat het verwarmen van een mengsel van QuickLime en cola bij hoge temperaturen. Dit proces vereist significante energie en strikte veiligheidsmaatregelen vanwege de reactieve aard van het product [2].
Acetyleengeneratie uit calciumcarbidepoeder
Chemische reactie
De productie van acetyleen uit calciumcarbide omvat een chemische reactie met water. Wanneer calciumcarbide CAC 2 reageert met water H 2O, produceert dit acetyleengas C 2H 2 en calciumhydroxideca (OH) 2[5] [9].
CAC 2 + 2H 2O → C 2H 2 + CA (OH)2
Deze reactie is exotherme en genereert warmte naarmate de chemische bindingen tussen calcium- en koolstofatomen afbreken [7]. De warmte moet worden gecontroleerd om oververhitting en potentiële gevaren te voorkomen.
Methoden van acetyleenproductie
Acetyleenproductie uit calciumcarbide kan worden uitgevoerd via een nat of droog proces [1].
Nat proces
In het natte proces wordt calciumcarbide aan water toegevoegd in een gecontroleerde omgeving. De reactie produceert acetyleengas en calciumhydroxide als bijproduct. Deze methode wordt veel gebruikt vanwege de eenvoud en het gemak van controle [4]. Het gasdebiet wordt beheerd door drukschakelaars die de voeding van calciumcarbide reguleren. Continu mengen wordt bereikt met roterende paddles in de reactor [4].
Na de productie wordt het gas gekoeld in een spuitkamer, geschrobd om onzuiverheden te verwijderen en gedroogd [4].
Droog proces
In het droge proces wordt water op calciumcarbide gespoten. Deze methode komt minder vaak voor, maar kan worden gebruikt in specifieke industriële toepassingen.
Procesbeschrijving in acetyleengasplanten
Acetyleengasplanten bestaan meestal uit verschillende componenten die een belangrijke rol spelen bij de productie van acetyleen [6].
1. Generator: Calciumcarbide wordt gemengd met water om acetyleengas te produceren. De generator omvat automatische besturingssensoren, feeders, hoppers, agitators en arrestors [11].
2. Condensor: dit koelt het in de generator geproduceerde acetyleengas [11].
3. Ammoniakwasser: dit verwijdert ammoniak uit de acetyleenstroom vóór zuivering [11].
4. Zuiveringstoren: acetyleengas gaat door een zuiveringstoren om onzuiverheden zoals waterstofsulfide en fosfine te verwijderen [1].
5. Compressor: het acetyleengas wordt onder druk gezet met behulp van een compressor [1].
6. Olie-waterafscheider en droger: verdere zuivering en uitdroging treden hier op [1].
7. Acetyleencilinders: het gezuiverde acetyleengas wordt gevuld in stalen cilinders die aceton bevatten om opgelost acetyleen te vormen voor veilige opslag en transport [1].
Industrieel gebruik van acetyleen
Acetyleen geproduceerd uit calciumcarbide heeft tal van industriële toepassingen [2].
Lassen en snijden
Acetyleengas wordt veel gebruikt bij metaallassen, snijden en opbergen vanwege de hoge temperatuur en vlamstabiliteit [2] [10].
Productie van chemicaliën
Acetyleen is een cruciale grondstof voor het produceren van verschillende chemicaliën, waaronder vinylchloride voor PVC -productie, acetyleenzwart en synthetisch rubber [2] [7] [10]. In China is acetyleen uit calciumcarbide een primaire grondstof voor de chemische industrie, met name voor PVC -productie [3].
Staalindustrie
In de staalindustrie wordt calciumcarbide gebruikt bij de desulfurisatie van staal, die reageert met zwavelonzuiverheden om calciumsulfide te vormen, dat vervolgens uit het gesmolten staal wordt verwijderd [2] [10].
Andere toepassingen
Calciumcarbide wordt ook gebruikt bij de productie van calciumcyanamide, een meststof [3]. In sommige regio's wordt het gebruikt als rijpingsagent voor fruit, hoewel deze praktijk gezondheidsproblemen roept [10].
Veiligheidsmaatregelen
De reactie tussen calciumcarbide en water is zeer exotherme en produceert brandbaar acetyleengas. Veiligheidsmaatregelen zijn essentieel om ongevallen te voorkomen [2].
Gecontroleerde omstandigheden
De reactie moet worden uitgevoerd onder gecontroleerde omstandigheden met druk- en temperatuursensoren, evenals niet-rendement kleppen [11].
Ventilatie
Adequate ventilatie is nodig om de accumulatie van acetyleengas te voorkomen, die explosieve mengsels met lucht kan vormen.
Persoonlijke beschermende apparatuur (PBM)
Werknemers moeten passende PBM dragen, inclusief handschoenen, gezichtsmaskers en beschermende glazen, om contact met calciumcarbide en zijn bijproducten te voorkomen [4].
Opslag
Calciumcarbide moet worden bewaard in een droog, goed geventileerd gebied, weg van vocht en potentiële ontstekingsbronnen.
Experimenteren
Experimenten met calciumcarbide en water mogen alleen worden uitgevoerd onder professioneel toezicht vanwege het risico op explosies [5].
Conclusie
Calciumcarbidepoeder is een essentiële grondstof bij de productie van acetyleen, een gas met brede industriële toepassingen. De reactie tussen calciumcarbide en water is een gevestigde methode voor het genereren van acetyleen, gebruikt in lassen, chemische synthese en staalproductie. Hoewel dit proces efficiënt is, vereist het een strikte naleving van veiligheidsprotocollen vanwege de exotherme aard van de reactie en de ontvlambaarheid van acetyleengas. Juiste afhandeling, opslag en ventilatie zijn cruciaal om ongevallen te voorkomen en een veilige werkomgeving te garanderen.
FAQ
1. Wat is de chemische formule van calciumcarbide?
De chemische formule van calciumcarbide is CAC 2[3].
2. Hoe wordt acetyleengas geproduceerd uit calciumcarbide?
Acetyleengas wordt geproduceerd door calciumcarbide met water te reageren. De chemische vergelijking is:
CAC 2 + 2H 2O → C 2H 2 + CA (OH) 2[5] [9]
3. Wat zijn de primaire industriële toepassingen van acetyleen?
Acetyleen wordt voornamelijk gebruikt bij het lassen en snijden, de productie van chemicaliën zoals PVC, en in de staalindustrie voor desulfurisatie [2] [7] [10].
4. Welke veiligheidsmaatregelen moeten worden genomen bij het hanteren van calciumcarbide?
Veiligheidsmaatregelen omvatten het uitvoeren van de reactie onder gecontroleerde omstandigheden, het waarborgen van adequate ventilatie, het gebruik van persoonlijke beschermingsapparatuur en het opslaan van calciumcarbide op een droge plaats [4] [11].
5. Wat is het verschil tussen de natte en droge processen van acetyleenproductie?
In het natte proces wordt calciumcarbide aan water toegevoegd, terwijl in het droge proces water op calciumcarbide wordt gespoten [1]. Het natte proces wordt vaker gebruikt vanwege de eenvoud en het gemak van controle [4].
Citaten:
[1] https://www.tjtywh.com/acetyleengeneration.html
[2] https://www.tjtywh.com/a-the-uses-and-production-of-acetyleen-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-charcteristics-calcium-carbide-and-its-r/
[6] https://rexarc.com/blog/know-how-acetyleen-is-geproduceerd-in-acetyleen-plant/
[7] https://www.tjtywh.com/a-the-role-of-acetyleen-calcium-carbide-in-industrial-applications.html
[8] https://www.acetyleenegasplant.com/description.php
[9] https://www.alzchem.com/en/company/news/calcium-carbide-for-acetyleen-productie/
[10] https://www.nanorh.com/product/calcium-carbide-powder/
[11] https://rexarc.com/blog/calcium-carbide-for-acetyleen-productie/
[12] https://tianyuanweihong.en.made-in-china.com/product/nwfauqobjmvy/china-buy-calcium-carbide-for-acetyleen-productie-carbide-uses.html
[13] https://patens.google.com/patent/cn105085148a/en
[14] https://www.youtube.com/watch?v=ovcyzwykvo
[15] https://www.eiga.eu/uploads/documents/doc226.pdf
[16] https://www.acs.org/education/whatischemistry/landmarks/calciumcarbideacetyleen.html
[17] https://cdn.intratec.us/docs/reports/previews/acetyleen-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.acetyleenegasplant.com/acetyleen-gas.php
[21] https://www.sciencesource.com/2449635-calcium-carbide-reacts-with-water-4-of-4-stock-image-rights-anaged.html
[22] https://stock.adobe.com/search?k=%22Calcium+Carbide%222222
[23] https://www.shutterstock.com/image-photo/calcium-carbide-cac2-water-reacten-on-2041401479
[24] https://www.shutterstock.com/search/cac2
[25] https://www.alamy.com/stock-photo/acetyleen-gas-plant.html
[26] https://www.sciencesource.com/2418691-calcium-carbide-reacts-with-water-stock-video-rechten-anaged.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-reaction-water.html
[31] https://www.alamy.com/stock-photo/calcium-carbide.html
