Как производится ацетилен из карбида кальция?

Контент меню

● Введение в карбид ацетилена и кальция

>> Что такое ацетилен?

>> Что такое карбид кальция?

● Химическая реакция на выработку ацетилена

● Промышленное производство процесс

>> Обзор

>> Мокрый и сухой процесс

>> Пошаговый поток производства

● Оборудование, используемое в производстве ацетилена

>> 1. Ацетиленовый генератор

>> 2. Конденсатор

>> 3. Аммиак Скруббер

>> 4. Сушилка

>> 5. Компрессор и цилиндры хранения

● Очистка и хранение ацетилена

● Меры безопасности при производстве ацетилена

● Применение ацетилена, полученного из карбида кальция

● Историческое развитие производства ацетилена из карбида кальция

● Экологические соображения при производстве ацетилена

● Будущие тенденции и инновации

● Заключение

● Часто задаваемые вопросы (часто задаваемые вопросы)

>> 1. Как ацетиленовый газ производится из карбида кальция?

>> 2. Какое оборудование необходимо для производства ацетилена из карбида кальция?

>> 3. Какие меры предосторожности необходимы во время производства ацетилена?

>> 4. Какие примеси находятся в ацетилене, полученном из карбида кальция, и как они удаляются?

>> 5. Почему карбид кальция предпочитается для производства ацетилена?

● Цитаты:

Ацетилен (C₂H₂) является жизненно важным промышленным газом, широко используемым при сварке, резке металла, химическом синтезе и многих других применениях. Одним из наиболее распространенных и исторически значимых методов производства ацетилена является реакция карбид кальция (CAC₂) с водой. В этой статье содержится всесторонний обзор производства ацетилена из карбида кальция, детализируя химические принципы, промышленные процессы, оборудование, соображения безопасности и применение. Визуальные пособия включены повсюду, чтобы улучшить понимание.

Введение в карбид ацетилена и кальция

Что такое ацетилен?

Ацетилен, также известный как Ethyne, представляет собой бесцветный газ с химической формулой C₂H₂. Это самый простой алкин, характеризующийся тройной связью между двумя атомами углерода. Ацетилен очень горючий и горит с очень горячим пламенем, что делает его идеальным для сварки и резки металлов. Это также ключевое сырье в химической промышленности для производства пластмасс, синтетических волокон и других органических химических веществ.

Что такое карбид кальция?

Кальциевый карбид (CAC₂) представляет собой химическое соединение, производимое промышленным, нагревающим извести (CAO) и кокс (углерод) в электрической дуговой печи при температуре около 2200 ° C. Реакция:

CAO +3C → CAC ₂+CO

Кальциевый карбид, как правило, представляет собой сероватое твердое вещество, содержащее около 80-85% CAC₂, с примесями, такими как оксид кальция, фосфиды и сульфиды. Он активно реагирует с водой с образованием ацетиленового газа, который образует основу производства ацетилена из карбида кальция.

Химическая реакция на выработку ацетилена

Химическая реакция ядра для продуцирования ацетилена из карбида кальция является реакцией гидролиза:

CAC ₂+2H ₂O → C ₂H ₂+CA (OH) ₂+тепло

- Кальциевый карбид реагирует с водой с образованием ацетиленового газа (C₂H₂) и гидроксида кальция (CA (OH) ₂), также известный как Slaked Lime.

- Эта реакция очень экзотермична, высвобождая значительное тепло, которое необходимо контролировать во время производства.

- Полученное ацетиленовое газ затем собирается для дальнейшей очистки и использования.

Промышленное производство процесс

Обзор

Промышленное производство ацетилена из карбида кальция обычно проводится в специализированном оборудовании, называемом ацетиленовыми генераторами. Процесс может быть обобщен следующим образом:

1. Кормление карбида кальция: гранулы карбида кальция подаются в генератор ацетилена, где они вступают в контакт с водой.

2. Реакция: возникает реакция гидролиза, продуцируя ацетиленовый газ и гидроксида кальция.

3. Охлаждение и очистка: ацетиленовый газ охлаждают, очищают, чтобы удалить примеси, такие как аммиак и фосфин, сушеные и сжатые.

4. Хранение: очищенный ацетилен растворяется в ацетоне и хранится в цилиндрах для безопасного транспортировки и использования.

Мокрый и сухой процесс

- Мокрый процесс: карбид кальция добавляется непосредственно к большому количеству воды. Это самый распространенный метод.

- Процесс сухости: вода распыляется на карбид кальция контролируемым образом, чтобы ограничить количество воды, уменьшая избыточное тепло и повышая безопасность.

Пошаговый поток производства

1. Кальциевое карбисное питание: карбид кальция определенных размеров частиц (обычно 7-25 мм) подается в бункера генератора.

2. Реакция гидролиза: карбид кальция реагирует с водой в генераторном сосуде.

3. Сбор газа: ацетиленовый газ поднимается и проходит через конденсатор, чтобы остыть.

4. Скраббинг: газ проходит через скрубберы аммиака для удаления примесей аммиака.

5. Сушка: ацетиленовый газ сушат с использованием хлорида кальция или других сушильных агентов.

6. Сжатие и хранение: газ сжимается и растворяется в заполненных ацетоном цилиндрах.

Оборудование, используемое в производстве ацетилена

1. Ацетиленовый генератор

Сердце процесса, где реагируют карбид кальция и вода. Ключевые компоненты включают:

- Хоппер: для кормления карбида кальция.

- Агитатор: обеспечивает правильное смешивание и предотвращает плавание карбидных компок.

- Автоматические датчики управления: контроль давления, температуры и уровней воды.

- Безопасные клапаны и арестователи: предотвратите воспоминания и взрывы.

2. Конденсатор

Охлаждает горячее ацетиленовый газ, генерируемый для предотвращения разложения и повышения безопасности.

3. Аммиак Скруббер

Удаляет аммиак и другие газообразные примеси из ацетилена.

4. Сушилка

Удаляет влагу из ацетиленового газа для предотвращения коррозии и улучшения чистоты.

5. Компрессор и цилиндры хранения

Сжатие ацетиленового газа и хранит его растворяется в ацетоне в специально разработанных цилиндрах, чтобы обеспечить безопасную обработку.

Очистка и хранение ацетилена

Ацетилен, полученный из карбида кальция, содержит примеси, такие как аммиак, фосфин и водяной пара. Шаги очистки включают:

- Конденсация: охлаждающий газ для удаления водяного пара.

- Скраббинг: Использование скрубберов для удаления аммиака и фосфина.

- Сушка: прохождение газа через сушильные агенты, такие как хлорид кальция.

- Сжатие: давление ацетилена и растворение его в ацетоне для безопасного хранения.

Цилиндры для хранения предназначены для того, чтобы поддерживать ацетилен растворен в ацетоне под давлением, минимизируя риски взрыва.

Меры безопасности при производстве ацетилена

Ацетилен очень легковоспламеняется и взрывоопасен при определенных условиях. Соображения безопасности включают:

- контроль температуры: экзотермическая реакция генерирует тепло; Системы охлаждения предотвращают перегрев.

- Мониторинг давления: чтобы избежать наращивания газа и взрывов.

- Использование флэш -арресторов: чтобы предотвратить распространение пламени обратно в генератор.

- Контроль качества карбида кальция: примеси, такие как фосфор и железо, могут вызвать опасные боковые реакции.

- Правильное хранение: цилиндры, хранящиеся в вентилируемых, прохладных участках вдали от источников зажигания.

- Протоколы обработки: строгие процедуры кормления карбида кальция и воды для контроля скорости реакции.

Применение ацетилена, полученного из карбида кальция

- Сварка и резка: окси-ацетиленовая сварка использует высокую температуру ацетилена.

- Химический синтез: ацетилен является предшественником пластмасс (ПВХ), синтетических волокон и органических химических веществ.

- Металлургия: используется в карбуризации и затвердевании стали.

- Освещение: исторически используется в карбидных лампах.

- Другое промышленное использование: пламя нагрева, тепловое распыление и химическое производство.

Историческое развитие производства ацетилена из карбида кальция

Обнаружение карбида кальция и его использование в производстве ацетилена датируются концом 19 -го века. Томасу Л. Уилсону приписывают изобретение карбида кальция в 1892 году, которое произвело революцию в производстве ацетиленового газа. Первоначально ацетилен был получен путем реакции карбида кальция с водой в мелкомасштабных карбидных лампах, используемых для освещения. Со временем процесс был промышленно развит, что привело к разработке крупных ацетиленовых генераторов и широко распространенному использованию в сварке и химической промышленности.

Эта историческая перспектива подчеркивает важность карбида кальция в эволюции промышленных газов и их постоянную актуальность, несмотря на новые технологии.

Экологические соображения при производстве ацетилена

В то время как производство ацетилена из карбида кальция эффективна, важно рассмотреть его воздействие на окружающую среду. Производство самого карбида кальция требует высокого потребления энергии из -за процесса электрической дуги печи, который выделяет углекислый газ и другие парниковые газы.

Кроме того, гидроксид кальция побочного продукта должен быть должным образом управляется, чтобы избежать загрязнения окружающей среды. Достижения в области переработки и управления отходами улучшили устойчивость этого процесса. Исследования продолжаются для разработки более экологичных методов производства карбида кальция и генерации ацетилена.

Будущие тенденции и инновации

Ацетиленовая промышленность развивается с инновациями, направленными на повышение безопасности, эффективности и окружающей среды. Новые технологии катализатора и альтернативное сырье исследуются, чтобы уменьшить зависимость от традиционного карбида кальция.

Кроме того, цифровой мониторинг и автоматизация в ацетиленовых генераторах повышают управление процессами и безопасность. Интеграция возобновляемых источников энергии в производство карбида кальция также является многообещающей областью для сокращения выбросов углерода.

Заключение

Производство ацетилена из карбида кальция остается критическим промышленным процессом из-за его эффективности, экономической эффективности и универсальности. Реакция гидролиза между карбидом кальция и водой производит ацетиленовый газ, который затем очищается и хранится безопасно для различных применений. Несмотря на появление альтернативных методов производства ацетилена, производство на основе карбида кальция по-прежнему широко используется, особенно в регионах с обильными ресурсами карбида кальция. Надлежащий контроль условий реакции и мер безопасности обеспечивает высококачественный ацетилен и минимизирует риски, связанные с этим высоко сплошным газом.

Часто задаваемые вопросы (часто задаваемые вопросы)

1. Как ацетиленовый газ производится из карбида кальция?

Ацетиленовый газ производится путем реагирования карбида кальция (CAC₂) с водой (H₂O), что приводит к ацетилену (C₂H₂) и гидроксиду кальция (CA (OH) ₂). Реакция:

CAC ₂+2H ₂O → C ₂H ₂+CA (OH)₂

Эта реакция является экзотермической и встречается в генераторе ацетилена в контролируемых условиях.

2. Какое оборудование необходимо для производства ацетилена из карбида кальция?

Ключевое оборудование включает в себя ацетиленовый генератор (с бункером, агитатором, датчиками), конденсатор, скруббер аммиака, сушилка, компрессор и цилиндры хранения ацетилена. Эти компоненты обеспечивают безопасное и эффективное производство, очистку и хранение ацетиленового газа.

3. Какие меры предосторожности необходимы во время производства ацетилена?

Меры безопасности включают в себя контроль температуры и давления реакции, используя флэш -арестователи, обеспечение чистоты карбида кальция, чтобы избежать примесей, надлежащего хранения ацетиленовых цилиндров и непрерывный мониторинг оборудования для предотвращения взрывов.

4. Какие примеси находятся в ацетилене, полученном из карбида кальция, и как они удаляются?

Примеси, такие как аммиак, фосфин и водяной пара, распространены. Они удаляются путем очистки (скруббер -аммиак), конденсацию (охлаждение) и сушки (с использованием хлорида кальция или других сушильных агентов) для обеспечения чистоты ацетилена.

5. Почему карбид кальция предпочитается для производства ацетилена?

Кальциевый карбид предлагает высокую эффективность реакции, низкую стоимость производства и гибкость в производственной шкале. Его легко хранить и транспортировать по сравнению с другими методами производства ацетилена, что делает его широко используемым во всем мире, особенно в химической и сварной промышленности.

Цитаты:

[1] https://rexarc.com/blog/calcium-carbide-for-acetilene-production/

[2] https://www.acetyleneplant.net/technology/about-acetilene-gas/

[3.]

[4] https://www.tjtywh.com/a-sresting-the-reation-of-calcium-carbide-in-water.html

[5] https://www.tjtywh.com/acetilene-generation.html

[6] https://www.acetyleneplant.net/technology/process-description-of-acetilene-plant/

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

[8] https://www.kviconline.gov.in/pmegp/pmegpweb/docs/commonprojectprofile/acetilenegas.pdf

[9] https://www.tjtywh.com/calcium-carbide-gas-volume-and-production-efficity-how-to-increase-acetilene-gas-hitml

[10] https://www.tjtywh.com/how-to-ensure-safety-in-acetilene-production-using-calcium-carbide.html

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

[12] https://ocw.mit.edu/courses/22-033-nuclear-systems-design-project-fall-2011/4a2d1059fade1cce993afc566d35e42d_mit22_033f11_lec07_note.pdf

[13] https://www.vedantu.com/question-answer/prepare-acetilene-from-calcium-carbide-class-11-chemistry-cbse-5f853c44444ddb9022398bb07

[14] http://enggyd.blogspot.com/2012/03/AceTyleneProduction-process-using.html

[15] https://www.tjtywh.com/common-faqs-about-calcium-carbide-10-key-questions-customers-care-about.html

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

[17] https://rexarc.com/blog/know-how-acetilene-is-prodeced-in-acetylene-plant/

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

[19] https://patents.google.com/patent/us2422623a/en

[20] https://www.youtube.com/watch?v=aiHKSOBCLUU

[21] https://tianyuanweihong.en.made-in-china.com/product/yxtjfbkvgipt/china-high-ataility-calcium-carbide-for-acetilene-gas-welding-industrial-pplications.html

[22] https://www.alzchem.com/fileadmin/marken/technische_gase/20220924_technical_gases_2-seiter_web.pdf

[23] https://www.tjtywh.com/a-uncovering-the-process-from-calcium-carbide-to-acetilene-gas.html

[24] https://www.acetyleneplant.net/technology/production-process-of-acetylene/

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

[26] https://www.tjtywh.com/a-the-role-facetylene-calcium-carbide-in-dinustrial-applications.html

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

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

[29] https://www.sciendirect.com/science/article/abs/pii/s0306261924011504

[30] https://gaftp.epa.gov/ap42/ch11/s04/related/rel01_c11s04.pdf

[31] https://www.alamy.com/stock-photo/calcium-carbide.html

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

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

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

[35] https://www.gettyimages.com/photos/acetilenegerators

[36] https://www.shutterstock.com/search/calcium-carbide?image_type=illustration

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

[38] https://www.alamy.com/stock-photo/acetilene-generator.html?cutout=1

[39] https://tw.voicetube.com/videos/111127

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

[41] https://www.vaia.com/en-us/textbooks/chemistry/chemistry-class-9-3-edition/chapter-9/problem-25-how-is-acetylene-prepared-from-calcium-carbide-gi/

[42] https://www.vedantu.com/chemistry/calcium-carbide

[43] https://rexarc.com/blog/know-how-acetilene-is-prodeced-in-acetylene-plant/

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

[45] https://rexarc.com/blog/common-acetilene-lant-problems-tair-solutions-part-ii/

[46] https://camachem.com/pt/blog/post/frequilly-asked-question-about-calcium-carbide

[47] https://guide.resumegemini.com/interviews/top-10-questions-for-cetilene-plant-technianian-interview/

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

[49] https://testbook.com/question-answer/the-chemical-use-in-generating-acetylene-is-5fbe96555a4da4a22833eadfa

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

[51] https://www.eiga.eu/uploads/documents/doc023h.pdf

[52] https://rexarc.com/products/model-50ps/

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

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

[55] https://www.doubtnut.com/qna/644115968