Как порошок карбида кальция используется для производства ацетилена?

Контент меню

● Введение

● Что такое карбид кальция?

● Производство карбида кальция

>> Метод электрической дуги печи

● Генерация ацетилена из карбида кальция

>> Химическая реакция

>> Методы производства ацетилена

>>> Влажный процесс

>>> Сухой процесс

>> Описание процесса на заводах ацетиленового газа

● Промышленное использование ацетилена

>> Сварка и резка

>> Производство химических веществ

>> Сталелитейная промышленность

>> Другие приложения

● Меры безопасности

>> Контролируемые условия

>> Вентиляция

>> Личное защитное оборудование (СИЗ)

>> Хранилище

>> Эксперименты

● Заключение

● Часто задаваемые вопросы

>> 1. Какова химическая формула карбида кальция?

>> 2. Как ацетиленовый газ производится из карбида кальция?

>> 3. Каковы основные промышленные применения ацетилена?

>> 4. Какие меры предосторожности следует принимать при обработке карбида кальция?

>> 5. В чем разница между влажными и сухими процессами производства ацетилена?

● Цитаты:

Введение

Кальциевый карбид CAC ₂, также известный как ацетилид кальция, представляет собой химическое соединение, в основном используемое для производства ацетиленового газа и кальциевого цианамида [3]. Ацетилен служит важным компонентом в различных промышленных применениях, включая сварку, резку и синтез химических веществ, таких как ПВХ [2] [7]. В этой статье рассматривается использование Кальциевый карбид порошок для производства ацетилена, методов производства, промышленного применения и меры безопасности.

Что такое карбид кальция?

Кальциевый карбид представляет собой химическое соединение с Formulacac ₂[3]. Кальциевый карбид технического класса обычно состоит из 80–85% CAC ₂, причем остальные представляют собой CAO (оксид кальция), CA ₃P ₂(фосфид кальция), CAS (сульфид кальция), Ca ₃n ₂(нитрид кальция), SIC (карбид кремния) и C (углерод) [3]. Это серовато-белое твердое вещество, которое энергично реагирует с водой с образованием ацетиленового газа [10]. Примеси в карбиде кальция технического класса выделяют неприятный запах, напоминающий чеснок в присутствии следов влаги [3].

Производство карбида кальция

Кальциевый карбид производится промышленно в электрической дуговой печи из смеси извести (оксид кальция) и кока -колы (источник углерода) примерно при 2200 ° C (3990 ° F) [3]. Реакция является эндотермической, требующей 460 кДж на моль, и высокие температуры для отключения угарного газа [3].

Химическая реакция: [3]

CAO + 3C → CAC ₂ + CO

Полученный карбидный продукт обычно содержит около 80% карбида кальция по весу [3]. Затем карбид раздавлена ​​на более мелкие комочки, начиная от нескольких миллиметров до 50 мм. Содержание CAC ₂ определяется путем измерения количества ацетилена, полученного при гидролизе [3].

Метод электрической дуги печи

Метод электрической дуги печи, обнаруженный в 1892 году, включает в себя нагрев смесь QuickLime и Coke при высоких температурах. Этот процесс требует значительной энергии и строгих мер безопасности из -за реактивного характера продукта [2].

Генерация ацетилена из карбида кальция

Химическая реакция

Производство ацетилена из карбида кальция включает химическую реакцию с водой. Когда карбид кальция CAC ₂ реагирует с водой H ₂O, он производит ацетиленовый газ C ₂H ₂ и гидроксидека кальция (OH) ₂[5] [9].

CAC ₂ + 2H ₂O → C ₂H ₂ + CA (OH)₂

Эта реакция является экзотермической, генерируя тепло, когда разрушаются химические связи между атомами кальция и углерода [7]. Тепло необходимо контролировать, чтобы предотвратить перегрев и потенциальную опасность.

Методы производства ацетилена

Производство ацетилена из карбида кальция может быть выполнена с помощью влажного или сухого процесса [1].

Влажный процесс

При влажном процессе карбид кальция добавляется в воду в контролируемой среде. Реакция производит ацетиленовый газ и гидроксид кальция в качестве побочного продукта. Этот метод широко используется из -за его простоты и простоты управления [4]. Скорость потока газа управляется переключателями давления, которые регулируют кормление карбида кальция. Непрерывное смешивание достигается с использованием вращающихся лопастей в реакторе [4].

После производства газ охлаждается в камере -брызги, очищают для удаления примесей и сушат [4].

Сухой процесс

В сухой процессе вода распыляется на карбид кальция. Этот метод встречается реже, но может использоваться в конкретных промышленных приложениях.

Описание процесса на заводах ацетиленового газа

Заводы ацетиленового газа обычно состоят из нескольких компонентов, которые играют значительную роль в производстве ацетилена [6].

1. Генератор: карбид кальция смешивается с водой для получения ацетиленового газа. Генератор включает в себя автоматические датчики управления, кормушки, бункеры, агитаторы и арестователи [11].

2. Конденсатор: это охлаждает ацетиленовый газ, произведенный в генераторе [11].

3. Скруббер аммиака: это удаляет аммиак из ацетиленового потока перед очисткой [11].

4. Очистка: ацетиленовый газ проходит через башню очистки, чтобы удалить примеси, такие как сероводород и фосфин [1].

5. Компрессор: ацетиленовый газ под давлением с использованием компрессора [1].

6. Масляный сепаратор и сушилка: здесь происходит дальнейшая очистка и обезвоживание [1].

7. Ацетиленовые цилиндры: очищенный ацетилен -газ заполняется в стальные цилиндры, содержащие ацетон, образуя растворенный ацетилен для безопасного хранения и транспортировки [1].

Промышленное использование ацетилена

Ацетилен, произведенный из карбида кальция, имеет многочисленные промышленные применения [2].

Сварка и резка

Ацетиленовый газ широко используется в металлической сварке, резке и пайке из -за его высокой температуры и стабильности пламени [2] [10].

Производство химических веществ

Ацетилен является важным сырью для получения различных химических веществ, включая винилхлорид для выработки ПВХ, ацетиленовый черный и синтетический резин [2] [7] [10]. В Китае ацетилен из карбида кальция является основным сырью для химической промышленности, особенно для производства ПВХ [3].

Сталелитейная промышленность

В сталелитейной промышленности карбид кальция используется при десульфуризации стали, реагируя с примеси серы с образованием сульфида кальция, который затем удаляется из расплавленной стали [2] [10].

Другие приложения

Кальциевый карбид также используется при производстве цианамида кальция, удобрения [3]. В некоторых регионах он используется в качестве созревающего агента для фруктов, хотя эта практика вызывает проблемы со здоровьем [10].

Меры безопасности

Реакция между карбидом кальция и водой очень экзотермична и производит легковоспламеняющийся ацетиленовый газ. Меры безопасности необходимы для предотвращения несчастных случаев [2].

Контролируемые условия

Реакция должна проводиться в контролируемых условиях с датчиками давления и температуры, а также с невозвратными клапанами [11].

Вентиляция

Адекватная вентиляция необходима для предотвращения накопления ацетиленового газа, который может образовывать взрывные смеси с воздухом.

Личное защитное оборудование (СИЗ)

Рабочие должны носить соответствующие СИЗ, включая перчатки, маски для лица и защитные очки, чтобы избежать контакта с карбидом кальция и его побочных продуктов [4].

Хранилище

Кальциевый карбид должен храниться в сухой, хорошо проветриваемой области, вдали от влаги и потенциальных источников зажигания.

Эксперименты

Эксперименты с участием карбида кальция и воды должны проводиться только под профессиональным надзором из -за риска взрывов [5].

Заключение

Кальциевый карбид порошок является жизненно важным сырью при производстве ацетилена, газа с широким промышленным применением. Реакция между карбидом кальция и водой является хорошо известным методом генерации ацетилена, используемого при сварке, химическом синтезе и создании стали. Хотя этот процесс эффективен, он требует строгой приверженности протоколам безопасности из -за экзотермической природы реакции и воспламеняемости ацетиленового газа. Правильная обработка, хранение и вентиляция имеют решающее значение для предотвращения несчастных случаев и обеспечения безопасной рабочей среды.

Часто задаваемые вопросы

1. Какова химическая формула карбида кальция?

Химическая формула карбида кальция составляет CAC ₂[3].

2. Как ацетиленовый газ производится из карбида кальция?

Ацетиленовый газ производится путем реагирования карбида кальция с водой. Химическое уравнение:

CAC ₂ + 2H ₂O → C ₂H ₂ + CA (OH) ₂[5] [9]

3. Каковы основные промышленные применения ацетилена?

Ацетилен в основном используется для сварки и резки, производства химических веществ, таких как ПВХ, и в сталелитейной промышленности для десульфуризации [2] [7] [10].

4. Какие меры предосторожности следует принимать при обработке карбида кальция?

Меры предосторожности включают в себя проведение реакции в контролируемых условиях, обеспечение адекватной вентиляции, использования личного защитного оборудования и хранение карбида кальция в сухом месте [4] [11].

5. В чем разница между влажными и сухими процессами производства ацетилена?

При влажном процессе карбид кальция добавляется в воду, в то время как в сухом процессе вода опрыскивается на карбид кальция [1]. Влажный процесс чаще используется из -за его простоты и простоты контроля [4].

Цитаты:

[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-acetylene-is-prodeced-in-acetylene-plant/

[7] https://www.tjtywh.com/a-the-role-facetylene-calcium-carbide-in-dinustrial-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-prowder/

[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-acetileneproduction-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/calciumcarbideacetylene.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-4-4-stock-image-rights-managed.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-lant.html

[26] https://www.sciencesource.com/2418691-calcium-carbide-reacts-with-water-stock-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_gases_2-seiter_web.pdf

[30] https://www.alamy.com/stock-photo/calcium-reation-water.html

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