Si prodhohet acetileni nga karbidi i kalciumit?

Menu i përmbajtjes

> Hyrje në acetilen dhe karbid kalciumi

>> Çfarë është acetileni?

>> Çfarë është Karbidi i Kalciumit?

> Reagimi kimik pas prodhimit të acetilenit

> Procesi i prodhimit industrial

>> Përmbledhje

>> Procesi i lagësht vs i thatë

>> Rrjedha e prodhimit hap pas hapi

> Pajisjet e përdorura në prodhimin e acetilenit

>> 1. Gjenerator i acetilenit

>> 2. Kondensatori

>> 3. Pastrues i amoniakut

>> 4. tharëse

>> 5. Cilindrat e kompresorit dhe ruajtjes

> Pastrimi dhe ruajtja e acetilenit

> Masat e sigurisë në prodhimin e acetilenit

> Aplikimet e acetilenit të prodhuara nga karbidi i kalciumit

> Zhvillimi historik i prodhimit të acetilenit nga karbidi i kalciumit

> Konsideratat mjedisore në prodhimin e acetilenit

> Tendencat dhe risitë e ardhshme

> Përfundim

> Pyetjet e bëra më shpesh (FAQ)

>> 1. Si prodhohet gazi acetilen nga karbidi i kalciumit?

>> 2. Cilat pajisje janë thelbësore për prodhimin e acetilenit nga karbidi i kalciumit?

>> 3. Cilat masa paraprake të sigurisë janë të nevojshme gjatë prodhimit të acetilenit?

>> 4. Cilat papastërti gjenden në acetilen të prodhuara nga karbidi i kalciumit, dhe si hiqen ato?

>> 5. Pse preferohet karbidi i kalciumit për prodhimin e acetilenit?

> Citimet:

Acetileni (C₂H₂) është një gaz jetësor industrial që përdoret gjerësisht në saldim, prerje metalike, sintezë kimike dhe shumë aplikime të tjera. Një nga metodat më të zakonshme dhe historikisht të rëndësishme për prodhimin e acetilenit është përmes reagimit të Karbid kalciumi (cac₂) me ujë. Ky artikull ofron një përmbledhje gjithëpërfshirëse të prodhimit të acetilenit nga karbidi i kalciumit, duke detajuar parimet kimike, proceset industriale, pajisjet, konsideratat e sigurisë dhe aplikimet. Ndihmat vizuale përfshihen në të gjithë për të rritur mirëkuptimin.

Hyrje në acetilen dhe karbid kalciumi

Çfarë është acetileni?

Acetileni, i njohur edhe si Ethyne, është një gaz pa ngjyrë me formulën kimike c₂h₂. Isshtë alkyne më e thjeshtë, e karakterizuar nga një lidhje e trefishtë midis dy atomeve të karbonit. Acetileni është shumë i djegshëm dhe digjet me një flakë shumë të nxehtë, duke e bërë atë ideal për saldimin dhe prerjen e metaleve. Shtë gjithashtu një lëndë e parë kryesore në industrinë kimike për prodhimin e plastikës, fibrave sintetike dhe kimikateve të tjera organike.

Çfarë është Karbidi i Kalciumit?

Karbidi i kalciumit (CAC₂) është një përbërje kimike e prodhuar në mënyrë industriale nga ngrohja e gëlqeres (CAO) dhe koksit (karboni) në një furrë elektrike me hark elektrike në temperatura rreth 2200 ° C. Reagimi është:

Cao +3c → cac ₂+co

Karbidi i kalciumit është zakonisht një ngurtë gri që përmban rreth 80-85% cac₂, me papastërti të tilla si oksidi i kalciumit, fosfidet dhe sulfidet. Reagon fuqishëm me ujë për të prodhuar gaz acetileni, i cili formon bazën e prodhimit të acetilenit nga karbidi i kalciumit.

Reagimi kimik pas prodhimit të acetilenit

Reagimi thelbësor kimik për prodhimin e acetilenit nga karbidi i kalciumit është një reaksion hidrolizash:

CAC ₂+2H ₂O → C ₂H ₂+CA (OH) ₂+Nxehtësia

- Karbidi i kalciumit reagon me ujë për të formuar gaz acetileni (C₂H₂) dhe hidroksid kalciumi (CA (OH) ₂), i njohur gjithashtu si gëlqere e shtuar.

- Ky reagim është shumë ekzotermik, duke lëshuar nxehtësi të konsiderueshme që duhet të kontrollohet gjatë prodhimit.

- Gazi i acetilenit të prodhuar më pas mblidhet për pastrim dhe përdorim të mëtejshëm.

Procesi i prodhimit industrial

Përmbledhje

Prodhimi industrial i acetilenit nga karbidi i kalciumit zakonisht zhvillohet në pajisje të specializuara të quajtura gjeneratorë acetileni. Procesi mund të përmblidhet si më poshtë:

1. Ushqyerja e karbidit të kalciumit: Granulat e karbidit të kalciumit futen në gjeneratorin e acetilenit, ku ato bien në kontakt me ujin.

2. Reagimi: Rakordimi i hidrolizës ndodh, duke prodhuar gazin e acetilenit dhe slurrinë e hidroksidit të kalciumit.

3. Ftohja dhe pastrimi: Gazi i acetilenit ftohet, pastrohet për të hequr papastërtitë si amoniak dhe fosfinë, të tharë dhe të ngjeshur.

4. Ruajtja: Acetileni i pastruar shpërndahet në aceton dhe ruhet në cilindra për transport dhe përdorim të sigurt.

Procesi i lagësht vs i thatë

- Procesi i lagësht: Karbidi i kalciumit shtohet direkt në një sasi të madhe uji. Kjo është metoda më e zakonshme.

- Procesi i thatë: Uji spërkatet në karbidin e kalciumit në një mënyrë të kontrolluar për të kufizuar sasinë e ujit, duke zvogëluar nxehtësinë e tepërt dhe duke përmirësuar sigurinë.

Rrjedha e prodhimit hap pas hapi

1. Ushqyerja e karbidit të kalciumit: Karbid kalciumi i madhësive specifike të grimcave (zakonisht 7-25 mm) futet në hopper gjenerator.

2. Reagimi i hidrolizës: Karbidi i kalciumit reagon me ujë në anijen e gjeneratorit.

3. Mbledhja e gazit: Gazi i acetilenit ngrihet dhe kalon përmes një kondensatori për tu ftohur.

4

5. Tharja: Gazi i acetilenit thahet duke përdorur klorur kalciumi ose agjentë të tjerë të tharjes.

6. Kompresimi dhe ruajtja: Gazi është i kompresuar dhe tretur në cilindra të mbushur me aceton.

Pajisjet e përdorura në prodhimin e acetilenit

1. Gjenerator i acetilenit

Zemra e procesit, ku reagojnë karbidi i kalciumit dhe uji. Komponentët kryesorë përfshijnë:

- Hopper: Për ushqimin e karbidit të kalciumit.

- Agjentuesi: Siguron përzierjen e duhur dhe parandalon lundrimin e gungave të karbideve.

- Sensorët automatikë të kontrollit: Monitoroni presionin, temperaturën dhe nivelin e ujit.

- Valvulat e sigurisë dhe arrestorët: Parandalojnë prapambetjet dhe shpërthimet.

2. Kondensatori

Ftohtë gazin e nxehtë të acetilenit të gjeneruar për të parandaluar dekompozimin dhe për të përmirësuar sigurinë.

3. Pastrues i amoniakut

Heq amoniakun dhe papastërtitë e tjera të gazta nga acetileni.

4. tharëse

Heq lagështinë nga gazi i acetilenit për të parandaluar gërryerjen dhe për të përmirësuar pastërtinë.

5. Cilindrat e kompresorit dhe ruajtjes

Kompreson gazin e acetilenit dhe ruan atë tretur në aceton brenda cilindrave të dizajnuar posaçërisht për të siguruar trajtimin e sigurt.

Pastrimi dhe ruajtja e acetilenit

Acetileni i prodhuar nga karbidi i kalciumit përmban papastërti të tilla si amoniaku, fosfina dhe avulli i ujit. Hapat e pastrimit përfshijnë:

- Kondensimi: Gazi ftohës për të hequr avullin e ujit.

- Pastrimi: Përdorimi i pastruesve për të hequr amoniakun dhe fosfinën.

- Tharje: Kalimi i gazit përmes agjentëve të tharjes si kloruri i kalciumit.

- Kompresimi: presion i acetilenit dhe shpërndarja e tij në aceton për ruajtje të sigurt.

Cilindrat e ruajtjes janë krijuar për të mbajtur acetilen të tretur në aceton nën presion, duke minimizuar rreziqet e shpërthimit.

Masat e sigurisë në prodhimin e acetilenit

Acetileni është shumë i ndezshëm dhe shpërthyes në kushte të caktuara. Konsideratat e sigurisë përfshijnë:

- Kontrolli i temperaturës: Reagimi ekzotermik gjeneron nxehtësi; Sistemet e ftohjes parandalojnë mbinxehjen.

- Monitorimi i presionit: Për të shmangur ndërtimin e gazit dhe shpërthimet.

- Përdorimi i arresuesve të flashit: Për të parandaluar përhapjen e flakës përsëri në gjenerator.

- Kontrolli i cilësisë së karbidit të kalciumit: papastërtitë si fosfori dhe hekuri mund të shkaktojnë reagime të rrezikshme anësore.

- Ruajtja e duhur: Cilindrat e ruajtur në zona të ventiluara dhe të ftohta larg burimeve të ndezjes.

- Protokollet e Trajtimit: Procedura të rrepta për ushqimin e karbidit të kalciumit dhe ujit për të kontrolluar shkallën e reagimit.

Aplikimet e acetilenit të prodhuara nga karbidi i kalciumit

- Saldimi dhe prerja: Saldimi oksi-acetilen përdor temperaturën e lartë të flakës së acetilenit.

- Sinteza kimike: Acetileni është një pararendës për plastikën (PVC), fibrat sintetike dhe kimikatet organike.

- Metalurgjia: Përdoret në karburizimin dhe ngurtësimin e flakës së çelikut.

- Ndriçimi: Përdoret historikisht në llamba karbide.

- Përdorime të tjera industriale: ngrohja e flakës, spërkatja termike dhe prodhimi kimik.

Zhvillimi historik i prodhimit të acetilenit nga karbidi i kalciumit

Zbulimi i karbidit të kalciumit dhe përdorimi i tij në prodhimin e acetilenit daton nga fundi i shekullit të 19 -të. Thomas L. Willson është kredituar me shpikjen e karbidit të kalciumit në 1892, i cili revolucionarizoi prodhimin e gazit të acetilenit. Fillimisht, acetileni u prodhua nga reaksioni i karbidit të kalciumit me ujë në llamba karbide në shkallë të vogël të përdorura për ndriçim. Me kalimin e kohës, procesi u industrializua, duke çuar në zhvillimin e gjeneratorëve të mëdhenj të acetilenit dhe përdorim të gjerë në saldimin dhe industritë kimike.

Kjo perspektivë historike nënvizon rëndësinë e karbidit të kalciumit në evolucionin e gazrave industrialë dhe rëndësinë e tij të vazhdueshme pavarësisht teknologjive më të reja.

Konsideratat mjedisore në prodhimin e acetilenit

Ndërsa prodhimi i acetilenit nga karbidi i kalciumit është efikas, është e rëndësishme të merret parasysh ndikimi i tij në mjedis. Prodhimi i karbidit të kalciumit në vetvete kërkon konsum të lartë të energjisë për shkak të procesit të furrës së harkut elektrik, i cili lëshon dioksid karboni dhe gazra të tjerë serë.

Për më tepër, hidroksidi i kalciumit nënprodukt duhet të menaxhohet siç duhet për të shmangur ndotjen mjedisore. Përparimet në riciklimin dhe menaxhimin e mbeturinave kanë përmirësuar qëndrueshmërinë e këtij procesi. Hulumtimi po vazhdon për të zhvilluar metoda më të gjelbërta për prodhimin e karbidit të kalciumit dhe gjenerimin e acetilenit.

Tendencat dhe risitë e ardhshme

Industria e acetilenit po evoluon me risitë që synojnë përmirësimin e sigurisë, efikasitetit dhe gjurmës së mjedisit. Teknologjitë e reja të katalizatorit dhe lëndët e para alternative po hulumtohen për të zvogëluar besimin në karbidin tradicional të kalciumit.

Për më tepër, monitorimi dixhital dhe automatizimi në gjeneratorët e acetilenit përmirësojnë kontrollin dhe sigurinë e procesit. Integrimi i burimeve të energjisë së rinovueshme në prodhimin e karbidit të kalciumit është gjithashtu një zonë premtuese për uljen e emetimeve të karbonit.

Përfundim

Prodhimi i acetilenit nga karbidi i kalciumit mbetet një proces kritik industrial për shkak të efikasitetit, efektivitetit të kostos dhe shkathtësisë së tij. Reagimi i hidrolizës midis karbidit të kalciumit dhe ujit prodhon gaz acetileni, i cili më pas pastrohet dhe ruhet i sigurt për aplikime të ndryshme. Megjithë shfaqjen e metodave alternative të prodhimit të acetilenit, prodhimi i bazuar në karbid kalciumi përdoret ende gjerësisht, veçanërisht në rajone me burime të bollshme të karbidit të kalciumit. Kontrolli i duhur i kushteve të reagimit dhe masave të sigurisë siguron acetilen me cilësi të lartë dhe minimizon rreziqet që lidhen me këtë gaz shumë të djegshëm.

Pyetjet e bëra më shpesh (FAQ)

1. Si prodhohet gazi acetilen nga karbidi i kalciumit?

Gazi i acetilenit prodhohet duke reaguar karbidin e kalciumit (CAC₂) me ujë (H₂O), duke rezultuar në acetilen (C₂H₂) dhe hidroksid kalciumi (CA (OH) ₂). Reagimi është:

CAC ₂+2H ₂O → C ₂H ₂+CA (OH)₂

Ky reagim është ekzotermik dhe ndodh në një gjenerator acetileni në kushte të kontrolluara.

2. Cilat pajisje janë thelbësore për prodhimin e acetilenit nga karbidi i kalciumit?

Pajisjet kryesore përfshijnë një gjenerator të acetilenit (me hopper, agjent, sensorë), kondensator, pastrues amoniaku, tharëse, kompresor dhe cilindra të ruajtjes së acetilenit. Këto përbërës sigurojnë prodhim, pastrim dhe ruajtje të sigurt dhe efikase të gazit të acetilenit.

3. Cilat masa paraprake të sigurisë janë të nevojshme gjatë prodhimit të acetilenit?

Masat e sigurisë përfshijnë kontrollin e temperaturës dhe presionit të reagimit, përdorimin e arresuesve të flashit, sigurimin e pastërtisë së karbidit të kalciumit për të shmangur papastërtitë, ruajtjen e duhur të cilindrave të acetilenit dhe monitorimin e vazhdueshëm të pajisjeve për të parandaluar shpërthimet.

4. Cilat papastërti gjenden në acetilen të prodhuara nga karbidi i kalciumit, dhe si hiqen ato?

Papastërtitë e tilla si amoniaku, fosfina dhe avulli i ujit janë të zakonshme. Ato hiqen përmes pastrimit (pastruesve të amoniakut), kondensimit (ftohjes) dhe tharjes (duke përdorur klorur kalciumi ose agjentë të tjerë të tharjes) për të siguruar pastërtinë e acetilenit.

5. Pse preferohet karbidi i kalciumit për prodhimin e acetilenit?

Karbidi i kalciumit ofron efikasitet të lartë të reagimit, kosto të ulët të prodhimit dhe fleksibilitet në shkallën e prodhimit. Shtë e lehtë për tu ruajtur dhe transportuar në krahasim me metodat e tjera të prodhimit të acetilenit, duke e bërë atë të përdoret gjerësisht globalisht, veçanërisht në industritë kimike dhe saldimi.

Citimet:

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

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

[3] https://www.tjtywh.com/a-the-mportance-of-acetilene-calcium-carbide-in-industrial

[4] https:

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

[6] https://www.acetileneplant.net/technology/process-decription-of-acetilene-pant/

[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-s

[10] https://www.tjtywh.com/how-to-ensure-safety-in-acetilene-prodhimi

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

[12] https:

[13] https:

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

[15] https:

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

[17] https:

[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/produc

[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.acetileneplant.net/technology/production-process-of-acetilene/

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

[26] https:

[27] https:

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

[29] https://www.sciedirect.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/acetilene-generators

[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

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

[43] https:

[44] https:

[45] https:

[46] https://camachem

[47] https://guide.resumegemini.com/interviews/top-10-questions-for-acetilene-pant-technician-interview/

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

[49] https:

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

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

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

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

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

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