เมนูเนื้อหา
การแนะนำ
แคลเซียมคาร์ไบด์คืออะไร?
การผลิตแคลเซียมคาร์ไบด์
- วิธีเตาอาร์คไฟฟ้า
การสร้างอะเซทิลีนจากผงแคลเซียมคาร์ไบด์
- ปฏิกิริยาเคมี
- วิธีการผลิตอะเซทิลีน
- กระบวนการเปียก
- กระบวนการแห้ง
- คำอธิบายกระบวนการในโรงงานก๊าซอะเซทิลีน
การใช้ประโยชน์จากอุตสาหกรรมของอะเซทิลีน
- การเชื่อมและตัด
- การผลิตสารเคมี
- อุตสาหกรรมเหล็ก
- แอปพลิเคชันอื่น ๆ
มาตรการความปลอดภัย
- เงื่อนไขที่ควบคุม
- การระบายอากาศ
- อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล (PPE)
- พื้นที่จัดเก็บ
- การทดลอง
บทสรุป
คำถามที่พบบ่อย
- 1. สูตรเคมีของแคลเซียมคาร์ไบด์คืออะไร?
- 2. ก๊าซอะเซทิลีนผลิตจากแคลเซียมคาร์ไบด์ได้อย่างไร?
- 3. แอพพลิเคชั่นอุตสาหกรรมหลักของอะเซทิลีนคืออะไร?
- 4. ควรใช้ความระมัดระวังด้านความปลอดภัยอะไรบ้างเมื่อจัดการกับแคลเซียมคาร์ไบด์?
- 5. ความแตกต่างระหว่างกระบวนการเปียกและแห้งของการผลิตอะเซทิลีนคืออะไร?
การอ้างอิง:
การแนะนำ
แคลเซียมคาร์ไบด์ CAC 2หรือที่รู้จักกันในชื่อแคลเซียมอะเซทิลีนเป็นสารประกอบทางเคมีที่ใช้เป็นหลักสำหรับการผลิตก๊าซอะเซทิลีนและแคลเซียมไซยาไมด์ [3] Acetylene ทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบสำคัญในการใช้งานอุตสาหกรรมต่าง ๆ รวมถึงการเชื่อมการตัดและการสังเคราะห์สารเคมีเช่น PVC [2] [7] บทความนี้สำรวจการใช้งานของ ผง แคลเซียมคาร์ไบด์ สำหรับการผลิตอะเซทิลีนวิธีการผลิตการใช้งานอุตสาหกรรมและมาตรการความปลอดภัย
แคลเซียมคาร์ไบด์คืออะไร?
แคลเซียมคาร์ไบด์เป็นสารประกอบทางเคมีที่มีสูตร 2[3] แคลเซียมคาร์ไบด์เกรดทางเทคนิคมักจะประกอบด้วย 80–85% ของ CAC 2โดยส่วนที่เหลือคือ CAO (แคลเซียมออกไซด์), CA 3P 2(แคลเซียมฟอสฟอรัส), CAS (แคลเซียมซัลไฟด์), Ca 3N 2(แคลเซียมไนไตรด์), Sic (ซิลิกอนคาร์ไบด์) และ C (คาร์บอน) [3] มันเป็นของแข็งสีเทา-ขาวที่ทำปฏิกิริยากับน้ำอย่างแรงในการผลิตก๊าซอะเซทิลีน [10] สิ่งสกปรกในแคลเซียมคาร์ไบด์เกรดทางเทคนิคให้กลิ่นที่ไม่พึงประสงค์ที่ชวนให้นึกถึงกระเทียมในที่ที่มีความชื้นร่องรอย [3]
การผลิตแคลเซียมคาร์ไบด์
แคลเซียมคาร์ไบด์ผลิตในอุตสาหกรรมในเตาอาร์คไฟฟ้าจากส่วนผสมของมะนาว (แคลเซียมออกไซด์) และโค้ก (แหล่งคาร์บอน) ที่ประมาณ 2,200 ° C (3,990 ° F) [3] ปฏิกิริยาคือความร้อนด้วยความร้อนซึ่งต้องการ 460 kJ ต่อโมลและอุณหภูมิสูงเพื่อขับออกจากคาร์บอนมอนอกไซด์ [3]
ปฏิกิริยาเคมีคือ: [3]
CAO + 3C → CAC 2 + CO
ผลิตภัณฑ์คาร์ไบด์ที่เกิดขึ้นมักจะมีแคลเซียมคาร์ไบด์ประมาณ 80% โดยน้ำหนัก [3] คาร์ไบด์จะถูกบดเป็นก้อนเล็ก ๆ ตั้งแต่ไม่กี่มิลลิเมตรถึง 50 มม. เนื้อหา CAC 2 ถูกกำหนดโดยการวัดปริมาณอะเซทิลีนที่เกิดจากการไฮโดรไลซิส [3]
วิธีเตาอาร์คไฟฟ้า
วิธีการเตาอาร์คไฟฟ้าที่ค้นพบในปี 1892 เกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนส่วนผสมของ Quicklime และโค้กที่อุณหภูมิสูง กระบวนการนี้ต้องการพลังงานที่สำคัญและมาตรการความปลอดภัยที่เข้มงวดเนื่องจากลักษณะการเกิดปฏิกิริยาของผลิตภัณฑ์ [2]
การสร้างอะเซทิลีนจากผงแคลเซียมคาร์ไบด์
ปฏิกิริยาเคมี
การผลิตอะเซทิลีนจากแคลเซียมคาร์ไบด์เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาทางเคมีกับน้ำ เมื่อแคลเซียมคาร์ไบด์ CAC 2 ทำปฏิกิริยากับน้ำ H 2O มันจะผลิตก๊าซอะเซทิลีน C 2H 2 และแคลเซียมไฮดรอกซิเดก้า (OH) 2[5] [9]
CAC 2 + 2H 2O → C 2H 2 + CA (OH)2
ปฏิกิริยานี้เป็นคายความร้อนสร้างความร้อนเมื่อพันธะเคมีระหว่างอะตอมแคลเซียมและคาร์บอนสลายตัว [7] ต้องควบคุมความร้อนเพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไปและอันตรายที่อาจเกิดขึ้น
วิธีการผลิตอะเซทิลีน
การผลิตอะเซทิลีนจากแคลเซียมคาร์ไบด์สามารถทำได้ผ่านกระบวนการเปียกหรือแห้ง [1]
กระบวนการเปียก
ในกระบวนการเปียกแคลเซียมคาร์ไบด์จะถูกเติมลงในน้ำในสภาพแวดล้อมที่ควบคุม ปฏิกิริยาจะผลิตก๊าซอะเซทิลีนและแคลเซียมไฮดรอกไซด์เป็นผลพลอยได้ วิธีนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากความเรียบง่ายและความสะดวกในการควบคุม [4] อัตราการไหลของก๊าซได้รับการจัดการโดยสวิตช์ความดันที่ควบคุมการให้อาหารของแคลเซียมคาร์ไบด์ การผสมอย่างต่อเนื่องทำได้โดยใช้พายหมุนภายในเครื่องปฏิกรณ์ [4]
หลังจากการผลิตก๊าซจะถูกทำให้เย็นลงในห้องสเปรย์ขัดถูเพื่อกำจัดสิ่งสกปรกและแห้ง [4]
กระบวนการแห้ง
ในกระบวนการแห้งน้ำจะถูกพ่นลงบนแคลเซียมคาร์ไบด์ วิธีนี้เป็นเรื่องธรรมดาน้อยกว่า แต่สามารถใช้ในการใช้งานอุตสาหกรรมเฉพาะ
คำอธิบายกระบวนการในโรงงานก๊าซอะเซทิลีน
โรงงานก๊าซอะเซทิลีนมักจะประกอบด้วยส่วนประกอบหลายอย่างที่มีบทบาทสำคัญในการผลิตอะเซทิลีน [6]
1. เครื่องกำเนิดไฟฟ้า: แคลเซียมคาร์ไบด์ผสมกับน้ำเพื่อผลิตก๊าซอะเซทิลีน เครื่องกำเนิดไฟฟ้ารวมถึงเซ็นเซอร์ควบคุมอัตโนมัติ, ตัวป้อน, กรวย, กวนและผู้จับกุม [11]
2. คอนเดนเซอร์: สิ่งนี้ทำให้ก๊าซอะเซทิลีนเย็นลงในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า [11]
3. แอมโมเนียสครับ: สิ่งนี้จะกำจัดแอมโมเนียออกจากกระแสอะเซทิลีนก่อนการทำให้บริสุทธิ์ [11]
4. หอคอยบริสุทธิ์: ก๊าซอะเซทิลีนผ่านหอบริสุทธิ์เพื่อกำจัดสิ่งสกปรกเช่นไฮโดรเจนซัลไฟด์และฟอสฟีน [1]
5. คอมเพรสเซอร์: ก๊าซอะเซทิลีนถูกดันโดยใช้คอมเพรสเซอร์ [1]
6. ตัวคั่นน้ำและเครื่องเป่าน้ำมัน: การทำให้บริสุทธิ์และการคายน้ำเพิ่มเติมเกิดขึ้นที่นี่ [1]
7. กระบอกสูบอะเซทิลีน: ก๊าซอะเซทิลีนที่บริสุทธิ์จะถูกเติมลงในกระบอกเหล็กที่มีอะซิโตนเพื่อสร้างอะเซทิลีนที่ละลายในการเก็บรักษาและการขนส่งที่ปลอดภัย [1]
การใช้ประโยชน์จากอุตสาหกรรมของอะเซทิลีน
อะเซทิลีนที่ผลิตจากแคลเซียมคาร์ไบด์มีการใช้งานอุตสาหกรรมมากมาย [2]
การเชื่อมและตัด
ก๊าซอะเซทิลีนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการเชื่อมโลหะการตัดและการประสานเนื่องจากอุณหภูมิสูงและความเสถียรของเปลวไฟ [2] [10]
การผลิตสารเคมี
อะเซทิลีนเป็นวัตถุดิบที่สำคัญสำหรับการผลิตสารเคมีต่าง ๆ รวมถึงไวนิลคลอไรด์สำหรับการผลิตพีวีซี, อะเซทิลีนดำและยางสังเคราะห์ [2] [7] [10] ในประเทศจีนอะเซทิลีนจากแคลเซียมคาร์ไบด์เป็นวัตถุดิบหลักสำหรับอุตสาหกรรมเคมีโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตพีวีซี [3]
อุตสาหกรรมเหล็ก
ในอุตสาหกรรมเหล็กแคลเซียมคาร์ไบด์ใช้ในการกำจัดเหล็กของเหล็กซึ่งทำปฏิกิริยากับสิ่งเจือปนกำมะถันเพื่อสร้างแคลเซียมซัลไฟด์ซึ่งจะถูกลบออกจากเหล็กหลอมเหลว [2] [10]
แอปพลิเคชันอื่น ๆ
แคลเซียมคาร์ไบด์ยังใช้ในการผลิตแคลเซียมไซยาไมด์ซึ่งเป็นปุ๋ย [3] ในบางภูมิภาคมันถูกใช้เป็นตัวแทนที่สุกงอมสำหรับผลไม้แม้ว่าการฝึกนี้จะทำให้เกิดปัญหาสุขภาพ [10]
มาตรการความปลอดภัย
ปฏิกิริยาระหว่างแคลเซียมคาร์ไบด์และน้ำนั้นมีความร้อนสูงและผลิตก๊าซอะเซทิลีนไวไฟได้ มาตรการความปลอดภัยเป็นสิ่งจำเป็นในการป้องกันอุบัติเหตุ [2]
เงื่อนไขที่ควบคุม
ปฏิกิริยาควรดำเนินการภายใต้เงื่อนไขที่ควบคุมด้วยเซ็นเซอร์ความดันและอุณหภูมิรวมถึงวาล์วที่ไม่กลับมา [11]
การระบายอากาศ
การระบายอากาศที่เพียงพอเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อป้องกันการสะสมของก๊าซอะเซทิลีนซึ่งสามารถสร้างส่วนผสมที่ระเบิดด้วยอากาศ
อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล (PPE)
คนงานควรสวมใส่ PPE ที่เหมาะสมรวมถึงถุงมือหน้ากากใบหน้าและแว่นตาป้องกันเพื่อหลีกเลี่ยงการสัมผัสกับแคลเซียมคาร์ไบด์และผลพลอยได้ [4]
พื้นที่จัดเก็บ
แคลเซียมคาร์ไบด์ควรเก็บไว้ในพื้นที่แห้งและระบายอากาศได้ดีห่างจากความชื้นและแหล่งที่มาของการจุดระเบิด
การทดลอง
การทดลองที่เกี่ยวข้องกับแคลเซียมคาร์ไบด์และน้ำควรดำเนินการภายใต้การดูแลอย่างมืออาชีพเนื่องจากความเสี่ยงของการระเบิด [5]
บทสรุป
ผงแคลเซียมคาร์ไบด์เป็นวัตถุดิบที่สำคัญในการผลิตอะเซทิลีนซึ่งเป็นก๊าซที่มีการใช้งานอุตสาหกรรมที่หลากหลาย ปฏิกิริยาระหว่างแคลเซียมคาร์ไบด์และน้ำเป็นวิธีที่ดีสำหรับการสร้างอะเซทิลีนที่ใช้ในการเชื่อมการสังเคราะห์ทางเคมีและการทำเหล็ก ในขณะที่กระบวนการนี้มีประสิทธิภาพ แต่ก็ต้องมีการยึดมั่นอย่างเข้มงวดต่อโปรโตคอลความปลอดภัยเนื่องจากลักษณะความร้อนของปฏิกิริยาและความไวของก๊าซอะเซทิลีน การจัดการที่เหมาะสมการจัดเก็บและการระบายอากาศเป็นสิ่งสำคัญในการป้องกันอุบัติเหตุและให้แน่ใจว่าสภาพแวดล้อมการทำงานที่ปลอดภัย
คำถามที่พบบ่อย
1. สูตรเคมีของแคลเซียมคาร์ไบด์คืออะไร?
สูตรเคมีของแคลเซียมคาร์ไบด์คือ CAC 2[3]
2. ก๊าซอะเซทิลีนผลิตจากแคลเซียมคาร์ไบด์ได้อย่างไร?
ก๊าซอะเซทิลีนผลิตโดยการทำปฏิกิริยาแคลเซียมคาร์ไบด์กับน้ำ สมการทางเคมีคือ:
CAC 2 + 2H 2O → C 2H 2 + CA (OH) 2[5] [9]
3. แอพพลิเคชั่นอุตสาหกรรมหลักของอะเซทิลีนคืออะไร?
อะเซทิลีนส่วนใหญ่ใช้ในการเชื่อมและตัดการผลิตสารเคมีเช่นพีวีซีและในอุตสาหกรรมเหล็กสำหรับ desulfurization [2] [7] [10]
4. ควรใช้ความระมัดระวังด้านความปลอดภัยอะไรบ้างเมื่อจัดการกับแคลเซียมคาร์ไบด์?
ข้อควรระวังด้านความปลอดภัยรวมถึงการทำปฏิกิริยาภายใต้เงื่อนไขที่ควบคุมทำให้มั่นใจได้ว่าการระบายอากาศที่เพียงพอใช้อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลและการจัดเก็บแคลเซียมคาร์ไบด์ในที่แห้ง [4] [11]
5. ความแตกต่างระหว่างกระบวนการเปียกและแห้งของการผลิตอะเซทิลีนคืออะไร?
ในกระบวนการเปียกแคลเซียมคาร์ไบด์จะถูกเติมลงในน้ำในขณะที่อยู่ในกระบวนการแห้งน้ำจะถูกพ่นลงบนแคลเซียมคาร์ไบด์ [1] กระบวนการเปียกมักใช้กันทั่วไปเนื่องจากความเรียบง่ายและความสะดวกในการควบคุม [4]
การอ้างอิง:
[1] https://www.tjtywh.com/acetylene-generation.html
[2] https://www.tjtywh.com/a-the-uses-and-production-of-acetylene-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-characterists-calcium-carbide-and-its-r/
[6] https://rexarc.com/blog/know-how-acetylene-is-produced-in-acetylene-plant/
[7] https://www.tjtywh.com/a-the-role-of-acetylene-calcium-carbide-in- Industrial-applications.html
[8] https://www.acetylenegasplant.com/description.php
[9] https://www.alzchem.com/en/company/news/calcium-carbide-for-acetylene-production/
[10] https://www.nanorh.com/product/calcium-carbide-powder/
[11] https://rexarc.com/blog/calcium-carbide-for-acetylene-production/
[12] https://tianyuanweihong.en.made-in-china.com/product/nwfauqobjmvy/china-buy-calcium-carbide-for-acetylene-production-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/acetylene-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.acetylenegasplant.com/acetylene-gas.php
[21] https://www.sciencesource.com/2449635-calcium-carbide-reacts-with-water-4-of-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/acetylene-gas-plant.html
[26] https://www.sciencesource.com/2418691-calcium-carbide-reacts-with-water-stock-video-rights-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-reaction-water.html
[31] https://www.alamy.com/stock-photo/calcium-carbide.html
