มุมมอง: 222 ผู้แต่ง: Hazel เผยแพร่เวลา: 2025-04-25 Origin: เว็บไซต์
เมนูเนื้อหา
ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับแคลเซียมคาร์ไบด์และก๊าซอะเซทิลีน
พื้นฐานทางเคมีสำหรับการใช้แคลเซียมคาร์ไบด์ในการผลิตอะเซทิลีน
- ความหนาแน่นของพลังงานและอุณหภูมิเปลวไฟ
กระบวนการผลิตอุตสาหกรรมของก๊าซอะเซทิลีนจากแคลเซียมคาร์ไบด์
- ขั้นตอนที่ 1: การผลิตแคลเซียมคาร์ไบด์
- ขั้นตอนที่ 2: การสร้างก๊าซอะเซทิลีน
- ขั้นตอนที่ 3: การทำให้บริสุทธิ์และการบีบอัดก๊าซ
การประยุกต์ใช้ก๊าซอะเซทิลีนที่ผลิตจากแคลเซียมคาร์ไบด์
ข้อดีของการใช้แคลเซียมคาร์ไบด์สำหรับการผลิตอะเซทิลีน
ข้อควรพิจารณาด้านความปลอดภัยในการผลิตอะเซทิลีนโดยใช้แคลเซียมคาร์ไบด์
Visual Aids: ภาพประกอบและไดอะแกรม
- 2. ผังงานการผลิตอะเซทิลีนจากแคลเซียมคาร์ไบด์
- 3. แผนผังเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอะเซทิลีน
- 4. การตั้งค่าการเชื่อม Oxy-acetylene
ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและความยั่งยืนในการผลิตแคลเซียมคาร์ไบด์และอะเซทิลีน
นวัตกรรมและแนวโน้มในอนาคตในการผลิตอะเซทิลีน
คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับการผลิตแคลเซียมคาร์ไบด์และก๊าซอะเซทิลีน
- 1. ปฏิกิริยาทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับการผลิตก๊าซอะเซทิลีนจากแคลเซียมคาร์ไบด์คืออะไร?
- 2. ทำไมแคลเซียมคาร์ไบด์ถึงเป็นที่ต้องการมากกว่าวัตถุดิบอื่น ๆ สำหรับการผลิตอะเซทิลีน?
- 3. การใช้ก๊าซอะเซทิลีนที่เกิดจากแคลเซียมคาร์ไบด์คืออะไร?
- 4. ความปลอดภัยจะมั่นใจได้อย่างไรในระหว่างการผลิตอะเซทิลีนจากแคลเซียมคาร์ไบด์?
- 5. ปัจจัยใดที่มีผลต่อความบริสุทธิ์และผลผลิตของก๊าซอะเซทิลีนจากแคลเซียมคาร์ไบด์?
แคลเซียมคาร์ไบด์ (CAC₂) เป็นสารประกอบทางเคมีที่สำคัญในการผลิตอุตสาหกรรมของก๊าซอะเซทิลีน (C₂H₂) ซึ่งเป็นก๊าซที่หลากหลายและอุดมไปด้วยพลังงานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในภาคต่างๆต่างๆรวมถึงการเชื่อมการสังเคราะห์เคมีโลหะและการก่อสร้าง บทความนี้สำรวจว่าทำไม แคลเซียมคาร์ไบด์ เป็นวัตถุดิบที่ต้องการสำหรับการผลิตก๊าซอะเซทิลีนโดยมีรายละเอียดกระบวนการทางเคมีที่เกี่ยวข้องการใช้งานอุตสาหกรรมข้อดีข้อควรพิจารณาด้านความปลอดภัยผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมนวัตกรรมและโอกาสในอนาคต ภาพประกอบอย่างมากมายพร้อมไดอะแกรมและแผนผังแผนภูมิกระบวนการคู่มือที่ครอบคลุมนี้ยังสรุปด้วยส่วนคำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับการสืบค้นทั่วไปที่เกี่ยวข้องกับแคลเซียมคาร์ไบด์และการผลิตอะเซทิลีน
แคลเซียมคาร์ไบด์เป็นผลึกสีขาวเป็นสีเทาที่ผลิตจากความร้อนด้วยความร้อนมะนาว (CAO) และโค้ก (คาร์บอน) ในเตาอาร์คไฟฟ้าที่อุณหภูมิสูงกว่า 2,000 ° C ปฏิกิริยาสร้างแคลเซียมคาร์ไบด์และคาร์บอนมอนอกไซด์:
CAO +3C → CAC 2+CO
เมื่อแคลเซียมคาร์ไบด์ทำปฏิกิริยากับน้ำมันจะสร้างก๊าซอะเซทิลีนและแคลเซียมไฮดรอกไซด์เป็นผลพลอยได้:
CAC 2+2H 2O → C 2H 2+CA (OH)2
ปฏิกิริยานี้มีความร้อนสูงและเป็นพื้นฐานของการผลิตก๊าซอะเซทิลีนจากแคลเซียมคาร์ไบด์
โครงสร้างทางเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ของแคลเซียมคาร์ไบด์ช่วยให้สามารถตอบสนองต่อน้ำได้อย่างง่ายดายปล่อยก๊าซอะเซทิลีนอย่างมีประสิทธิภาพ ปฏิกิริยานั้นง่ายควบคุมได้และให้ปริมาณก๊าซอะเซทิลีนในปริมาณสูงต่อหน่วยของแคลเซียมคาร์ไบด์ที่ใช้ แคลเซียมคาร์ไบด์คุณภาพสูงที่มีสิ่งสกปรกต่ำทำให้มั่นใจได้ว่าผลผลิตก๊าซและความบริสุทธิ์สูงสุดซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการใช้งานอุตสาหกรรม
ก๊าซอะเซทิลีนที่เกิดจากการเผาไหม้แคลเซียมคาร์ไบด์ที่มีอุณหภูมิเปลวไฟสูงมาก (สูงถึง 3200 ° C เมื่อรวมกับออกซิเจน) ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเชื่อมการตัดและการผลิตโลหะ เปลวไฟอุณหภูมิสูงนี้เป็นผลมาจากพลังงานที่เก็บไว้ในพันธะแคลเซียมคาร์บอนในแคลเซียมคาร์ไบด์ซึ่งปล่อยออกมาเมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำ
- วัตถุดิบ: หินปูน (Caco₃) และโค้ก (คาร์บอน)
- กระบวนการ: ให้ความร้อนในเตาอาร์คไฟฟ้าที่ ~ 2000 ° C
- เอาท์พุท: แคลเซียมคาร์ไบด์และก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์
- แคลเซียมคาร์ไบด์ถูกป้อนเข้าสู่เครื่องกำเนิดอะเซทิลีนที่เต็มไปด้วยน้ำ
- ปฏิกิริยากับน้ำผลิตก๊าซอะเซทิลีนและสารละลายแคลเซียมไฮดรอกไซด์
- ก๊าซอะเซทิลีนจะถูกทำให้เย็นลงแห้งและทำให้บริสุทธิ์เพื่อกำจัดสิ่งสกปรกเช่นไฮโดรเจนซัลไฟด์และฟอสฟีน
- ก๊าซอะเซทิลีนผ่านคอนเดนเซอร์และเครื่องอบแห้ง (มักจะใช้แคลเซียมคลอไรด์ที่ปราศจากน้ำ)
- เครื่องฟอกขจัดสิ่งสกปรกเพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพของก๊าซสูง
- ในที่สุดก๊าซจะถูกบีบอัดและเก็บไว้ในกระบอกสูบที่มีอะซิโตนและวัสดุที่มีรูพรุนเพื่อรักษาเสถียรภาพของอะเซทิลีน
ก๊าซอะเซทิลีนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการเชื่อมออกซิเจนและการตัดเนื่องจากอุณหภูมิเปลวไฟสูงและการเผาไหม้ที่สะอาด ช่วยให้การเข้าร่วมและตัดโลหะที่แม่นยำจำเป็นในการก่อสร้างยานยนต์และอุตสาหกรรมการผลิต
Acetylene เป็นสารตั้งต้นที่สำคัญในการผลิตสารเคมีอินทรีย์ต่าง ๆ เช่นไวนิลคลอไรด์ (สำหรับการผลิตพีวีซี), อะคริโลนิทรีล, ไวนิลอะซิเตท, อะซิตัลดีไฮด์และกรดอะซิติก สารเคมีเหล่านี้เป็นพื้นฐานสำหรับพลาสติกเส้นใยสังเคราะห์กาวและการเคลือบ
แคลเซียมคาร์ไบด์และก๊าซอะเซทิลีนถูกนำมาใช้ในการทำเหล็กเพื่อ desulfurization และ deoxidation ปรับปรุงคุณภาพของเหล็กโดยการกำจัดสิ่งสกปรก
ก๊าซอะเซทิลีนใช้สำหรับการตัดโลหะและการเชื่อมในการทำเหมืองและสำหรับเครื่องมือการผลิตการผลิตซึ่งได้รับประโยชน์จากการพกพาและพลังงานสูง
อะเซทิลีนสามารถแปลงเป็นเอทิลีนฮอร์โมนพืชที่ใช้ควบคุมการทำให้สุกของผลไม้ยืดอายุการเก็บรักษาและปรับปรุงผลผลิตทางการเกษตร
ความได้เปรียบ ในการผลิตอะเซทิลีน | คำอธิบาย |
---|---|
ผลผลิตก๊าซสูง | แคลเซียมคาร์ไบด์คุณภาพสูงผลิตอะเซทิลีนต่อหน่วยได้มากขึ้นเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ |
การควบคุมความบริสุทธิ์ | แคลเซียมคาร์ไบด์ที่ไม่เจือปนต่ำช่วยให้มั่นใจได้ถึงความบริสุทธิ์ของอะเซทิลีนสูงซึ่งสำคัญสำหรับการใช้งานที่ละเอียดอ่อน |
ความคุ้มค่า | แคลเซียมคาร์ไบด์มีราคาไม่แพงและง่ายต่อการขนส่งลดต้นทุนการผลิต |
ปฏิกิริยาที่อุดมด้วยพลังงาน | ปฏิกิริยาคายความร้อนจะปล่อยความร้อนอย่างมีนัยสำคัญช่วยให้กระบวนการประหยัดพลังงาน |
ความอเนกประสงค์ | อะเซทิลีนที่ผลิตสามารถใช้ในอุตสาหกรรมที่หลากหลายตั้งแต่การเชื่อมจนถึงการผลิตสารเคมี |
ปฏิกิริยาระหว่างแคลเซียมคาร์ไบด์และน้ำเป็นความร้อนสูงปล่อยความร้อนที่อาจทำให้เกิดเงื่อนไขที่เป็นอันตรายหากไม่ได้ควบคุมอย่างเหมาะสม ก๊าซอะเซทิลีนนั้นมีความไวและระเบิดอย่างมากซึ่งต้องการโปรโตคอลความปลอดภัยที่เข้มงวดในการผลิตการจัดเก็บและการขนส่ง
มาตรการความปลอดภัยที่สำคัญ ได้แก่ :
- ระบบควบคุมอุณหภูมิด้วยการระบายความร้อนเพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไป
- การใช้อุปกรณ์ป้องกันประกายและตัวยึดแฟลช
- การตรวจสอบความดันและระดับน้ำอย่างต่อเนื่อง
- การจัดเก็บอะเซทิลีนที่เหมาะสมในกระบอกสูบที่เต็มไปด้วยอะซิโตนพร้อมฟิลเลอร์ที่มีรูพรุนเพื่อรักษาเสถียรภาพของก๊าซ
cac₂ + 2h₂o→C₂h₂ + ca (OH) ₂ + ความร้อน
- วัตถุดิบ (มะนาว + โค้ก) →เตาอาร์คไฟฟ้า→แคลเซียมคาร์ไบด์
- แคลเซียมคาร์ไบด์ + น้ำ→ก๊าซอะเซทิลีน + แคลเซียมไฮดรอกไซด์
- การระบายความร้อนด้วยก๊าซ→การอบแห้ง→การทำให้บริสุทธิ์→การบีบอัด→การจัดเก็บ
- Hopper แคลเซียมคาร์ไบด์
- อ่างเก็บน้ำ
- หอการค้าปฏิกิริยากับ agitator
- เต้าเสียบแก๊สพร้อมคอนเดนเซอร์และเครื่องทำให้แห้ง
- วาล์วความปลอดภัยและตัวจับแฟลช
- ทรงกระบอกอะเซทิลีน
- ถังออกซิเจน
- คบเพลิงเชื่อมพร้อมกับการควบคุมเปลวไฟ
ในขณะที่อุตสาหกรรมทั่วโลกก้าวไปสู่การปฏิบัติที่ยั่งยืนผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของการผลิตแคลเซียมคาร์ไบด์และการสร้างก๊าซอะเซทิลีนกำลังได้รับความสนใจ กระบวนการผลิตเกี่ยวข้องกับการใช้พลังงานสูงเนื่องจากการทำงานของเตาอาร์คไฟฟ้าซึ่งปล่อยคาร์บอนมอนอกไซด์และก๊าซเรือนกระจกอื่น ๆ อย่างไรก็ตามความก้าวหน้าในด้านประสิทธิภาพการใช้พลังงานและเทคโนโลยีการควบคุมการปล่อยมลพิษกำลังช่วยลดผลกระทบเหล่านี้
การรีไซเคิลแคลเซียมไฮดรอกไซด์ผลพลอยได้และการปรับใช้วัตถุดิบให้เหมาะสมมีส่วนช่วยในการลดของเสีย ยิ่งไปกว่านั้นก๊าซอะเซทิลีนเมื่อใช้อย่างมีประสิทธิภาพในการเชื่อมและตัดสามารถลดการใช้พลังงานเมื่อเทียบกับก๊าซเชื้อเพลิงอื่น ๆ รองรับการดำเนินงานอุตสาหกรรมสีเขียว
การวิจัยยังคงปรับปรุงการผลิตแคลเซียมคาร์ไบด์และก๊าซอะเซทิลีนโดยมุ่งเน้นไปที่การลดรอยเท้าด้านสิ่งแวดล้อมและเพิ่มความปลอดภัย นวัตกรรมรวมถึงการพัฒนาวัตถุดิบทางเลือกการออกแบบเตาที่ดีขึ้นสำหรับการใช้พลังงานที่ลดลงและวิธีการทำให้บริสุทธิ์ขั้นสูงเพื่อเพิ่มคุณภาพอะเซทิลีน
การรวมกันของการตรวจสอบดิจิตอลและระบบอัตโนมัติในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอะเซทิลีนช่วยเพิ่มการควบคุมกระบวนการลดความเสี่ยงและปรับปรุงประสิทธิภาพ แนวโน้มเหล่านี้บ่งบอกถึงอนาคตที่มีแนวโน้มสำหรับการผลิตอะเซทิลีนที่ยั่งยืนและปลอดภัยจากแคลเซียมคาร์ไบด์
แคลเซียมคาร์ไบด์เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในการผลิตอุตสาหกรรมของก๊าซอะเซทิลีนเนื่องจากคุณสมบัติทางเคมีที่เป็นเอกลักษณ์การเกิดปฏิกิริยาสูงและความคุ้มค่า ปฏิกิริยาของแคลเซียมคาร์ไบด์กับน้ำผลิตก๊าซอะเซทิลีนอย่างมีประสิทธิภาพซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเชื่อมการตัดการสังเคราะห์เคมีโลหะโลหะและการใช้งานอุตสาหกรรมอื่น ๆ อีกมากมาย แคลเซียมคาร์ไบด์คุณภาพสูงทำให้เกิดผลผลิตก๊าซและความบริสุทธิ์ที่เหนือกว่าเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ แม้จะมีความเสี่ยงโดยธรรมชาติที่เกี่ยวข้องกับการติดไฟของอะเซทิลีนและปฏิกิริยาคายความร้อน แต่มาตรการความปลอดภัยที่เข้มงวดและการออกแบบอุปกรณ์ขั้นสูงทำให้การผลิตอะเซทิลีนจากแคลเซียมคาร์ไบด์เป็นกระบวนการอุตสาหกรรมที่เชื่อถือได้และแพร่หลาย เนื่องจากความต้องการอะเซทิลีนยังคงเติบโตอย่างต่อเนื่องแคลเซียมคาร์ไบด์ยังคงเป็นวัตถุดิบที่สำคัญการผลักดันนวัตกรรมและความยั่งยืนในการผลิตก๊าซอะเซทิลีน
แคลเซียมคาร์ไบด์ทำปฏิกิริยากับน้ำในการผลิตก๊าซอะเซทิลีนและแคลเซียมไฮดรอกไซด์ดังแสดงโดยสมการ:
CAC 2+2H 2O → C 2H 2+CA (OH)2
ปฏิกิริยานี้เป็นคายความร้อนและเป็นพื้นฐานของการผลิตก๊าซอะเซทิลีน
แคลเซียมคาร์ไบด์เป็นที่ต้องการเพราะมันทำปฏิกิริยาได้อย่างง่ายดายและมีประสิทธิภาพด้วยน้ำเพื่อให้ได้รับก๊าซอะเซทิลีนสูง มันประหยัดค่าใช้จ่ายง่ายต่อการจัดเก็บและขนส่งและผลิตอะเซทิลีนที่มีสิ่งสกปรกน้อยลงเมื่อเทียบกับวิธีอื่น ๆ เช่นการแตกร้าวด้วยความร้อน
ก๊าซอะเซทิลีนส่วนใหญ่ใช้ในการเชื่อมและการตัดออกซิเจน, การสังเคราะห์สารเคมีสำหรับพลาสติกและเส้นใยสังเคราะห์, โลหะวิทยาสำหรับ desulfurization เหล็ก, การดำเนินการขุดและการใช้งานทางการเกษตรสำหรับการผลิตเอทิลีน
ความปลอดภัยได้รับการรับรองผ่านการควบคุมอุณหภูมิอย่างเข้มงวดเพื่อจัดการความร้อนปฏิกิริยาคายความร้อนการใช้อุปกรณ์กันประกายไฟจับแฟลชระบบตรวจสอบอย่างต่อเนื่องและการจัดเก็บอะเซทิลีนที่เหมาะสมในกระบอกสูบที่มีความเสถียรเพื่อป้องกันการระเบิด
ปริมาณคุณภาพและสิ่งเจือปนของแคลเซียมคาร์ไบด์ส่งผลโดยตรงต่อความบริสุทธิ์และผลผลิตของก๊าซอะเซทิลีน แคลเซียมคาร์ไบด์ที่มีความบริสุทธิ์สูงที่มีกำมะถันต่ำฟอสฟอรัสและสิ่งสกปรกเหล็กให้ผลผลิตที่สูงขึ้นของก๊าซอะเซทิลีนที่บริสุทธิ์ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการใช้งานอุตสาหกรรม
[1] https://www.tjtywh.com/a-the-portance-of-acetylene-calcium-carbide-in- Industrial-applications.html
[2] https://www.tjtywh.com/the-core-role-and-wardates-of-calcium-carbide-in-acetylene-production.html
[3] https://tianyuanweihong.en.made-in-china.com/product/yxtjfbkvgipt/china-high-quality-calcium-carbide-for-acetylene-gas-welding-anplications.html
[4] https://www.alzchem.com/fileadmin/marken/technische_gase/20220924_technical_gases_2-seiter_web.pdf
[5] http://enggyd.blogspot.com/2012/03/acetylene-production-process-using.html
[6] https://www.tjtywh.com/common-faqs-about-calcium-carbide-10-key-questions-customers-care-about.html
[7] https://www.doubtnut.com/qna/46932710
[8] https://www.hitechgas.com/acetylene/acetylene-plants/how-acetylene-plant-produce-acetylene/
[9] https://www.tjtywh.com/how-to-ensure-safety-in-acetylene-production-using-calcium-carbide.html
[10] https://www.tjtywh.com/a-the-uses-and-production-of-acetylene-calcium-carbide.html
[11] https://www.tjtywh.com/a-the-role-of-acetylene-calcium-carbide-in- Industrial-applications.html
[12] https://ocw.mit.edu/courses/22-033-nuclear-systems-design-project-fall-2011/4a2d1059fade1cce993afc566d35e42d_mit22_0333
[13] https://rexarc.com/blog/know-how-acetylene-is-produced-in-acetylene-plant/
[14] https://www.alzchem.com/en/company/news/calcium-carbide-for-acetylene-production/
[15] https://www.acetyleneplant.net/technology/process-description-of-acetylene-plant/
[16] https://rexarc.com/blog/calcium-carbide-for-acetylene-production/
[17] https://en.wikipedia.org/wiki/calcium_carbide
[18] https://rexarc.com/blog/know-how-acetylene-is-produced-in-acetylene-plant/
[19] https://www.acs.org/education/whatischemistry/landmarks/calciumcarbideacetylene.html
[20] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0306261924011504
[21] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0959652621032443
[22] https://air-source.com/blog/industrial-and-commercial-acetylene-gas-applications/
[23] https://www.eiga.eu/uploads/documents/doc226.pdf
[24] https://www.fortunebusinessinsights.com/blog/calcium-carbide-market-9577
[25] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0306261922013964
[26] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/0471238961.0103052013011425.A01
[27] https://cdn.intratec.us/docs/reports/previews/acetylene-e31a-b.pdf
[28] https://www.eiga.eu/uploads/documents/doc241.pdf
[29] https://melscience.com/us-en/articles/chemical-characterists-calcium-carbide-and-its-r/
[!
[31] https://www.gettyimages.com/photos/calcium-carbide
[32] https://www.istockphoto.com/photos/oxygen-acetylene-welding-cutting
[33] https://www3.epa.gov/ttnchie1/ap42/ch11/final/c11s04.pdf
[34] https://www.alamy.com/stock-photo/calcium-carbide-and-water.html
[35] https://www.acetylenegasplant.com/acetylene-gas.php
[36] https://www.shutterstock.com/search/acetylene-welding
[37] https://www.shutterstock.com/search/calcium-carbide
[38] https://camachem.com/es/blog/post/frequently-asked-question-about-calcium-carbide
[39] https://www.vedantu.com/question-answer/prepare-acetylene-from-calcium-carbide-class-11-chemistry-cbse-5f853c4444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444
[40] https://www.airproducts.co.uk/gases/acetylene/acetylene-faqs
[41] https://sathee.prutor.ai/article/chemistry/chemistry-calcium-carbide/
[42] https://www.bocgases.co.uk/files/facts_about_acetylene.pdf
[43] https://www.eiga.eu/uploads/documents/doc023h.pdf
[44] https://www.acetylenegasplant.com/faq.php
[45] https://www.acetylenegasplant.com/safety.php
[46] https://www.vedantu.com/chemistry/calcium-carbide
[47] https://www.alamy.com/stock-photo/calcium-reaction-water.html
[48] https://zh.wikipedia.org/zh-cn/en:Acetylene
[49] https://byjus.com/chemistry/calcium-carbide/
[50] https://www.alamy.com/stock-photo/oxy-fuel-cutting.htm