Menu nội dung
● Giới thiệu
● Canxi cacbua là gì?
● Sản xuất cacbua canxi
>> Phương pháp lò hồ quang điện
● Tạo ra acetylene từ bột cacbua canxi
>> Phản ứng hóa học
>> Phương pháp sản xuất acetylene
>>> Quá trình ướt
>>> Quá trình khô
>> Mô tả quá trình trong các nhà máy khí acetylene
● Sử dụng công nghiệp acetylene
>> Hàn và cắt
>> Sản xuất hóa chất
>> Công nghiệp thép
>> Các ứng dụng khác
● Các biện pháp an toàn
>> Điều kiện được kiểm soát
>> Thông gió
>> Thiết bị bảo vệ cá nhân (PPE)
>> Kho
>> Thử nghiệm
● Phần kết luận
● Câu hỏi thường gặp
>> 1. Công thức hóa học của cacbua canxi là gì?
>> 2. Khí acetylen được sản xuất từ cacbua canxi như thế nào?
>> 3. Các ứng dụng công nghiệp chính của acetylene là gì?
>> 4. Nên thực hiện các biện pháp phòng ngừa an toàn nào khi xử lý canxi cacbua?
>> 5. Sự khác biệt giữa quá trình sản xuất acetylene ướt và khô là gì?
● Trích dẫn:
Giới thiệu
Canxi cacbua CAC 2, còn được gọi là canxi acetylide, là một hợp chất hóa học chủ yếu được sử dụng để sản xuất khí acetylen và canxi cyanamide [3]. Acetylen đóng vai trò là một thành phần quan trọng trong các ứng dụng công nghiệp khác nhau, bao gồm hàn, cắt và tổng hợp các hóa chất như PVC [2] [7]. Bài viết này khám phá việc sử dụng Bột canxi cacbua để sản xuất acetylen, phương pháp sản xuất, ứng dụng công nghiệp và các biện pháp an toàn.
Canxi cacbua là gì?
Canxi cacbua là một hợp chất hóa học với Formulacac 2[3]. Carbide canxi cấp kỹ thuật thường bao gồm 80 Hàng85% CAC 2, với phần còn lại là CaO (canxi oxit), CA 3P 2(canxi phosphide), CAS (canxi sulfide), Ca 3n 2(canxi nitride), sic (silicon cacbide) và c (carbon) [3]. Nó là một chất rắn trắng xám phản ứng mạnh mẽ với nước để tạo ra khí acetylen [10]. Các tạp chất trong cacbua canxi cấp kỹ thuật tạo ra một mùi khó chịu gợi nhớ đến tỏi với sự hiện diện của độ ẩm theo dõi [3].
Sản xuất cacbua canxi
Canxi cacbua được sản xuất công nghiệp trong lò hồ quang điện từ hỗn hợp vôi (canxi oxit) và than cốc (nguồn carbon) ở khoảng 2.200 ° C (3.990 ° F) [3]. Phản ứng là nhiệt, đòi hỏi 460 kJ mỗi mol và nhiệt độ cao để loại bỏ carbon monoxide [3].
Phản ứng hóa học là: [3]
CaO + 3c → CAC 2 + CO
Sản phẩm cacbua thu được thường chứa khoảng 80% cacbua canxi theo trọng lượng [3]. Các cacbua sau đó được nghiền thành các cục nhỏ hơn, từ vài milimet lên đến 50 mm. Hàm lượng CAC 2 được xác định bằng cách đo lượng acetylen được tạo ra khi thủy phân [3].
Phương pháp lò hồ quang điện
Phương pháp lò hồ quang điện, được phát hiện vào năm 1892, liên quan đến việc làm nóng hỗn hợp Quicklime và Coke ở nhiệt độ cao. Quá trình này đòi hỏi các biện pháp an toàn đáng kể và an toàn nghiêm ngặt do tính chất phản ứng của sản phẩm [2].
Tạo ra acetylene từ bột cacbua canxi
Phản ứng hóa học
Việc sản xuất acetylen từ canxi cacbua liên quan đến phản ứng hóa học với nước. Khi canxi cacbua CAC 2 phản ứng với nước H 2o, nó tạo ra khí acetylen C 2H 2 và canxi hydroxideca (OH) 2[5] [9].
CAC 2 + 2H 2O → C 2H 2 + CA (OH)2
Phản ứng này là tỏa nhiệt, tạo ra nhiệt khi liên kết hóa học giữa các nguyên tử canxi và carbon bị phá vỡ [7]. Nhiệt cần được kiểm soát để ngăn ngừa quá nóng và các mối nguy tiềm ẩn.
Phương pháp sản xuất acetylene
Sản xuất acetylene từ cacbua canxi có thể được thực hiện thông qua quá trình ướt hoặc khô [1].
Quá trình ướt
Trong quá trình ẩm ướt, canxi cacbua được thêm vào nước trong môi trường được kiểm soát. Phản ứng tạo ra khí acetylen và canxi hydroxit như một sản phẩm phụ. Phương pháp này được sử dụng rộng rãi do tính đơn giản và dễ kiểm soát của nó [4]. Tốc độ dòng khí được quản lý bởi các công tắc áp suất điều chỉnh việc cho ăn canxi cacbua. Trộn liên tục đạt được bằng cách sử dụng các mái chèo xoay trong lò phản ứng [4].
Sau khi sản xuất, khí được làm mát trong buồng phun, chà để loại bỏ tạp chất và sấy khô [4].
Quá trình khô
Trong quá trình khô, nước được phun vào cacbua canxi. Phương pháp này ít phổ biến hơn nhưng có thể được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp cụ thể.
Mô tả quá trình trong các nhà máy khí acetylene
Các nhà máy khí acetylene thường bao gồm một số thành phần đóng vai trò quan trọng trong sản xuất acetylen [6].
1. Máy phát điện: Canxi cacbua được trộn với nước để tạo ra khí acetylen. Máy phát điện bao gồm các cảm biến điều khiển tự động, bộ cấp nguồn, phễu, máy khuấy và bộ khởi động [11].
2. CONDENSER: Điều này làm mát khí acetylen được tạo ra trong máy phát [11].
3. Máy chà càng lớn: Điều này loại bỏ amoniac khỏi luồng acetylen trước khi tinh chế [11].
4. Tháp tinh chế: Khí acetylen đi qua tháp tinh chế để loại bỏ các tạp chất như hydro sunfua và phosphine [1].
5. Máy nén: Khí acetylen được điều áp bằng máy nén [1].
6. Dầu phân và máy sấy dầu: Tinh chế và mất nước hơn nữa xảy ra ở đây [1].
7. Xi lanh acetylen: Khí acetylen tinh khiết được lấp đầy vào các xi lanh thép chứa acetone để tạo thành acetylen hòa tan để lưu trữ và vận chuyển an toàn [1].
Sử dụng công nghiệp acetylene
Acetylen được sản xuất từ canxi cacbua có nhiều ứng dụng công nghiệp [2].
Hàn và cắt
Khí acetylen được sử dụng rộng rãi trong hàn kim loại, cắt và hàn do nhiệt độ cao và độ ổn định của ngọn lửa [2] [10].
Sản xuất hóa chất
Acetylen là một nguyên liệu thô quan trọng để sản xuất các hóa chất khác nhau, bao gồm vinyl clorua để sản xuất PVC, màu đen acetylen và cao su tổng hợp [2] [7] [10]. Ở Trung Quốc, acetylene từ canxi cacbua là nguyên liệu chính cho ngành công nghiệp hóa chất, đặc biệt là sản xuất PVC [3].
Công nghiệp thép
Trong ngành thép, canxi cacbua được sử dụng trong quá trình khử lưu huỳnh, phản ứng với tạp chất lưu huỳnh để tạo thành canxi sulfide, sau đó được loại bỏ khỏi thép nóng chảy [2] [10].
Các ứng dụng khác
Canxi cacbua cũng được sử dụng trong sản xuất canxi cyanamide, phân bón [3]. Ở một số khu vực, nó được sử dụng như một tác nhân chín cho trái cây, mặc dù thực tiễn này làm tăng mối quan tâm về sức khỏe [10].
Các biện pháp an toàn
Phản ứng giữa cacbua canxi và nước rất tỏa nhiệt và tạo ra khí acetylen dễ cháy. Các biện pháp an toàn là rất cần thiết để ngăn ngừa tai nạn [2].
Điều kiện được kiểm soát
Phản ứng nên được tiến hành trong các điều kiện được kiểm soát với các cảm biến áp suất và nhiệt độ, cũng như các van không quay lại [11].
Thông gió
Thông gió đầy đủ là cần thiết để ngăn chặn sự tích tụ của khí acetylen, có thể tạo thành hỗn hợp nổ với không khí.
Thiết bị bảo vệ cá nhân (PPE)
Công nhân nên đeo PPE thích hợp, bao gồm găng tay, mặt nạ và kính bảo vệ, để tránh tiếp xúc với canxi cacbua và các sản phẩm phụ của nó [4].
Kho
Canxi cacbua nên được lưu trữ trong một khu vực khô, thông thoáng, cách xa độ ẩm và các nguồn đánh lửa tiềm năng.
Thử nghiệm
Các thí nghiệm liên quan đến canxi cacbua và nước chỉ nên được tiến hành dưới sự giám sát chuyên nghiệp do nguy cơ nổ [5].
Phần kết luận
Bột canxi cacbua là một nguyên liệu thô quan trọng trong việc sản xuất acetylene, một loại khí với các ứng dụng công nghiệp trên phạm vi rộng. Phản ứng giữa cacbua canxi và nước là một phương pháp được thiết lập tốt để tạo ra acetylen, được sử dụng trong hàn, tổng hợp hóa học và sản xuất thép. Mặc dù quá trình này là hiệu quả, nó đòi hỏi phải tuân thủ nghiêm ngặt các giao thức an toàn do tính chất tỏa nhiệt của phản ứng và tính dễ cháy của khí acetylen. Xử lý, lưu trữ và thông gió đúng cách là rất quan trọng để ngăn ngừa tai nạn và đảm bảo môi trường làm việc an toàn.
Câu hỏi thường gặp
1. Công thức hóa học của cacbua canxi là gì?
Công thức hóa học của cacbua canxi là CAC 2[3].
2. Khí acetylen được sản xuất từ cacbua canxi như thế nào?
Khí acetylen được sản xuất bằng cách phản ứng cacbua canxi với nước. Phương trình hóa học là:
CAC 2 + 2H 2O → C 2H 2 + CA (OH) 2[5] [9]
3. Các ứng dụng công nghiệp chính của acetylene là gì?
Acetylene chủ yếu được sử dụng trong hàn và cắt, sản xuất các hóa chất như PVC và trong ngành thép để khử lưu huỳnh [2] [7] [10].
4. Nên thực hiện các biện pháp phòng ngừa an toàn nào khi xử lý canxi cacbua?
Các biện pháp phòng ngừa an toàn bao gồm tiến hành phản ứng trong điều kiện được kiểm soát, đảm bảo thông gió đầy đủ, sử dụng thiết bị bảo vệ cá nhân và lưu trữ canxi cacbua ở nơi khô ráo [4] [11].
5. Sự khác biệt giữa quá trình sản xuất acetylene ướt và khô là gì?
Trong quá trình ẩm ướt, canxi cacbua được thêm vào nước, trong khi trong quá trình khô, nước được phun vào cacbua canxi [1]. Quá trình ướt được sử dụng phổ biến hơn do tính đơn giản và dễ kiểm soát [4].
Trích dẫn:
[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-enn
.
[7] https://www.tjtywh.com/a-the-role-of-acetylene-calcium-carbide-in-industrial-applications.html
[8] https://www.acetylenegasplant.com/descrip.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-prodion
[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/document/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=
[2
[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
