溶解乙炔生产中的问题与对策

介绍了溶解乙炔生产过程各工序遇到的主要问题及解决方法

６０河北化工２００６年第１期

溶解乙炔生产中的问题与对策

柳鑫华，梁英华，吴卫华

（河北理工大学，河北唐山０６３０２１）

［摘

要］介绍了溶解乙炔生产过程各工序遇到的主要问题及解决方法。

［关键词］溶解乙炔；问题；对策［中图分类号］ＴＱ２２１．２４＋２

［文献标识码］Ｂ

［文章编号］１００３－５０９５（２００６）０１－００６０－０２

在我国溶解乙炔气瓶的推广使用已有近２０年

的历史。目前全国已拥有溶解乙炔生产厂家５００多家，然而许多厂家的生产工艺落后，在操作、安全、消防、环保、质量达标等方面存在问题。因此国家实施生产许可证制度，定期检查，不合格的厂家不许生产。目的是保障溶解乙炔的安全生产。１乙炔气的发生工序

电石的主要成分是碳化钙。碳化钙对水的化学活性很强，用水分解碳化钙可生成乙炔和氢氧化钙，并放出大量的热，反应式如下：

ＣａＣ２＋２Ｈ２Ｏ＝Ｃａ（ＯＨ）２＋Ｃ２Ｈ２↑

次氯酸钠法。次氯酸钠作清净剂的反应原理如下：

ＰＨ３＋４ＮａＣｌＯ＝Ｈ３ＰＯ４＋４ＮａＣｌ

Ｈ２Ｓ＋４ＮａＣｌＯ＝Ｈ２ＳＯ４＋４ＮａＣｌＳｉＨ４＋４ＮａＣｌＯ＝ＳｉＯ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ＮａＣｌＡｓＨ３＋４ＮａＣｌＯ＝Ｈ３ＡｓＯ４＋２Ｈ２Ｏ＋４ＮａＣｌ

工业电石除含ＣａＣ２外，还含有ＣａＯ、ＣａＳ、Ｃａ３Ｎ２、Ｃａ３Ｐ２、Ｃａ２Ｓｉ、Ｃａ３Ａｓ２游离碳等杂质。因此，发生器排出

ＰＨ３、ＮＨ３的粗乙炔气体中含有上述副反应产生的Ｈ２Ｓ、

等杂质气体。水解反应生成大量的氢氧化钙副产物，使系统呈碱性。由于Ｈ２Ｓ在水中溶解度大于磷化氢，使粗乙炔气中有较多的磷化氢及较少的硫化氢，磷化物尚能以Ｐ２Ｈ４形式存在，它在空气中自燃。由于电石水解是一强烈的放热反应，故分解速度不宜太快，而且必须有效地将反应热排出，否则可能发生局部过热引起爆炸的危险。电石的最主要的质量指标是“发气量”，即用水分解１ｋｇ电石时能放出的气态乙炔在标准状态下的体积。工业电石的发气量要求为３００Ｌ以上。电石水解速度与两相接触面的大小有关，即电石颗粒越小，与水的接触面越大，水解速度就越快。水解速度太快，易发生局部过热而引起乙炔分解和热聚，而发生爆炸。而水解反应缓慢，降低了设备的生产能力，发生器底部间歇排出渣浆中容易夹带未水解的电石，而造成浪费。一般采用８—２５ｍｍ的块度。另外，电石水解速度与其纯度有关，因此，一定要严格控制进厂电石的质量。２乙炔气的净化工序

目前，乙炔气的净化方法主要有次氯酸钠法、氯水法、浓硫酸法、三氯化铁干粉法。而采用最多的是

［收稿日期］２００５－０９－１５［作者简介］柳鑫华（１９７１－），女，在读硕士，从事计算化工与

环境化工方面的研究

关于液体清净剂次氯酸钠溶液浓度和ｐＨ值的选择，主要考虑到清净效果及安全因素两个方面。试验结果表明，当次氯酸钠溶液有效氯在０．０５％以下、ｐＨ值在８以上，则清净（氧化）效果下降。而当有效氯在０．１５％以上（特别在低ｐＨ值时），容易生成氯乙炔而发生爆炸。当有效氯达到０．２５％以上时，无论在气相还是在液相中，均容易发生激烈反应而爆炸，阳光将促进这一反应过程。上述氯乙炔是极不稳定的化合物，遇空气也易着火和爆炸。对于有效氯（含量为０．０６％—０．１５％）的多次试验，未发现爆炸现象，且清净效果在中性或微碱性时也较好。此外，对有效氯含量０．０６％—０．１５％的ＮａＣｌＯ溶液的清净系统进行直接补加１％左右浓ＮａＣｌＯ试验，发现有火花及爆炸发生。因此，根据上述诸因素以及采样测定有效氯的可能错差，塔内ＮａＣｌＯ溶液的有效氯含量不低于０．０６％，而补充新鲜溶液的有效氯控制在０．０８１％—０．１２％范围内，ｐＨ值在７—８为宜。３综合工序

主要对回收瓶和新瓶检验及丙酮的补加工作。３．１新气瓶进厂的检验

（１）按气瓶检验规程进行外观检查；（２）检查合格证，填加登记卡，加胶圈；（３）抽真空达规定压力３０ｍｉｎ；（４）按要求补加丙酮，允许误差值为±０．５ｋｇ／瓶；（５）加丙酮３ｄ后充氮气进行置换；（６）氮气置换后含氧体积分数≤０．３％时进行乙炔置换。３．２回收瓶的处理

（１）检查钢瓶类别标志是否清楚；（２）安全附件是否齐全；（３）是否超过使用期限和检修期限；（４）瓶阀有无泄露丙酮或乙炔现象；（５）口是否损坏或松动；（６）瓶身是否有磕碰划损。３．３丙酮充装量的计算

Ｗ＝０．３８δＶ

介绍了溶解乙炔生产过程各工序遇到的主要问题及解决方法

柳鑫华等：溶解乙炔生产中的问题与对策６１

为填料孔隙率（％）；Ｗ为丙酮质量（ｋｇ）；δＶ为乙

炔瓶实际容积（Ｌ）。

充装丙酮后，必须对丙酮充装量进行复核，允差±０．５ｋｇ，超差的乙炔瓶必须进行处理。

乙炔瓶充装前，必须根据乙炔瓶净重、实重和剩余乙炔重量，确定丙酮补加量。丙酮补加量按下式计算：丙酮补加量＝乙炔瓶净重＋剩余乙炔量－乙炔瓶实重。剩余乙炔重量按下式计算：

（Ｐｓ＋１）×１０－３Ｇｓ＝０．４８γＢδＶ

为乙炔的密度（ｋｇ／ｍ３）；γＢ为乙炔在丙酮中的溶解度；Ｐｓ为乙炔剩余压力（Ｐａ）。

补加丙酮后，必须对丙酮充装量进行复核，允差±０．５ｋｇ，超差的乙炔瓶应进行处理。乙炔瓶在周转使用中，丙酮损耗量较大，需要经常补充，补加丙酮超差现象时有发生，超装后乙炔瓶的处理是一件难度较大的工作。目前国内往往采取加热蒸发法处理，这种方法是利用丙酮沸点低（１０１ｋＰａ时为５６．２℃）的特点，将乙炔瓶置于热水中恒温加热至７５℃，使其内的丙酮蒸发溢出（或真空抽取）。４压缩工序

本工序主要是对净化后的乙炔气进行压缩，对乙炔气的温度、压力的控制。（上接第１１页）

乙炔气进气温度＜３０℃，排气温度＜９０℃；进气

压力≥２ｋＰａ；冷却水温度＜２５℃；干燥器每隔２ｈ排污一次；水封压力≥２ｋＰａ。５充装工序

精乙炔气压力≤２．５ＭＰａ；充装重量５—７ｋｇ／瓶；一次充装，乙炔流速≤０．６ｍ３／ｈ瓶；二次充装，乙炔流速≤０．８ｍ３／ｈ瓶；充装温度＜４０℃；不同环境温度下冲装的乙炔瓶静置压力的最大值见表１。

环境温度／℃

－１０

－５

０

表１５１０

１５２０２５３０３５４０

静置压力／ＭＰａ０．７０．８０．９１．０５１．２１．４１．６１．８２．０２．２５２．５

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

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充装过程中对充气架、钢瓶进行检查，遇不正常情况及时处理；乙炔阀门的开启必须缓慢；检查瓶壁温度，及时开冷却水；冬季不需开冷却水时，也要定时喷洒地面防止空气干燥，造成静电不能消除。６结束语

由于乙炔气体在高温、加压或有某些物质存在时，具有强烈的爆炸能力，因此在生产乙炔气体时不仅对电石的粒度、纯度、水温进行严格控制，对生产乙炔时产生的杂质气体进行严格的清净，还要对生产过程中压缩气体的压力升高的速度、充装的气体流速等进行严格的控制，以确保乙炔的安全生产。

ＲｅｃｅｎｔＡｄｖａｎｃｅｓｉｎｔｈｅＳｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆＡｌｉｐｈａｔｉｃＡｌｃｏｈｏｌＰｏｌｙｏｘｙｅｔｈｙｌｅｎｅＥｔｈｅｒｓＳｕｌｆｏｎａｔｅａｓＳｕｒｆａｃｔａｎｔ

ＴＩＡＮＣｈｕｎ－ｙｏｕ１，２，ＬＵｙａｏ１，ＸＵＺｈｉ－ｄｏｎｇ２

（１．ＴｅｃｈｎｉｃａｌＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆｐｈｙｓｉｃｓａｎｄＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ０１００００，Ｃｈｉｎａ；２．ＨｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｄｏｇｙ，

Ｓｈｉｊｉａｚｈａｎｇ０５００１８，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｎｅｗａｄｖａｎｃｅｓｉｎｔｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆａｌｉｐｈａｔｉｃａｌｃｏｈｏｌｐｏｌｙｏｘｙｅｔｈｙｌｅｎｅｅｔｈｅｒｓｓｕｌｆｏｎａｔｅｓｕｒｆａｃｔａｎｔａｓｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｏｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｈｉｇｈｓａｌｔａｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄｉｎｔｈｉｓｒｅｖｉｅｗ，ｅａｃｈｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｈｅｒｅｈａｓｉｔｓｓｐｅｃｉａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ．Ｗｅｗｉｌｌｄｉｓｃｕｓｓｔｈｅｐｒｏｂａｂｉｌｉ－ｔｉｅｓｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｎｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｓｃａｌｅ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｌｉｐｈａｔｉｃａｌｃｏｈｏｌｐｏｌｙｏｘｙｅｔｈｙｌｅｎｅｅｔｈｅｒｓｓｕｌｆｏｎａｔｅ；ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ；ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ

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