乙炔发生工艺设计流程及原理.pdf

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1、.乙炔发生工艺流程及考前须知 1.1 工艺流程简述 经过工厂初步破碎后的合格电石粒径50mm，由工厂送入原料电石贮槽，经电动振动给料机将电石均匀地送入电石高效细碎机进展电石的再破碎，破碎后的电石自流进入斗式提升机，提升至电石振动筛进展筛分处理，合格粒径的电石进入成品电石贮槽后经螺旋输送机入成品电石提升机，通过斗式提升机送至电石一、二等级加料斗备用。电石振动筛筛分处理的粒径不合格的电石通过输送管进入电石高效细碎机进展再破碎。来自电石破碎系统经破碎、筛分处理的合格电石进入电石加料斗，通过双螺旋电石给料机将合格电石均匀地送入干式乙炔发生器，双螺旋电石给料机送来的电石从发生器侧面分别进入发生器的一、二

2、层。在发生器搅拌和相应的水喷射作用下，乙炔气体逸出，从发生器下部乙炔气出口排出，进入除尘冷却塔进展除尘和冷却处理。电石进入发生器一、二层后经搅拌从发生器中心孔下落至第三层，再经过搅拌从发生器三层层板的外周下落至发生器第四层层板，在第四层搅拌的作用下，四层层板上的电石从第四层层板中心孔落下至第五层，如此循环运动，最后电石灰渣从第十层中心孔排出，通过渣排出机的作用，电石渣被送入电石渣输送机，通过斗式提升机送入电石渣贮槽。根据工厂电石渣用途，作输送或外运处理。来自乙炔发生器的乙炔气通过自压进入除尘冷却塔进展除尘和冷却，除尘冷却塔除尘洗涤水是通过喷淋水泵经喷淋水冷却系统冷却后循环进入喷淋冷却塔进展洗涤

3、冷却的，喷淋冷却塔顶部喷淋水可以是来自清净工序的次氯酸钠废水。出除尘冷却塔的洗涤水，通过自流进入沉降池，清液通过冷却系统冷却后经喷淋水泵进入除尘冷却塔进展除尘和冷却喷淋。沉降池沉积的电石渣送入压滤系统处理，压滤系统所产清液送入清液池。发生水来自上水，通过发生水贮槽、发生水泵送入发生器。出除尘冷却塔的乙炔气经冷却后直接进入正水封送往下工序。出装置区的正、逆水封，由工厂根据乙炔气柜条件进展设置，以保证平安、正常的生产。1.2 控制原理表述.1.2.1 电石破碎及输送 参加到原料电石贮槽的电石输送是通过原料电石贮槽料位系统或称重系统给出的上、下限的信号进展自动控制的。原料电石贮槽电石到达上限时自动停

4、顿电石的输送，原料电石贮槽电石到达下限时自动开启电石输送。参加到成品电石贮槽的电石是通过成品电石贮槽料位系统或称重系统给出的上、下限信号进展自动控制的。成品电石贮槽电石到达上限时自动依次停顿电石的电机振动给料机、电石高效细碎机及后续的斗式提升机、振动筛。停顿动作的间隔时间根据系统测试后确定；成品电石贮槽电石到达下限时，自动依次开启振动筛、斗式提升机、电石高效细碎机和电机振动给料机，开启动作的间隔时间根据系统测试后确定。参加到电石一级加料斗的电石是通过电石一级加料斗称重系统给出的上、下限信号进展自动控制的。该加料斗要一直保持存料状态，其料位不得低于下限的设定值，以确保电石二级加料斗中的电石是装满

5、贮罐，在发生器中产生的乙炔气即使朝加料斗方向逆行流转，由于加料槽电石料层阻断了压力，并在二级加料斗上封入保证平安用的氮气，才能保证其平安运转。在电石一级加料斗电石到达上限时，自动依次停顿螺旋给料机、斗式提升机，反之则依次启动斗式提升机和螺旋给料机，其停顿和开启的间隔时间根据系统测试数据确定。1.2.2 电石破碎及输送的平安 为了防止发生器中产生的乙炔气朝着粉料方向逆行流转，在电石二级加料斗的上部必须封入保证平安的氮气，封入氮气的压力为大于发生器操作压力1.0Kpa。电石破碎和输送的系统必须要保持相应的密封，确保该系统一直处在正压氮气的保护之下，并根据生产地区的空气湿度情况确定电石破碎及输送系统

6、的氮气置换、排放周期。粉料设备的连接应尽可能选用法兰面直联的形式，振动设备电机振动给料机、振动筛这样的相对动态设备的联接应选择防止气体逸出的涂层帆布或橡胶软连接进展连接，以减少氮气的耗量。斗式提升机的下部均应配置氮气封入管，以确保系统氮气正压。1.2.3 乙炔干式发生 乙炔干式发生是在发生器完成的，发生器为圆柱体钢制设备，有 10 层层板和带有输送、搅拌功能的搅拌叶和搅拌棒，并在带有减速机的旋转轴作用下进.展运动。在第一段和第二段带有反响水喷射用的喷嘴各 6 个，在发生器顶部设有防爆平安口连接平安水封，在发生器的侧面设有检修口搅拌叶、搅拌棒调整口、温度计和压力计等底座。在发生器第三段带有反响水

7、辅助喷射用的喷嘴共 4 个。原料电石在发生器第一段和第二段外侧面投入，经过搅拌叶向中心移动搅拌，与上面呈雾状分布下来的反响水混合，不断产生乙炔气体，从中心部旋转轴周边下落到第三段层板上，经过搅拌叶向旋转轴外周方向移动搅拌，从第三段层板外周下落到第四段层板上、如此反复重复 Z 形移动，最后将反响完了的电石渣由第十段中心孔排到渣排出机。反响水并不仅仅发生乙炔，它会吸收反响热、蒸发，可以到达防止发生器温度上升的目的。发生器设置的第一、二段反响水喷射用喷嘴 6 个，设置为 3 组，每组 2 只，按照电石在一、二段旋转移动的方向，先接触电石的 2 个为第一组，其余依次分为第二组、第三组。第一组喷射水量占

8、总喷射水量的 45，第二组喷射水量占总喷射水量的 35，第三组喷射水量占总喷射水量的 20。喷射水量的多少，最终以控制电石渣含水 82为宜。发生器第三段二组共 4 个喷头的喷水装置是为辅助喷水而设定的。喷水量百分比的调节是通过现场金属转子流量计来控制的，每一段层的总的喷水量是通过调节阀和电磁流量计设定来完成的。电石进入发生器的输送量是通过调节电石螺旋给料机的转速来实现的。1.2.4 乙炔气洗涤和冷却 来自乙炔发生器的乙炔气通过两只带式绞龙从除尘冷却塔乙炔气进口进入，除尘冷却塔下部设置的两个带式绞龙是为了防止这一连接段电石灰渣的积聚，并把在这一区域积聚的电石灰渣推回到发生器，同时保证乙炔气通道的

9、畅通。进入除尘冷却塔的乙炔气通过塔中设立的喷头对其乙炔气进展喷淋洗涤。喷头的流量可以从流量计读出，也可以通过手阀进展流量调整。在除尘冷却塔底部设有防止电石渣沉淀的冲水口，进展冲水。除尘冷却塔喷淋洗涤水通过水密封从塔的下部排入洗涤水沉降池经沉降冷却后循环使用。1.2.5 电石渣的排出 渣排出机是电石渣排出的主要机器，该机器采用了反响式螺旋挤出机为主体.的特殊装置，通过渣排出机将干式乙炔发生器主体与电石渣输送机械及大气间进展了完全的密封。因此可以在乙炔气完全不会泄漏的情况下连续排出电石渣。渣排出机的主要局部是螺旋挤出机以及在顶端设计的密封回转式阀门。电石渣在两者的缝隙间排出，此缝隙是通过对螺旋顶端

10、电石渣的料封层，自动形成电石渣料封层的压力密闭的构造。通过渣排出机排出的电石渣送入电石渣输送机经斗式提升机送入电石渣贮罐。为防止电石渣中水蒸汽的冷凝板结，在电石渣贮罐底部设有送风装置，电石渣中水蒸汽及热量由送风系统从电石渣贮罐顶部排出。电石渣根据用途送入下一产品作为生产原料，或通过电石渣增湿排出机增湿后装车外运。乙炔发生器 型式：密闭式圆筒立式多层带搅拌 能力：12002600NM3/H 转速：14 转/分 尺寸：主体立筒 30005700H 材质：A3，一、二段搅拌叶堆焊耐磨材料 电机：防爆 37kw 主要耗材：搅拌叶、搅拌棒、喷头 保温：底部及侧面防止结露保温50mm。除尘冷却塔 型式：密

11、闭式、圆筒立式型 能力：2600 NM3/H 尺寸：16001380H 材质：A3 20 乙炔入口 型式：密闭式 2 螺旋 转速：10 转/分 尺寸：700全长 2200L 材质：A3 20 电机：防爆 1.1kw2 电机输出：10rpm 渣排出机 型式：密闭，反响构造 处理量：20T/H 转速：40 转/分.尺寸：3452801300 材质：A3 20 推进面及螺旋外周堆焊耐磨材料 电机：防爆，30kw 输出：40 转/分 主要耗材：耐磨处理螺旋 保温：防止结露保温50mm 乙炔冷却器 乙炔冷却器是为乙炔气二次冷却设置的，为列管式构造，乙炔气冷凝水通过水密封排入除尘冷却喷淋水受槽。1.3 原

12、料规格和装置能力 1.3.1 电石原料条件 粒度 50mm 发气量：20 101.3kpa l/kg 285 1.3.2 成品电石条件 粒度：03mm 粒度分布：01mm 50以上 发气量：20 101.3kpa l/kg 285 1.3.3 装置生产能力 C2H2发生量：2400 Nm3/H套 所有材料的选用不能有铜、汞、银类金属，因为铜、汞、银等金属与乙炔接触时会生成极易爆炸的乙炔铜、乙炔汞、乙炔银等化合物，故不能使用，包括设备和仪表。2、正常运转操作指南 2.1 电流值的管理 各机器在运转时的电流值实际上是装置在试运行和运行时的值作为标准值参考进展电流值的管理。a、无负荷电流值连接机器或

13、所有电机驱动件。b、负荷电流值正常运行时的电流值，负荷差异导致电流值变化。2.2、发生器工作压力 电石加料槽：氮气封入压力=发生器压力 0.51.0Kpa。发生器：4.06.0kpa 参考值，发生器工作压力与工厂乙炔气柜压力相关，宜尽可能降低发生器工作压力，并据此调整正、逆水封液位。2.3、乙炔温度 发生器气相温度：8795 度。.脱硫塔出口：45-50 度。发生器层板温度：150 度以下。水温 工艺水：25 度以下。循环冷却水：30 度以下。冷冻水：5 度以下。除尘冷却塔排水：8092 度。2.4、电石渣含水率 8.02wt。2.5、乙炔纯度 98以上正水封出口。95以上正水封出口，开车期纯

14、度，但不纯物为 N2。2.6、供水量 除尘冷却塔工艺水补充量：10 m3/HC2H2：2500N m3/H。循环冷却水：500 m3/HC2H2：2500N m3/H。2.7、氮气供给量 正常供给量：80 m3/H套 C2H2：2500N m3/H 置换供给量：150 m3/H套 2.8、氮气管理 a、电石加料斗 C2H2浓度管理 C2H2浓度 管理围 处理 判定 1.0以下 正常围 1.02.0 警界围 1、增加 N2封入压力 2、O2分析 2以下平安 b、电石破碎及输送系统 O2浓度 电石破碎及输送系统 O2浓度 3以下平安。2.9、工艺控制技术点 指标名称 指标 检测点 检测 方法 检测

15、频率 检测者 原料电石品位 280l/kg 电石料仓 化学 分析 1 次/天 分析工 氮气纯度 99.0 分配台 化学 2 次/天 分析工.分析 氮气压力 0.20.3mpa 分配台 压力 显示 1 次/1 小时 操作工 发生器压力 46kpa 发生器 压力 显示 1 次/0.5 小时 操作工 加料斗 N2封压力 发生器压力 0.51.0Kpa 加料斗 压力 显示 1 次/0.5 小时 操作工 发生器乙炔温度 8795 发生器 温度 显示 1 次/0.5 小时 操作工 发生器层板温度 150 发生器 温度 显示 1 次/0.5 小时 操作工 除尘排水温度 8092 喷淋水受槽 测量 1 次/4

16、 小时 操作工 发生水流量分配 45、35、20 发生水分配台 流量 显示 1 次/2 小时 操作工 发生水流量 按发气量计算 流量计 仪表 显示 1 次/0.5 小时 操作工 喷淋水流量 810 m3/H只 流量计 流量 显示 1 次/2 小时 操作工 乙炔气温度 4550 脱硫塔进口 温度 显示 1 次/0.5 小时 操作工 乙炔气流量 按电石加料量 脱硫塔出口 流量 显示 1 次/0.5 小时 操作工 乙炔气纯度 9810-2 脱硫塔出口 化学 分析 1 次/2 小时 分析工 乙炔气含硫-脱硫塔出口 化学 分析 1 次/2 小时 分析工 脱硫水 N2OH 浓度 510 脱硫水受槽 化学

17、分析 1 次/4 小时 分析工 电石渣含水 82 渣排出口 化学 分析 1 次/4 小时 分析工 电石渣含乙炔 2 渣排出口 化学 分析 1 次/4 小时 分析工 电石破碎机电流 按规定围 电流表 仪表 显示 1 次/0.5 小时 操作工 发生器搅拌电流 按规定围 电流表 仪表 显示 1 次/0.5 小时 操作工 加料螺旋电流 按规定围 电流表 仪表 显示 1 次/0.5 小时 操作工 渣排出机电流 按规定围 电流表 仪表 显示 1 次/0.5 小时 操作工 2、产品和原料 2.1 产品概述.乙炔俗称电石气，通常由碳化钙电石与水作用，发生水解反响制得；也可用石油馏分高温裂解而制得。乙炔可用于金

18、属焊接或切割，夜航标志灯等；大量用作石油化工原料，如：制造聚氯乙烯、氯丁橡胶、醋酸、醋酸乙烯酯等。2.2 产品及原料的物化性质：2.2.1 产品乙炔的物化性质 乙炔在常温常压下是比空气略轻，稍溶于水和有机溶剂的无色气体，工业生产的乙炔气因含有硫、磷等杂质而带有刺激性臭味。分子式为：C2H2，分子量为：26.038，构造式为：H-CC-H，沸点为：-83.6，凝固点为；-85。由于乙炔分子中的叁键构造的键能很低，致使乙炔气体很活泼，它可以与氢气、氯气、氯化氢、水等进展加成反响，还能在适当条件下发生二聚、三聚和四聚作用。此外更主要的是还能进展乙烯基化反响。乙炔易燃易爆，性能上和氢气很相似。乙炔在高

19、温、加压或*些物质存在时，具有强烈的爆炸能力。如：压力为 1.5Mpa 的气体温度超过 550即产生爆炸。乙炔与空气能在很宽的围2.3-8110-2形成爆炸混合物，爆炸迟滞时间只有 0.017秒，乙炔极易与氯气反响生成氯乙炔引起爆炸，爆炸产物为氯化氢和碳。乙炔与铜、银、汞极易生成相应的乙炔铜 CuCCCu、乙炔银 AgCCAg、乙炔汞 HgCCHg金属化合物，在干态下受到微小震动即可自行爆炸。乙炔气中混入一定比例的水蒸气、氮气或二氧化碳都能使其爆炸危险性减小，例如：乙炔：水蒸气1.15：1接近发生器生成的湿乙炔气通常无爆炸危险，也就是说，乙炔气在一定纯度下、操作压力、温度越高，越容易引起爆炸。

20、2.2.2 原料的物化性质：2.2.2.1 电石的物化性质：纯洁的碳化钙几乎是无色透明的结晶体，其分子式为：CaC2，分子量为：64.10。通常说的电石是指工业碳化钙，按其纯度不同有灰色、棕色、黄色、黑色之分，暴露在空气中吸收水分后即失去光泽，变成灰白色粉末，品质降低，最终变质失效。纯洁碳化钙密度为 2.22g/cm3纯度 8010-2的碳化钙密度为 2.324g/cm3，熔点2300纯度 8010-2的碳化钙熔点为 20003，碳化钙不溶于所有有机溶剂。碳化钙的化学性质活泼，能与许多气体、液体在适当的温度下发生化学反响。与水反响生成乙炔和氢氧化钙，并放出热量生成热：H298=14.12 千卡

21、/克分子。含杂质磷化钙过多的碳化钙遇水产生磷化氢，极易爆炸。.2.2.2.2 氢氧化钠的物化性质：氢氧化钠俗称烧碱、火碱、苛性钠，分子式为：NaOH，分子量为：40，是一种强碱，具有较强的腐蚀性，和酸性物质发生中和反响。其水溶液俗名液碱，为无色透明液体，是一种重要的根本化工原料。2.3 产品及原料的质量指标：2.3.1 产品乙炔的质量指标：乙炔纯度：9810-2 2.3.2 原料的质量指标：项 目 指 标 优等品 一等品 合格品 发生量20，1013kpa，1/kg 粒度 80-200 305 285 255 50-80 315 285 255 5-60 300 280 250 5-50 30

22、0 280 250 2.3.2.2 氢化氧钠的质量指标：溶液浓度：3010-2 2.4 生产工艺原理：电石参加发生器后和水即反响生成要乙炔气，水解反响方程式如下：CaC22H2O CaOH215.2 千卡/克分子 CaS2H2O CaOH2H2S Ca3N26 H2O 3CaOH22NH3 Ca3P2+6 H2O 3CaOH22PH3 Ca2Si+4H2O 2CaOH2SiH4 Ca3As2+6 H2O 3CaOH22AsH3 因此在发生器产生的粗乙炔气中，含有上述副反响产生的磷化氢、硫化氢、氨等杂质气体；由于电石水解生成大量氢氧化钙，形成碱性介质，使生成的磷化氢、硫化氢水解反响不完全，且由于

23、硫化氢在水中溶解度大于磷化氢，因此粗乙炔中含有较多的硫化氢及较少的磷化氢，磷化氢还能以 P2H4的形式存在，它们在空气中会自燃。2P2H47O22P2O54H2O 2PH34O2P2O53H2O.85反响温度下，由于水的大量汽化，粗乙炔气中夹带大量的水蒸气，一般水蒸气：乙炔达 1：1.15 9.关于平安的资料 9.1 乙炔工厂平安作业规定 9.1.1 乙炔危险物性，氮气所在的地方及其他 a、乙炔 在粉碎，发生的各个装置，充满或蓄压了乙炔，其中的一局部采用了氮气封入或者完全封闭等的平安措施。粉碎装置中，所有器件都封入了氮气，但并不是各个器件都完全密封，所以存在氧浓度高的地方，因此作为防止爆炸对策

24、需要使用红外线分析仪时常进展乙炔浓度探测的管理。发生装置也和粉碎装置一样，需要在电石传输装置及其储槽中封入氮气，通过红外线分析仪时常进展乙炔浓度探测的管理。此外，除尘冷却塔废弃液体出口，排渣机出口因为不断发生乙炔，所以在它们周围可能会出现乙炔滞留，和空气混合后条件满足就会引发爆炸。不仅是这些出口周边，在整个乙炔发生设备区域都要制止使用明火。b、危险物 电石是主要原料，使用量大，所以要作为危险物处理。在修理，检点，清扫粉碎装置或发生装置时，会产生一些粉电石和扫除灰，在处理这些垃圾时一定要遵守相关规定。c、氮气 上述电石粉碎装置及传输装置中，采用封入氮气作为防止爆炸的对策，但是这些氮气有从各个机器

25、中泄漏滞留的危险，从而引起人的窒息，所以需要通过换气装置强制换气。这点一定要注意。d、粉尘，噪音 在检点，修理发生装置的排渣机排出口时，粉尘容易飞散，所以一定要佩戴规定的保护用具。9.2 关于平安的事项 9.2.1 在系统运行时，要加强电石破碎、输送、加料系统空间乙炔含量的分析监管，在确保平安的前提下，保持系统 N2 封微正压即可，系统中 C2H2 含量到达 1.5%时应及.时排气置换以确保系统平安运行。9.2.2 对不同介质间安装的三阀构造应按规定及时开关，杜绝串气而造成事故。923 对于没有投入运行的设备要采用水封隔断、物理隔断的方式及时和生产装置断开，防止系统乙炔的积聚、生成、和串气而造

26、成事故。9.24 对于停顿运行的设备，操作人员更应对其加强监管，对于 N2 保护、系统隔绝、压力控制实行指标量化管理。并加强分析和监控。925 关于检修动火：严格按照工厂检修动火作业规定执行，确保动火设备和系统有可靠隔绝；动火设备经过清洗、置换分析合格；严格焊机地线搭接规定，严禁将地线搭接至系统管线或非动火设备上；做好防止火花飞溅措施和动火现场气体分析和通风。防止因动火检修而发生爆炸事故。9.2.6 关于入罐作业和设备检修：严格按照工厂容器、设备作业平安规定执行：确保入罐或检修设备和系统有可靠的隔绝；检修设备按程序经过清洗、置换、通风；人孔和通风系统开启；动力电源确保断开；照明设备符合设备作业

27、的平安要求。防止机械、化学事故的发生。以上，乙炔发生使用的各个设备，在日本受到高压乙炔管理法及高压乙炔管理施行规则的管束，并制定高压乙炔作业负责人。并且，使用的原料电石要根据消防法及危险品管理相关法令及总理府令由危险品处理负责人指定。9.3 乙炔的特性 a、物理特性 乙炔 氨 一 氧 化碳 氯乙烯 醋 酸 乙烯 润滑油 丙烷 燃点 17.8 气体 气体 气 体 17.8 7.8 14.9232 气体 起火点 334.8 651.2 651.2 427 260371 466.6 爆发界限 Vol 2.3 72.3 1625 12.5 74 422 2.613.4 2.29.5 空气1 蒸汽密度

28、0.9 0.58 0.976 2.15 2.97 1.56 沸点 83.9 38.3 192.2 13.9 71.6 360 42.8 比重 0.97 1.06 易引起和氢，卤，卤化氢，及其他化学元素的附加反响或聚合。因此，又成为醋酸，丙酮，合成树脂的原料。并且，通过和金属或金属化合物反响而生成金属乙炔化物。和铜盐的氨溶液生成乙炔铜CuCCCu，和银盐氨生成乙炔银AgCCAg的沉淀，这两者都在枯燥状态下容易引发爆炸。c、乙炔的爆炸性和易燃性（1）乙炔很容易反响，和空气或氧气混合的话大围2.381.0形成爆发性混合乙炔，有爆炸的危险性。（2）空气中的燃点比拟低，大概为 330 度。（3）在压力下

29、处于极不稳定状态，1kg/cm2表压以上，会因为火花，加热，摩擦等诱因而导致爆炸性的自我分解。只是，熔解于丙酮的是稳定的。（4）乙炔输送最大流速：压力 0.00680.147mpa 时，应不超过 8m/s；压力为 0.1472.45mpa 时，应不超过 4m/s。9.4 对乙炔人身的影响 1、纯洁的乙炔没有毒性。只是单纯的窒息性物质。所以，浓度高时会有因为氧气缺乏而窒息的危险。2、急性作用的情况，20以上的乙炔存在于呼吸的空气中的话，可利用的氧气减少，会产生呼吸困难或轻度头疼，40以上的话会导致虚脱。没有局部作用。3、慢性作用的情况，体持续慢性氧气缺乏的话会导致慢性窒息状态。没有局部作用。4、乙炔中如果有很多不纯物质的话特别是磷化氢、硫化氢等，会加速中毒现象或*些病状的发生。9.5 卫生上的预防及急救措施 在使用乙炔时要特别注意换气，任何时候都要保证乙炔浓度在 2.3Vol以下。这是防止爆炸所必需的，只要严守这一点就不会危害到*。在进入有高浓度乙炔的密闭区时，要采取以下措施，佩戴相应装备。1、佩戴软面具，强制送风机，自我保护式呼吸工具等装备 2、出现中 毒现象时，转移到干净的空气中，吸入氧气并且进展人工呼吸，同时要立即就医。