安全生產(chǎn),濕法制乙炔論文.doc

郯城縣職業(yè)中等專業(yè)學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）郯城縣職業(yè)中等專業(yè)學(xué)校畢 業(yè) 論 文論 文 名 稱：電石濕法制乙炔原理及流程 學(xué) 校： 學(xué) 生 姓 名： 完 成 日 期： - 8 -安全生產(chǎn)，濕法制乙炔摘 要 目前工業(yè)上制乙炔的工藝方法有很多種，如甲烷裂解法、烴類裂解法、電石法（干法制乙炔、濕法制乙炔）等。我國(guó)目前采用電石法生產(chǎn)乙炔，電石法生產(chǎn)乙炔按電石和水接觸的分類可分為：電石入水（又稱濕法制乙炔）和水入電石（稱干法制乙炔），目前國(guó)內(nèi)以電石入水式（濕法制乙炔居多），從節(jié)約能源、減少污染并有利于安全管理的角度看甲烷裂解法、烴類裂解法成本高、資源少，甲烷裂解法主要使用天然氣，烴類裂解法主要使用石油，又因?yàn)閮烧呒夹g(shù)都不夠成熟，所以國(guó)內(nèi)很少采用以上兩種方法制乙炔。而電石法干法制乙炔溫度要求高，粒度的要求也比較苛刻，而且產(chǎn)生的粉塵多，污染環(huán)境，浪費(fèi)資源，生產(chǎn)技術(shù)也技術(shù)不夠成熟，國(guó)內(nèi)干法制乙炔危險(xiǎn)系數(shù)高，故不采用此法；濕法制乙炔技術(shù)比較成熟，與干法相比較，濕法制乙炔不論是從環(huán)保、節(jié)約能源和安全系數(shù)上來說都優(yōu)于干法，而且還能變廢為寶，反應(yīng)的產(chǎn)物氫氧化鈣能利用于水泥廠制造水泥，還有產(chǎn)生的矽鐵也能創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益，所以國(guó)內(nèi)大型工廠比較熱衷于濕法制乙炔。關(guān)鍵詞：乙炔氣 電石法 發(fā)生器 目 錄1電石破碎工序- 1 -1.1電石簡(jiǎn)介- 1 -1.1.1物理性質(zhì)- 1 -1.1.2化學(xué)性質(zhì)- 1 -1.2電石標(biāo)準(zhǔn)- 2 -1.3破碎原理- 3 -1.4工藝流程敘述- 3 -2發(fā)生工序- 3 -2.1乙炔發(fā)生器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)- 3 -2.2氮?dú)? 4 -2.2.1物理性質(zhì)- 4 -2.2.2健康危害- 4 -2.2.3水封- 4 -2.3發(fā)生裝置流程敘述- 4 -2.4發(fā)生反應(yīng)原理- 5 -2.4.1影響發(fā)生因素- 5 -2.5發(fā)生控制指標(biāo)- 5 -2.6發(fā)生器排渣操作- 5 -參考文獻(xiàn).-7-致 謝.-8-1電石破碎工序 1.1電石簡(jiǎn)介電石，化學(xué)名稱為碳化鈣，分子式CaC2，分子量為64.10?；瘜W(xué)純的碳化鈣幾乎是無色透明的晶體，不溶于任何溶劑中。在18時(shí)相對(duì)密度為2.22。化學(xué)純的碳化鈣只能在實(shí)驗(yàn)室中用加熱金屬鈣和純碳使其直接化合的方法而制得。極純的碳化鈣結(jié)晶是天蘭色的大晶體，其色澤和淬火鋼的顏色一樣。通常我們所說的電石是指工業(yè)碳化鈣而言。它是在電石爐中用焦炭和石灰而制得。電石中除含有大部分碳化鈣外，還含有少部分其它雜質(zhì)。這些雜質(zhì)都是生產(chǎn)電石的原料中的雜質(zhì)轉(zhuǎn)移過來的。1.1.1物理性質(zhì)電石的外觀為各種顏色的塊狀體。其顏色隨碳化鈣的含量不同而不同，有灰色的、棕黃色的或黑色的。電石的新斷面呈灰色，當(dāng)CaC2含量較高時(shí)則呈紫色。若電石的新斷面暴露在潮濕的空氣中，則因吸收了空氣中的水份而使斷面失去光澤變成灰白色。電石的相對(duì)密度決定于CaC2的含量。電石的純度越高，相對(duì)密度越小。純度80的電石，相對(duì)密度2.324，熔點(diǎn)2000。堆積密度，粒度0.6%、含S0.1%的電石遇水易自燃，引起爆炸。碳化鈣不僅能被液態(tài)的或氣態(tài)的水所分解，而且也能被物理的或化學(xué)的結(jié)合水所分解。這就是碳化鈣能被用作強(qiáng)烈的脫水劑的道理。碳化鈣和水的水解反應(yīng)可用下式表示：CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2.(1-1)電石中所含的許多雜質(zhì)，當(dāng)電石被水分解時(shí)也都和水發(fā)生反應(yīng)。生產(chǎn)電石的原料中所夾雜的磷的化合物，在生產(chǎn)電石時(shí)就反應(yīng)生成磷化鈣，當(dāng)它與水作用時(shí)就能生成磷化氫而混合在乙炔中。所夾雜的硫的化合物則生成硫化氫。硫化氫在電石水解時(shí)，幾乎完全被水吸收?？墒窃谒坎蛔銜r(shí)，所生成的乙炔中就含有相當(dāng)多的硫化氫。硫化氫與碳化鈣反應(yīng)，能像水一樣地使它發(fā)生乙炔：CaC2 + H2S = CaS2.(1-2)工業(yè)電石含有的雜質(zhì)，多半是來自制造時(shí)使用的原料。電石的質(zhì)量隨其雜質(zhì)含量不同而不同，質(zhì)量越高，雜質(zhì)越少。大多數(shù)工業(yè)碳化鈣具有以下的組成： CaC2 7583CaO 714C 0.43SiO2，F(xiàn)eSi，SiC 0.63 Fe2O3 0.23CaS 0.22 CaSO4 0.20.4Ca(CN)2 0.21Al，Al4C3，Al2O3 1.54MgO，Ca，Ca3N2，Ca3P2，Ca3As2 少量 1.2電石標(biāo)準(zhǔn)乙炔的原料電石，其技術(shù)要求、安全、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則及標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存等，都必須符合中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB10665-89的要求。以下列出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求。表1 電石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)名稱指標(biāo)優(yōu)級(jí)品一級(jí)品二級(jí)品三級(jí)品發(fā)氣量（L/kg）粒度（mm）8115051812305295280255305295280255300290275250乙炔中磷化氫，（V）0.060.080.080.08乙炔中硫化氫，（V）0.100.100.150.15表2 電石的粒度粒度，mm限度內(nèi)度，2mm篩下物，8115085以上3518085以上325075（16mm以上）4 1.3破碎原理利用顎式破碎機(jī)將大塊電石（600-900mm）破碎至中塊電石（180-250mm），由輸送設(shè)備送至圓錐破碎機(jī)破碎成為粒度約為（50-80mm）的小塊電石，儲(chǔ)存在電石料倉。用上料系統(tǒng)運(yùn)輸至發(fā)生五樓，通過盤式輸送機(jī)，將電石間歇地加入發(fā)生器小加料斗中。 1.4工藝流程敘述大塊電石直接卸入卸料倉內(nèi)或卸至罩棚內(nèi)地面上，卸至地面上的電石由鏟車送入卸料倉內(nèi)，進(jìn)入卸料倉的電石滑落至地下的水平重型板鏈機(jī)上，由水平重板機(jī)送至傾斜重板機(jī)上，傾斜重板機(jī)輸送至大型顎式破碎機(jī)進(jìn)行粗破，將大塊電石破碎為中塊電石，再落至大傾角皮帶機(jī)上，送至細(xì)破間的小料倉內(nèi)。細(xì)破間的小料倉底部安裝了電機(jī)震動(dòng)給料機(jī)，震動(dòng)給料機(jī)將中塊電石均勻輸送至旋轉(zhuǎn)皮帶機(jī)，由旋轉(zhuǎn)皮帶機(jī)將電石連續(xù)不斷送入圓錐破碎機(jī)進(jìn)料口進(jìn)行細(xì)破。細(xì)破出來的小塊電石，落入下方的大傾角皮帶機(jī)，輸送至中轉(zhuǎn)站，由轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)哦電動(dòng)三通和卸料小車皮帶機(jī)分別將小塊電石送入與電石料倉連接在大傾角皮帶機(jī)上，皮帶機(jī)再將電石送至料倉頂部盤式輸送機(jī)內(nèi)，由盤式輸送機(jī)根據(jù)控制系統(tǒng)下料指令分別將小塊電石送入料倉內(nèi)。料倉作為暫時(shí)儲(chǔ)存電石之用，料倉底部有震動(dòng)給料機(jī)，接受控制系統(tǒng)指令后，將小料倉電石均勻的送入下方大傾角皮帶機(jī)中，由皮帶機(jī)輸送至發(fā)生器頂部的盤式輸送機(jī)上，盤式輸送機(jī)再將電石輸送至發(fā)生器的小加料斗中。2發(fā)生工序 2.1乙炔發(fā)生器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)：規(guī)格3200*7840 桶體、軸、耙臂、耙齒、擋板、溢流管、排渣閥、傳動(dòng)裝置、填料箱、溫度計(jì)、壓力表、液位計(jì)、電磁給料機(jī)。 工作原理：在發(fā)生器圓形筒體內(nèi)安裝有六層固定式的擋板，每層擋板上方均裝有與攪拌軸相連的“雙臂”耙齒，攪拌軸由底部伸入，借蝸輪蝸桿減速至1.8rmin。這些耙齒實(shí)際上系在耙臂上用螺栓固定夾角55的67塊平面刮板，刮板在兩個(gè)耙臂上的位置是不對(duì)稱的，他們?cè)诎冶凵铣氏嗷パa(bǔ)位，以保證電石自加料管落入第一層后立即由刮板使電石沿軸向筒壁移動(dòng)而落入第二層， 第二層的刮板由于安裝角度則使電石由中間圓孔落人第三層，落入第三層后再由刮板使電石沿軸向筒壁移動(dòng)而落入第四層，最后，水解反應(yīng)的副產(chǎn)物電石渣及矽鐵落入發(fā)生器的錐形底蓋，經(jīng)排渣閥間歇地排入排渣池中。擋板的作用是延長(zhǎng)電石在發(fā)生器水相中的停留時(shí)間以確保電石得到充分水解，耙齒的作用是“輸送”電石移去電石表面的Ca(OH)2，促使電石結(jié)晶表面能夠直接與水接觸反應(yīng)，加速了水解反應(yīng)過程5。 2.2氮?dú)庵形拿旱?；氮?dú)?。 英文名：Nitrogen。分子式：N2 。分子量：28.01 2.2.1物理性質(zhì) 外觀與形狀：無色無嗅氣體。沸點(diǎn)（）：195.6，相對(duì)密度（水1）：0.81196。熔點(diǎn)（）：209.8。相對(duì)密度（空氣1）：0.97，臨界溫度（）：147，臨界壓力（Mpa）：3.4。溶解性：溶于水，乙醇。主要用途：用于合成氨制硝酸,用作物質(zhì)保護(hù)劑、冷凍劑。危險(xiǎn)特性：惰性氣體,有窒息性,在密閉空間內(nèi)可將人窒息死亡。若遇高熱，容器內(nèi)壓增大，有開裂和爆炸的危險(xiǎn)。 2.2.2健康危害氮?dú)膺^量，使氧分壓下降，會(huì)引起缺氧，大氣壓力為392KPa，表現(xiàn)為愛笑和多言，對(duì)視、聽和嗅覺刺激遲鈍，智力活動(dòng)減弱；在980KPa時(shí)肌肉運(yùn)動(dòng)嚴(yán)重失調(diào)。潛水員深潛時(shí)，可發(fā)生氮的麻醉作用；上升時(shí)快速減壓，可發(fā)生“減壓病”。生產(chǎn)用氮標(biāo)準(zhǔn)：氮?dú)饧兌龋?7.5，含O22% 2.2.3水封 正水封：發(fā)生器產(chǎn)生的乙炔氣經(jīng)正水封送至清凈系統(tǒng)，正水封起到了單向止逆閥的作用，當(dāng)發(fā)生系統(tǒng)或清凈系統(tǒng)發(fā)生事故時(shí)起到了安全隔斷的效果。此外，當(dāng)單臺(tái)發(fā)生器停車檢修時(shí)，可往正水封內(nèi)加水室之與系統(tǒng)切斷。 逆水封：逆水封進(jìn)口管與乙炔氣柜管道相連，正常生產(chǎn)時(shí)，逆水封不起作用，當(dāng)發(fā)生器發(fā)生故障時(shí)，發(fā)生器內(nèi)壓力降低時(shí)氣柜內(nèi)乙炔氣可經(jīng)逆水封自動(dòng)進(jìn)入發(fā)生器以保證其正壓，防止系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)壓而抽入空氣發(fā)生危險(xiǎn)。 安全水封：當(dāng)發(fā)生器發(fā)生故障時(shí)，發(fā)生器內(nèi)壓力過高時(shí)，乙炔氣自安全水封氣相管排入安全水封內(nèi)，自動(dòng)排入大氣中，由于安全水封安裝在一樓，當(dāng)發(fā)生器液面過高時(shí)，渣漿液可以自動(dòng)借位差經(jīng)安全水封排放，因此安全水封起到了安全閥和溢流管的作用。2.3發(fā)生裝置流程敘述經(jīng)破碎工序破碎合格的電石在連續(xù)通氮?dú)獾那闆r下，通過小加料儲(chǔ)斗和1#電石進(jìn)料閥，至上加料儲(chǔ)斗，再經(jīng)過2#電石進(jìn)料閥至下加料儲(chǔ)斗，下加料儲(chǔ)斗的電石經(jīng)電機(jī)震動(dòng)給料器，加入到乙炔發(fā)生器內(nèi)，遇水分解，產(chǎn)生的乙炔氣從發(fā)生器頂部逸出，電石分解放出大量的熱，因此需要不斷的向發(fā)生器內(nèi)加水，移走電石反生反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，并以維持85的恒溫，電石分解后稀渣漿從溢流管不斷的溢出并進(jìn)入渣漿高位槽，后經(jīng)渣漿輸送泵送至渣漿濃縮池，濃渣漿由發(fā)生器定時(shí)排出經(jīng)地溝自流至渣漿池，渣漿經(jīng)渣漿泵輸送至渣漿濃縮池，由渣漿處理工序統(tǒng)一處理。 2.4發(fā)生反應(yīng)原理電石加入發(fā)生器遇水即反應(yīng)生成乙炔氣，因?yàn)楣I(yè)電石有雜質(zhì)與水同時(shí)進(jìn)行反應(yīng)，生成相應(yīng)的雜質(zhì)PH3和H2S氣體。CaC2 + 2H2O C2H2 + Ca(OH)2 + 127.2KJ/molCaO + H2O Ca(OH)2 + 62.76KJ/mol粗乙炔氣中含有上述的副反應(yīng)雜質(zhì)，電石在水解時(shí)生成大量的氫氧化鈣，形成堿性介質(zhì)，使生成H2S、PH3水解不完全，因此，粗乙炔含有較多的PH3,較少的H2S,磷化物還可以以P2H4形式存在，在空氣中可自燃。發(fā)生溫度在85左右還可能有如下反應(yīng)：雙分子乙炔加成，生成CH2=CH-CCH(乙烯基乙炔)和C2H5-S-C2H5(已硫醚)，二者含量可達(dá)50-100ppm。在85時(shí)由于水的汽化，粗乙炔中帶有大量水蒸氣（一般水蒸氣：乙炔=1：1）。2.4.1影響發(fā)生因素電石的質(zhì)量、粒度及停留時(shí)間、反應(yīng)溫度。電石水解是液固相反應(yīng)，電石質(zhì)量好、發(fā)氣量就高，電石與水接觸面積越大，水解反應(yīng)速度就越快。實(shí)際生產(chǎn)中既考慮水解完全也考慮發(fā)生安全，綜合發(fā)生器結(jié)構(gòu)和電石粉碎粒度的因素，控制電石粒度在50-80mm并做到優(yōu)質(zhì)電石與等外電石搭配使用。一般電石在發(fā)生器內(nèi)停留時(shí)間必須在13分鐘以上。電石水解反應(yīng)熱系通過加入過量水移走的。反應(yīng)溫度通過調(diào)節(jié)加水量和電石量來實(shí)現(xiàn)工藝控制指標(biāo)的。隨反應(yīng)溫度上升、水解速度加快，同時(shí)乙炔在電石渣漿中溶解度下降，較顯著的降低電石消耗，但反應(yīng)溫度過高，電石渣漿含固量大，會(huì)造成溢流不暢通或排渣困難；反應(yīng)溫度高，粗乙炔氣中水蒸氣含量增加又增加渣漿夾帶，會(huì)造成后部冷卻塔超負(fù)荷，堵塞管路或塔板2。綜合上述多方面考慮，反應(yīng)溫度一般控制在80-90。 2.5發(fā)生控制指標(biāo)表3 控制指標(biāo)序號(hào)控制名稱控制指標(biāo)單位1發(fā)生器溫度80.090.02發(fā)生器壓力2.012.0Kpa3N2中含氧氧2.00%4氮?dú)饪偣軌毫?.40.6Mpa5發(fā)生器液位中上部（15.060.0）液面計(jì)% 2.6發(fā)生器排渣操作6接主控工通知后到發(fā)生一樓現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行排渣操作，排渣前，氣柜液位應(yīng)在60.0%以上。排渣前，檢查排渣口周圍是否有動(dòng)火作業(yè)和人員駐留，通知?jiǎng)踊鹱鳂I(yè)人員停止動(dòng)火作業(yè)，并請(qǐng)所有人員離開排渣口處。 排渣后動(dòng)火作業(yè)應(yīng)重新取樣分析合格后再動(dòng)火。排渣作業(yè)前要戴好防護(hù)眼鏡和膠皮手套，因發(fā)生器排出漿液為強(qiáng)堿性且溫度較高（約80左右）。準(zhǔn)備工作完畢后進(jìn)行排渣作業(yè)，先打開HV-1206氣動(dòng)閘閥，等閥門完全開啟后加工業(yè)廢水沖洗排渣閥HV-1206至排渣口的管道，防止管道中積聚的乙炔氣和排出矽鐵碰撞產(chǎn)生爆鳴。HV-1206完全開啟后打開HV-1205氣動(dòng)排渣閥，進(jìn)行排渣，排渣時(shí)閥門開度控制在10-20cm，以免發(fā)生器液位下降過快造成發(fā)生器抽負(fù)壓，主控工要注意發(fā)生器壓力在2.0012.00KPa，當(dāng)發(fā)生器有抽負(fù)壓跡象時(shí)可從下貯斗向發(fā)生器充入N2并及時(shí)通知現(xiàn)場(chǎng)操作工停止作業(yè)。若排渣不暢，禁止用鐵棍捅和用鐵器敲擊排渣管，可以用木棍和木榔頭進(jìn)行疏通。排渣結(jié)束后，先關(guān)閉HV-1205。HV-1205關(guān)閉后再關(guān)閉HV-1206氣動(dòng)排渣閥。確認(rèn)兩道閥門已關(guān)閉和排渣管不再有大量電石渣液流出后，一樓發(fā)生工通知主控工排渣完畢，關(guān)閉工業(yè)廢水閥門，等主控工確認(rèn)后才能離開現(xiàn)場(chǎng)。排完渣后當(dāng)發(fā)生器液位加至有溢流時(shí)主控工才能開啟振蕩器向發(fā)生器內(nèi)加入電石。參考文獻(xiàn) 1錢伯章.國(guó)內(nèi)外PVC行業(yè)分析聚氯乙烯，20092劉斌主編化工（通用類），高等教育出版社，20093山東陽煤恒通化工有限公司.VCM車間發(fā)生崗位操作法.2012致謝 歷時(shí)將近一個(gè)月的時(shí)間終于把論文寫完，在論文的寫作過程中遇到了很多的問題和困難，都在指導(dǎo)老師、企業(yè)師傅和同學(xué)的幫助下度過了。在整個(gè)論文寫作中，指導(dǎo)老師積極提供有利于論文寫作的建議和意見，在他們的幫助下，論文得以不斷完善。尤其是指導(dǎo)老師和師傅在困難時(shí)進(jìn)行無私的指導(dǎo)和幫助，他們以嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度高度的敬業(yè)精神兢兢業(yè)業(yè)，不厭煩得對(duì)論文的錯(cuò)誤和不足進(jìn)行修改和改進(jìn)。另外在我寫論文的過程給予我很多素材和幫助，并在撰寫和排版時(shí)提供熱情的幫助，在此向幫助我的老師、師傅和同