乙炔工艺操作流程.docx
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乙炔工艺操作流程
岗位操作规程
（乙炔）
编制：
审核：
批准：
目 录
一、产品说明…………………………………………………………………2页
二、原料说明…………………………………………………………………5页
三、生产原理…………………………………………………………………8页
四、生产工艺流程……………………………………………………………13页
五、岗位操作………………………………………………………………15页
六、安全注意事项……………………………………………………………25页
七、分析检验控制一览表……………………………………………………26页
八、设备一览表………………………………………………………………27页
一、产 品 说 明
1、产品简介
化学名称：
乙炔
俗 称：
电石气
英文名：
Ａｃｅｔｙlｅｎｅ
分子式：
C２H２
结构式：
H－C≡C－H
分子量：
26.026
2、性质
2.1、乙炔在常温常压下为无色气体，含有硫化物，磷化物时有特殊的刺激性嗅味，极易燃烧爆炸，微溶于水及乙醇，能溶于丙酮、氯仿和苯。
2.2、乙炔与水接触时，在适宜条件下生成C2H2·６H2O雪花状白色晶体。
2.3、乙炔分子化学性质活泼，易发生加成、聚合、取代等多种反应。
2.4、理化常数：
密度：
（0℃，10５Pａ） 1.171g/l
比重：
ⅰ）对空气：
0.9056
ⅱ）对氧气：
0.8194
比热：
（20℃，10５Pａ）
ⅰ）等压比热（CP）：
1680.36J/kg℃
ⅱ）等容比热（CV）：
1358.5J/kg℃
溶点（或凝固点）：
（1.2×10５Pａ）－85℃
沸点（或冷凝点）：
（1.2×10５Pａ）－83.66℃
闪点：
－17.78℃闭口
自燃点：
305℃
气化热：
827640J/kg
生成热：
225720J/mol
产生最大爆炸压力的浓度：
14.5％
最大爆炸压力：
1.01MPａ
燃烧热（25℃）：
1298349.8J/mol
最小引燃能量：
1.9×10－５J
临界温度：
35.5℃
临界压力：
62.5×10５Pａ
乙炔在各种溶剂中的溶解度（１体积溶剂中乙炔体积）如以下各表：
表１ 乙炔在水中的溶解度
温度℃
溶解度
温度℃
溶解度
温度℃
溶解度
0
1.73
25
0.93
70
0.25
5
1.49
30
0.84
80
0.15
10
1.31
40
0.65
90
0.05
15
1.15
50
0.50
20
1.03
60
0.37
表２ 乙炔在丙酮中的溶解度
温度℃
溶解度
温度℃
溶解度
温度℃
溶解度
－20
52
0
33
20
20
－15
47
5
29
25
18
－10
42
10
26
30
16
－5
37
15
23
35
14.5
表3 乙炔在多种溶剂中的溶解度
溶剂
温度℃
溶解度
溶剂
温度℃
溶解度
饱和食盐水
25
0.32
苯
15
4.0
石灰乳
15
0.75
乙醇
18
6.0
汽油
15
5.7
工业醋酸甲酯
5
14.8
2.5、危险特性：
2.5.1遇火有燃烧爆炸危险。
2.5.2与空气混合在含乙炔2.3～81％（V）范围内，特别在含乙炔7～13％（V）
时产生爆炸。
2.5.3与氧气混合在含乙炔2.5～93％（V）范围内，特别在含乙炔30％（V）时产生爆炸。
2.5.4与铜、汞、银能形成爆炸性的化合物：
C2H2 + 2Cu→CuC≡CCu↓（砖红色）+2H+
2.5.5与氟、氯发生爆炸性反应：
C2H2 + Cl2→ C2H2Cl2
C2H2Cl2与碱中和时进一步生成C2HCl2
ClCH＝CHCl + NaOH → CH≡CCl + NaCl + H2O
3、产品规格：
（厂标准）
纯度：
≥99％（体积）
氧含量：
≤0.3％（体积）
硫、磷、砷等杂质含量，用硝酸银试纸检验不变色。
4、用途：
用于合成多种塑料、树脂，合成橡胶，合成纤维及溶剂，应用范围很广，工业上还用于烧焊，故乙炔在国民经济中占很重要的地位。
我厂主要用于合成氯乙烯制造聚氯乙烯。
二、原 料 说 明
乙炔站主要原料是电石，另外在清净系统中还用氯气、烧碱等。
1、电石：
化学名称：
碳化钙或二碳化钙
俗称：
电石
英文名：
CalciumCarbide
分子式：
CaC2
分子量：
64.10
1.1、性质：
1.1.1化学纯的碳化钙几乎是无色透明晶体，工业碳化钙（即电石）是灰色、棕黄色或黑色硬块，碳化钙含量高时呈紫色。
电石暴露于空气中极易吸潮而失去光泽变为灰色，电石与水作用发生乙炔气。
1.1.2理化常数：
比重：
2.0～2.8，（随CaC2含量减少而增高）。
熔点：
约2300℃
1.1.3危险特性：
1.1.3.1本品往往含有磷、硫等杂质，与水作用会放出磷化氢和硫化氢，当磷化氢含量超过0.08％，硫化氢含量超过0.15％时，容易引起自燃爆炸。
1.1.3.2本品与水反应放出大量乙炔气，在一定条件下产生危险。
1.4、规格 GB10665－89
指标名称
粒度
（ｍｍ）
国家标准
优级品
一级品
二级品
三级品
发气量
l/kg
81－150
305
295
280
255
51－80
305
295
280
255
2－50
300
290
275
250
乙炔中PH3含量体积％≤
0.06
0.08
0.08
0.08
乙炔中H2S含量体积％≤
0.10
0.10
0.15
0.15
粒度：
＜５０ｍｍ
小粒与粉末不得集中使用。
2、氯气：
化学名称：
氯
英文名：
Chloride
分子式：
Cl2
分子量：
70.91
2.1、性质
2.1.1常温常压下为黄绿色有刺激性臭味，液化后为黄绿色透明液体。
有剧毒，在空气中最大允许浓度为2毫克／米３。
易溶于水和碱液，常温时加压到6～8个大气压或在大气压下冷却至－35℃～－40℃可液化。
氯气化学性质很活泼，是强氧化剂，易与氧化合。
与乙炔混合时在日光下能起爆炸反应，在氢气中可燃烧生成氯化氢，含水氯气腐蚀性也很强，０℃下可生成Cl2•8H2O黄绿色晶体。
2.1.2理化常数：
密度（标准状态下）：
3.214kg/m3
比重：
（对空气） 2.486
沸点：
（冷凝点） －34.5℃（10５Pａ）
凝固点：
－101.6℃（10５Pａ）
临界温度：
1444℃
临界压力：
7.71×106Pａ
气化热：
2.59×10５J/kg（36℃）
溶解度：
0.72％（20℃时在水中）
2.1.3危险特性：
与易燃气体（氢气、乙炔等）在日光下混合时会发生燃烧爆炸。
气体外逸时会使人、畜中毒，甚至死亡。
高温、高压时危险性增大。
2.2、纯度：
纯度：
≥94％（体积）
含氢：
≤1.0％（体积）
含水：
≤0.01％
3、碱液：
化学名称：
氢氧化钠
俗称：
烧碱；苛性钠；火碱。
英文名：
Sodium Hydroxide
分子式：
NaOH
分子量：
40.01
3.1、性质：
3.1.1固体为白色，易潮解，有块状、片状、棒状、粒状等几种。
质脆，能溶于水，溶解时放出大量的热。
水溶液为无色或淡蓝色液体，稀溶液对皮肤有滑腻感，浓溶液可烧伤皮肤。
能吸收空气中二氧化碳，如：
NaOH + CO2 → NaHCO3
3.1.2理化常数：
比重：
2.12（20℃／4℃）
溶点：
318.4℃
沸点：
1390℃
3.1.3危险特性：
不会燃烧，固体遇水大量放热，液体具有腐蚀性，遇酸发生中和反应并放热。
3.2、规格：
氢氧化钠（NaOH） 含量：
≥32％
氯化钠（NaCl） 含量：
≤2％
碳酸钠（Na2CO3） 含量：
≤１％
三氧化二铁（Fe2O3）含量：
≤0.03％
三、生 产 原 理
1、乙炔的发生
1.1、反应机理：
电石与水作用生成乙炔气并放出大量热量，由于电石中有多种杂质，也与水反应，生成相应的杂气。
主要反应：
CaC2+2H2O→Ca（OH）2↓+C2H2↑+127072J/克分子
副反应：
CaO+H2O→Ca（OH）2↓+62700J/克分子
MgO+H2O→Mg（OH）2↓+40713.2J/克分子
CaS+2H2O→Ca（OH）2↓+H2S↑
Ca3P2+6H2O→3Ca（OH）2↓+2PH3↑
Ca3N2+6H2O→3Ca（OH）2↓+2NH3↑
Ca2Si+4H2O→2Ca（OH）2↓+SiH4↑
Ca3As2+6H2O→3Ca（OH）2↓+2AsH3↑
由以上可以看出，副反应生成大量气体，其中硫化氢、磷化氢等对合成氯乙烯的触媒有害，必须在送至合成工序之前加以清除。
1.2、影响反应的主要因素：
1.2.1电石粒度：
粒度愈小，与水接触面愈大。
水解速度也愈快，但粒度过小，可能引起局部过热而发生分解爆炸，而当电石粒度过大，水解速度缓慢，容易造成电石水解不完全而导致定额升高。
因此，为防止事故和保证电石水解完全，故对电石的粒度有一定的要求。
1.2.2电石纯度：
纯度愈高，水解速度愈快。
1.2.3水温及水量
水温高，水解速度快，乙炔溶解度低，损失少。
但水温过高又有发生爆炸危险，因此必须连续地通入新鲜水及时移出反应热和补充被乙炔气带走的水分，但水量不应过大以免过分降低温度影响水解速度，增加乙炔损失。
1.2.4搅拌：
搅拌的目的是破坏反应过程中生成的氢氧化钙对电石的包围，使接触面及时更新，提高水解速度，同时，搅拌可使料面均匀，防止局部过热。
但搅拌速度要适中，速度过快反应不完全，易排出生电石，速度太慢反应时间长。
2、乙炔的清净：
2.1、机理：
次氯酸钠清净剂的作用原理，是利用次氯酸钠的氧化性质，将乙炔中的硫化氢，磷化氢等杂质氧化成酸性物质而除去．
反应式：
4NaClO+H2S→H2SO4+4NaCl
4NaClO+H3P→H3PO4+4NaCl
4NaClO+H4Si→SiO2+2H2O+4NaCl
4NaClO+H3As→H3AsO4+4NaCl
反应中生成的酸，再用14％～17％碱液中和，其反应式如下：
2NaOH+H2SO4→Na2SO4+2H2O
3NaOH+H3PO4→Na3PO4+3H2O
2NaOH+SiO2→Na2SiO3+H2O
3NaOH+H3AsO4→Na3AsO4+3H2O
2.2、影响反应的主要因素：
2.2.1次氯酸钠的有效氯含量：
有效氯高即次氯酸钠含量多，则氧化能力强，硫、磷等杂质除去得彻底，清净结果好，但有效氯含量过高，因氧化能力过强，反应过于激烈，副反应多，对乙炔反而有影响，生产操作也不安全。
2.2.2次氯酸钠的PH值：
PH值高说明碱性大，次氯酸钠在碱介质中稳定性大，而氧化能力低，清净效果差，若PH值低于７呈酸性，次氯酸钠氧化能力强，硫、磷等杂质除去得彻底，但反应太激烈，对安全有威胁，同时乙炔中生成的氯化物的含量增高，影响乙炔的质量。
3、次氯酸钠溶液配制：
用氯气与稀碱液配制而成。
2NaOH +Cl2→NaCl+NaClO+H2O
所用NaOH溶液浓度为1.4～1.7％，配制后酸碱度（PH）控制在7～9。
次氯酸钠是强氧化剂，有强烈刺激性，对人体有害。
附表一、表二：
表一 1.4％～1.7％碱液分析换算表
HCl标准液（ml）
35.50
35.76
36.02
36.28
36.53
36.79
37.05
碱样品浓度（％）
1.40
1.41
1.42
1.43
1.44
1.45
1.46
HCl标准液（ml）
37.31
37.57
37.82
38.08
38.34
38.60
38.86
碱样品浓度（％）
1.47
1.48
1.49
1.50
1.51
1.52
1.53
HCl标准液（ml）
39.11
39.37
39.63
39.89
40.15
40.41
40.66
碱样品浓度（％）
1.54
1.55
1.56
1.57
1.58
1.59
1.60
HCl标准液（ml）
40.92
41.18
41.44
41.70
41.96
42.22
42.48
碱样品浓度（％）
1.61
1.62
1.63
1.64
1.65
1.66
1.67
HCl标准液（ml）
42.73
42.99
43.25
碱样品浓度（％）
1.68
1.69
1.70
用移管吸取10ｍl样品，注入三角瓶中，加少许水及３～４滴酚酞指示剂，用0.1N HCl标准溶液滴定至红色消失为止，同时测定样品比重ｄ。
V－滴定消耗HCl标准溶液体积（ｍｌ）
N－HCl标准溶液当量浓度（0.1N）
1.04－氢氧化钠毫克当量（克）
表二 次氯酸钠有效氯分析换算表
Na2S2O3
BY（ｍｌ）
NaClO
样品（％）
Na2S2O3
BY（ｍｌ）
NaClO
样品（％）
Na2S2O3
BY（ｍｌ）
NaClO
样品（％）
0.1
0.00071
2.5
0.01775
4.9
0.03479
0.2
0.00142
2.6
0.01846
5.0
0.03550
0.3
0.00213
2.7
0.01917
5.1
0.03621
0.4
0.00284
2.8
0.01988
5.2
0.03692
0.5
0.00355
2.9
0.02059
5.3
0.03763
0.6
0.00426
3.0
0.02130
5.4
0.03834
0.7
0.00497
3.1
0.02201
5.5
0.03905
0.8
0.00568
3.2
0.02272
5.6
0.03976
0.9
0.00639
3.3
0.02343
5.7
0.04047
1.0
0.00710
3.4
0.02414
5.8
0.04118
1.1
0.00781
3.5
0.02485
5.9
0.04189
1.2
0.00852
3.6
0.02556
6.0
0.04260
1.3
0.00923
3.7
0.02627
6.1
0.04331
1.4
0.00994
3.8
0.02698
6.2
0.04402
1.5
0.01065
3.9
0.02769
6.3
0.04473
1.6
0.01136
4.0
0.02840
6.4
0.04544
1.7
0.01207
4.1
0.02911
6.5
0.04615
1.8
0.01278
4.2
0.02982
6.6
0.04686
1.9
0.01349
4.3
0.03053
6.7
0.04757
2.0
0.01420
4.4
0.03124
6.8
0.04828
2.1
0.01491
4.5
0.03195
6.9
0.04899
2.2
0.01562
4.6
0.03266
7.0
0.04970
2.3
0.01633
4.7
0.03337
7.1
0.05041
2.4
0.01704
4.8
0.03408
7.2
0.05112
续表二
Na2S2O3
BY（ｍｌ）
NaClO
样品（％）
Na2S2O3
BY（ｍｌ）
NaClO
样品（％）
Na2S2O3
BY（ｍｌ）
NaClO
样品（％）
7.3
0.05183
9.8
0.06958
12.3
0.08733
7.4
0.05254
9.9
0.07029
12.4
0.08804
7.5
0.05325
10.0
0.07100
12.5
0.08875
7.6
0.05396
10.1
0.07171
12.6
0.08946
7.7
0.05467
10.2
0.07242
12.7
0.09017
7.8
0.05538
10.3
0.07313
12.8
0.09088
7.9
0.05609
10.4
0.07384
12.9
0.09159
8.0
0.05680
10.5
0.07455
13.0
0.09230
8.1
0.05751
10.6
0.07526
13.1
0.09301
8.2
0.05822
10.7
0.07597
13.2
0.09372
8.3
0.05893
10.8
0.07668
13.3
0.09443
8.4
0.05964
10.9
0.07739
13.4
0.09514
8.5
0.06035
11.0
0.07810
13.5
0.09585
8.6
0.06106
11.1
0.07881
13.6
0.09656
8.7
0.06177
11.2
0.07952
13.7
0.09727
8.8
0.06248
11.3
0.08023
13.8
0.09798
8.9
0.06319
11.4
0.08094
13.9
0.09869
9.0
0.06390
11.5
0.08165
14.0
0.09940
9.1
0.06461
11.6
0.08236
14.1
0.10011
9.2
0.06532
11.7
0.08307
14.2
0.10082
9.3
0.06603
11.8
0.08378
14.3
0.10153
9.4
0.06674
11.9
0.08449
14.4
0.10224
9.5
0.06745
12.0
0.08520
14.5
0.10295
9.6
0.06816
12.1
0.08591
9.7
0.06887
12.2
0.08662
用移液管吸取5毫升样品，放入预先加有2.5毫升10%盐酸溶液和2.5毫升5%碘化钾溶液的碘量瓶中，立即盖紧瓶塞，摇匀后用0.01NNa2S2O3标准溶液滴定至淡黄色，加1毫升淀粉指示剂，继续滴定至蓝色消失，即为终点。
有效氯Cl2=V×0.0071（%），V—滴定消耗Na2S2O3标准溶液体积（毫升）
四、生产工艺流程（附工艺流程图）
1、电石破碎部分
散装电石由铲车（L1101A~D）加入上料溜子（X1102AB），经粗破机（M1101AB）破碎后的电石由1#皮带机（L1102AB）（桶装电石可直接）加到入分料溜子（X1101AB），经2#皮带机，再经电磁除铁器（M1102AB）除铁后，一起送至细破机（M1103A-D）经细破后的电石，由3#皮带机（L1104AB）,再经电磁除铁器（M1104AB）进一步除铁后传送至料仓（V1101AB）。
2、乙炔发生、清净部分
料仓（V1101AB）内的电石由往复式给料机（L1105AB）加至4#皮带机（L1106AB），输送至加料皮带机（L1201AB），加料皮带机为正反转，每台皮带机负责两台发生器加料，加料皮带机定时将电石加到加料斗（V1201A-D）内，用N2置换合格后，打开上贮斗活门，将料加至上贮斗（V1202A-D），再经下贮斗活门拉料至下贮斗（V1203A-D）。
下贮斗内电石经振动加料器（L-1202AD）连续加入发生器（R-1201A-D）内，电石在发生器内遇水迅速分解，产生的乙炔气经渣浆分离器（V-1207A-D）进入正水封（V-1204A-D），由正水封出来的气体进入水洗塔（T1301）与废次氯酸钠接触，预清净后经冷却塔（T1302）用井水冷却后少部分进入气柜（V1303），大部分去水环压缩机（C1301ABC）。
压缩后的乙炔气进入气水分离器（V1304A-C），分离出来的水经过水冷却器（E1301A-C）用冷冻站来的5℃水冷却后回到水环压缩机循环使用。
从气液分离器出来的乙炔气进入1#清净塔（T1303），在清净塔内与来自2#清净塔的清净溶液逆流接触，除去S、P等杂质，然后再到2#清净塔（T1304），在塔内与来自次氯酸钠高位槽（V1308）的新鲜次氯酸钠液逆流接触，进一步除去S、P等杂质。
经清净后的乙炔气带酸性，酸性乙炔气由第二清净塔顶逸出，进入中和塔（T1305），用NaOH（14-17%）碱液中和清净过程中产生的酸性物质，中和后的乙炔气进入到列管式冷却器（E1302AB）用5℃水冷却，冷却除水后送至乙炔合成岗位。
为维持发生器压力稳定，设有安全水封（V-1206A-D）与逆水封（V-1205A-D），当发生器内压力过高时，安全水封起泄压作用；相反，当发生系统压力低时（尤其是停车时），乙炔气由气柜经逆水封进入发生器保持发生器正压。
电石分解时放出大量的热，因此要不断往发生器中加水维持温度，并补充消耗的水分，电石分解后的稀电石渣浆，从溢流管不断流出经渣浆槽（V1401）由渣浆输送泵（P1402AB）打到纯碱厂，浓渣浆由发生器底经排渣阀门定时排到渣浆池（V1402），再由浓渣泵（P1401AB）打到渣浆槽（V1401）。
3、次氯酸钠系统
浓碱槽（V1309AB）内浓度为32％的NaOH碱液用碱泵（P1303C）抽到稀碱液配制槽（V1307）用水稀释，配制成1.4～1.7％的碱液，用碱泵（P1303AB）打到高位槽（V1305），然后与水和来自氯气缓冲罐（V1310）来的氯气分别经转子流量计计量，按配比同时进入文丘里配制器（R1301AB）。
配成的次氯酸
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