溶解乙炔生产工艺及设备2005.doc

溶解乙炔消费工艺及设备2005-11-24一、 溶解乙炔的消费方法工业上消费溶解乙炔的方法主要有三种第一种是用天然气〔其主要成分为甲烷〕裂解法利用甲烷为原料加热至1500~1600℃的高温，然后快速冷却裂解制得乙炔气；第二种是烃类裂解法以乙烷、液化石油气、煤油等高碳烃类为原料，经1000℃以上的高温裂解制得乙炔气；第三种方法就是利用电石与水反响消费乙炔气从以上三种方法制取乙炔比较，前两种裂解法制取的乙炔气纯度较低，裂解反响后除了产生少量乙炔气之外，还有大量的其它副产品〔如：氢、一氧化碳及其它气体〕等为了得到高纯度的乙炔气还必须对裂解后的气体进展别离提纯，因此工艺流程长、设备复杂，建厂投入资金大，较难推广利用电石制取乙炔气已有悠久的历史，并且具有工艺流程短，设备简单，操作方便，产品纯度高，投资资金少等优点，被国内外广泛采用但用电石法制取乙炔气与裂解法相比消费本钱要高一些二、 溶解乙炔的消费工艺流程溶解乙炔的消费工艺流程有多种利用电石法制取溶解乙炔的消费工艺流程〔如图1〕所示电石 水 〔图1〕 电石与水在发生器中连续反响消费粗乙炔气，经过冷却别离贮存在贮气柜中贮气柜内的乙炔气经入净化器，在净化器中用化学方法除硫化氢、磷化氢等杂质气体，从而等到纯乙炔气。

纯乙炔气在除去水分后，进入乙炔压缩机，将乙炔气压缩至小于或等于2.5Mpa，压缩后的高压乙炔气经高压油水别离器、高压枯燥器去除乙炔气中的油分和水分再通过阻火器进入乙炔气灌排，将乙炔气充入已加好丙酮的合格乙炔瓶中，使乙炔气溶解在丙酮里，从而得到溶解乙炔充装完毕后，乙炔瓶静止一段时间，经检验合格后出厂，供用户使用电石法消费的溶解乙炔工艺流程，主要由乙炔气发生、粗乙炔气净化、乙炔气压缩、高压乙炔枯燥、乙炔充灌和出厂检验等工序组成根据选用的设备不同，各溶解乙炔消费厂的工艺流程也有较大的差异目前我国溶解乙炔工艺流程主要分两大类；一类按乙炔发生器操作条件来分，另一类按乙炔气净化方式来分〔一〕按发生器操作条件来分 1、按发生器的工作压力分类〔1〕低压流程，乙炔发生器工作压力小于或等于0.02Mpa；这两种工艺流程，目前在国内的溶解乙炔消费厂中均有使用，由于中压流程的发生器工作压力高，存在平安性能差，乙炔泄漏损失大，发生器的乙炔提取率低等问题在我省已较少采用，但中压流程因发生器工作压力与使用压力相等，对于管道输送的乙炔用户来说可以省去乙炔升压这道工序，使乙炔工艺流程更加简单低压流程，因发生器的乙炔提取率高，平安性能好，乙炔泄漏量小。

从溶解乙炔的平安生、产经济效益考虑采用低压流程较为适宜，也是我省广泛被采用的工艺流程2、按发生器内电石与水的接触方式及消费量的调节法分类〔1〕电石入水式将电石投入发生器的过量水中，在电石反响过程中以控制电石的投加量来调节乙炔气的消费量；〔2〕水入电石式将水注入发生器的定量电石中，并以改变水的供应量来调节乙炔气的消费量；〔3〕排水式在发生器中电石装料设备是固定的，利用控制水位升降来调节乙炔气的消费量〔二〕按乙炔气净化方式分 1、固体法用作净化乙炔气的固体净化剂种类较多固体净化剂可分为再生固体净化剂和不能再生固体净化剂二种不能再生固体净化剂是重铬酸盐固体净化剂这种净化剂的净化才能强，净化效果好但配制复杂，设备防腐要求高，使用后不能再生，所以很少采用可再生固体净化剂是三氯化铁固体净化剂这种净化剂使用失效后可以再生，配制简单，占地面积小，投资省，但净化才能较小，因此，只能在消费量较小的小型溶解乙炔厂中使用 2、净化法液体净化法的种类也较多目前我国常用的液体净化法主要有三氯化铁净化法、次氯酸钠净化法、氯水净化法和硫酸净化法四种液体净化法又有可再生和不可再生两中形式液体净化法的净化效果好、消费才能大，但有些消费装置较复杂,占地面积大,设备投资大。

所以这几种湿式净化法各有其不同特点，应根据实际情况综合考虑选择何种净化方式三、 溶解乙炔工艺设备〔一〕乙炔发生器乙炔发生器是用水分解电石，制取气态乙炔的设备，是溶解乙炔消费装置中的重要设备之一，乙炔发生器的性能好坏，将直接影响到成套设备的平安性能和企业的经济效益目前，我省溶解乙炔气厂大多数采用的是低压乙炔发生器，但也有个别厂采用中压乙炔发生器 1、中压乙炔发生器存在的主要问题〔1〕平安性能差中压乙炔发生器大多是采用直接翻开发气室的大门进展加料的方式这种构造在加料过程中发气室与大气相通，形成乙炔与空气混合气体如在加料过程中电石框与发气室桶体摩擦产生火星或温度过高，很容易造成混合气体起火或爆炸特别是电石质量差硫、磷含量高的时候，极易自燃引起着火或爆炸事故〔2〕乙炔提取率低中压乙炔发生器另一个主要问题就是乙炔提取率很低这是因为在发生过程中电石没有足够的水进展洗涤分解部分电石未被完全汽化就随电石渣排出，尤其是质量差，规格大的电石中压乙炔发生器的乙炔提取率低只有70~77%，是发生器中乙炔提取率最低的设备之一，属于被淘汰的设备如管道输送的乙炔用户，消费工艺需要使用中压乙炔发生器时，那么应在发生器构造上进展彻底的改进。

使得中压乙炔发生器在平安性能、乙炔提取率和劳动强度方面得以改善 2、低压乙炔发生器低压乙炔发生器具有比中压乙炔发生器乙炔提取率高、气体纯度高等优点，被许多乙炔厂所选用低压乙炔发生器的种类较多我省乙炔厂使用的低压乙炔发生器可分为两种一种是敞开式低压乙炔发生器，另一种是全密封低压乙炔发生器这两种发生器在构造、性能方面各有不同特点〔1〕敞开式低压乙炔发生器敞开式低压乙炔发生器是用人工从加料口把电石投入发生器内，电石通过水封进入发气室这种发生器构造简单，使用大块电石，可省去电石破碎这道工序但敞开式低压乙炔发生器平安性能是比较差的，加料口容易着火这是由于电石从加料口投入后，其电石外表首先与水接触反响生成乙炔气，这些乙炔气大部分积聚在加料口底部与引风管下端随着加料的不断进展，乙炔气的浓度也不断增高，形成爆炸性混合气体在加料时一旦电石碰撞加料筒壁产生火花或其他能量，就会引发加料口着火或爆炸事故使用过这种发生器的单位几乎都发生过加料口着火或爆炸事故此外、这类发生器在构造上无超压、超液位等平安装置，一旦出现超压或自动排渣管堵塞现象，电石渣常常会从中心加料口处喷出，还会伴随着大量的乙炔气排出，散发在室内形成空气、乙炔爆炸性混合气体，同时这种构造也不可能承受?溶解乙炔设备?标准要求所规定的耐压试验压力。

所以说这类发生器在设计上不合理对于一台构造合理的乙炔发生器来说，除了要有压力指示、温度指示、自动加水、自动排渣等功能外，至少还应有超压、超液位保护装置敞开式低压乙炔发生器的乙炔提在使用一段时间后需要进展一次清渣处理清渣时需要用氮气、乙炔气进展置换放空，故有较大的乙炔气损耗据统计敞开式低压乙炔发生器的乙炔提取率仅为80~85%〔2〕全密封低压乙炔发生器全密封低压乙炔发生器是用电石桶把已破碎好的规格电石参加到发生器上部的电石贮料斗中由于它采用的是全密封加料，所以在加料过程中没有任何电石粉尘产生，操作环境相当好全密封发生器采用电磁振荡器把电石从贮料斗中均匀地振落到发生器内，电磁振荡器与贮气柜连锁控制，当发生器的发气量过大时，电磁振荡器会自动停顿工作在平安性能方面，该发生器有超压、超液位两种保护装置一旦发生器超压，乙炔就会从平安装置中放空，非常平安此外，该发生器还可以配置温控加水系统和压力、温控报警装置等，具有较高的自动化程度全密封发生器的另一种构造，即带有付发生器的全密封低压乙炔发生器，该发生器可以把主发生器内未反响完的小颗粒电石在付发生器继续反响发气，使所有电石得到充分反响乙炔通过喷淋冷却塔冷却降温。

从以上几种乙炔发生器分析比较看，带付发生器的低压乙炔发生器无论从设备的平安性能、自动化程度、乙炔提取率方面都是最理想的因此这种发生器是目前我省乙炔气厂的首选产品但全密封低压乙炔发生器由于使用的电石规格为0~80mm，需增加电石破碎这道工序电石在破碎过程中会产生粉尘，影响环境，同时还会损耗电石，增加设备投资等缺点〔二〕乙炔贮气柜乙炔贮气柜是为恒定发生器系统压力和调节发生器产量所设置的乙炔贮气柜只要在满足乙炔消费工艺要求的前提下其容积尽量小从平安角度讲乙炔贮气柜越小越平安容积大了一旦出现爆炸事故时其破坏力将大大增加因此，对20m3以上的湿式贮气柜本身提出了必要的平安保护措施即必须装有防止事故发生的快速切断装置和应急放空装置等要求〔三〕乙炔净化器为了使溶解乙炔气质量到达国标GB6819?溶解乙炔?的要求，必须去除乙炔气中的磷化氢、硫化氢和氨等有害杂质在溶解乙炔消费工艺流程中需配套净化装置乙炔净化装置的种类较多，从形式上看可分为固体净化法和液体净化法两大类固体净化法仅适用于消费规模较小的乙炔厂，一般用于20m3/h以下的工艺流程中液体净化法由于消费才能大，净化效果好，被大型的溶解乙炔厂所选用液体净化的方法也较多。

目前国内常用的液体净化有三氯化铁、次氯酸钠氯水和硫酸四种不管使用哪种净化方法，它的根本原理都是一致的，那就是用强氧化剂除去乙炔气中的杂质 1、三氯化铁净化法三氯化铁是一种强氧化剂，易溶于水用三氯化铁作为净化剂是利用三氯化铁的氧化性质，将乙炔中的硫、磷等杂质氧化程酸性物质，从而把它们从乙炔中去除掉三氯化铁净化法首先把未净化的乙炔气进入硫酸塔，除去其中的氨和部分硫化氢、磷化氢等杂质乙炔气从塔顶排出后进入净化塔，进一步除去磷、硫等杂质从净化塔排出的乙炔气进入中和塔除去酸类物质净化剂由循环泵打入塔上部喷淋，一部分回流到再生塔，使三氯化铁净化剂再生并进入净化塔循环使用再生后的空气从再生塔顶部放空三氯化铁与硫、磷反响生成二氯化铁后，可以通过空气来复原成三氯化铁因此，三氯化铁净化剂的使用寿命比较长但净化剂不是可以无限制地再生一旦净化剂中毒，再生就不能进展，最终导致净化剂完全失效，这时必须更换新的净化剂一般更换一次净化剂可使用一年左右三氯化铁净化剂可以进展复原反响是比较理想的净化剂但在净化剂的配方中含有氯化汞当净化剂失效后无法到达三废排放标准这是它最致命的缺点因此在溶解乙炔厂中很少采用 2、次氯酸钠净化法次氯酸钠净化法在我国是较为成熟的净化方法之一。

过去曾在聚氯乙烯消费线上广泛使用次氯酸钠是次氯酸的一种不稳定盐，在受热时易分解它是一种强氧化剂，有强烈的刺激性，对人体有害次氯酸钠在净化过程中有酸生成，为了将这些酸类物质除去，必须进展中和处理次氯酸钠净化的工艺流程有两种，一种是三塔净化法，另一种是二塔净化法〔1〕三塔净化法把冷却后未经净化的乙炔气送入第一净化塔与次氯酸钠溶液接触除去部分硫、磷等杂质，然后再进入第二净化塔与浓度高的次氯酸钠溶液再次接触，除去全部磷、硫等杂质从第二塔排出的乙炔气最后进入中和塔，与碱液中和气体中夹带的酸性物质第二净化塔所用的次氯酸钠溶液是由泵把次氯酸钠从配液贮槽中打上来，而第二净化塔用过的次氯酸钠溶液那么利用泵打入第一次净化塔继续使用，第一塔排出的废液将排入渣池〔2〕二塔净化法将冷却后未经净化的乙炔气送入净化塔，与通过喷射器注入净化塔内的次氯酸钠溶液反响，除去全部硫、磷及其它杂质由净化塔顶部排出的乙炔气进入中和塔，除去气体中的酸性物质二塔净化法中的次氯酸钠溶液是用喷射器把商品次氯酸钠溶液按一定比例配制而成使用时由泵把净化塔底部的废液打入净化塔顶部，再通过喷射器按比例注入一股已配制好的次氯酸钠溶液，反响完的部分废液排出净化塔。

中和塔用泵把底部的碱液打入顶部循环使用二塔净化法是用改变进塔的次氯酸钠溶液浓度和补加量来控制净化效果所以操作比较简单，控制方便3、氯水净化法氯水净化法其原理与次氯酸钠法一样，都是利用次氯酸根中的氧来除去乙炔中的硫、磷等杂质首先把未经净化的乙炔气进入硫酸塔，。