乙炔生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀概況

馬坤佳　景峰　王迪

摘要：溶解乙炔是有機(jī)合成的重要原料之一，其制取方法有天然氣裂解法，烴類裂解法和電石法三種。目前內(nèi)蒙古乙炔生產(chǎn)企業(yè)采用的均為電石法生產(chǎn)。本文關(guān)于電石法生產(chǎn)溶解乙炔及所存在的問題做詳細(xì)介紹。

關(guān)鍵詞：溶解乙炔;生產(chǎn)工藝;電石;雜質(zhì)

溶解乙炔是指由電石與水反應(yīng)或天然氣裂解產(chǎn)生的粗乙炔氣，經(jīng)過凈化、壓縮、干燥、溶解于丙酮中，并貯存在充滿多孔材料的氣瓶中。

乙炔是有機(jī)合成的重要原料之一，無色、無毒、易燃易爆;是三大合成材料（合成橡膠、合成纖維和塑料）的單體之一，被廣泛應(yīng)用于溶劑、塑料、橡膠、涂料、農(nóng)藥、合成纖維和太陽能電池、半導(dǎo)體材料等新型能源領(lǐng)域，有著“有機(jī)化工之母”的美稱。在金屬焊接、切割、噴鍍、表面淬火和熱加工等方面，乙炔作為高效優(yōu)質(zhì)的高溫?zé)嵩匆脖粡V泛應(yīng)用。

乙炔的制取方法主要有天然氣裂解法，天然氣的主要成分是甲烷，通過將甲烷加熱至1500-1600℃的高溫，然后快速冷卻裂解制得乙炔氣;烴類裂解法是以乙烷、液化石油氣、煤油等高碳烴類為原料，經(jīng)1000℃以上的高溫裂解制得乙炔氣。

上述兩種方法制得的乙炔氣純度較低，裂解反應(yīng)后除了產(chǎn)生乙炔氣外，還有大量副產(chǎn)品（氫、一氧化碳及其他氣體），為了得到高純度的乙炔氣，還需要對裂解后的氣體分離提純，所消耗的資金大，工藝流程復(fù)雜，較難推廣。我國有95%的乙炔是電石法制得。該方法工藝成熟，操作容易，產(chǎn)品純度相對高受到行業(yè)的認(rèn)可。目前，內(nèi)蒙古地區(qū)溶解乙炔的生產(chǎn)均采用此工藝方法。該工藝流程圖如圖1 。該T藝流程的主反應(yīng)是：CaCZ+ 2H20= CzH2個+C2（OH）2+127.3KJ/mol由反應(yīng)式可以看出該過程在不斷生成氫氧化鈣，所以在原料電石與水反應(yīng)過程中，需要有靶子的不斷轉(zhuǎn)動去除電石外層的氫氧化鈣，使電石表面不斷更新，從而加快水解速度。

反應(yīng)生成的粗乙炔氣進(jìn)入氣柜暫時貯存。反應(yīng)過程中會有渣漿的形成，在集渣池中將乙炔氣回收至氣柜，渣漿經(jīng)過壓濾工藝形成濾餅對外銷售。

在壓濾工藝段中的濾水引入發(fā)生器與電石反應(yīng)，循環(huán)使用。粗乙炔氣經(jīng)過凈化、干燥、壓縮最后充入鋼瓶中為成品。

乙炔的凈化方法有：三氯化鐵法;硫酸法;次氯酸鈉法;氯水法。

三氯化鐵凈化效果不穩(wěn)定，而且廢凈化劑中含有汞，嚴(yán)重污染環(huán)境，國家已經(jīng)明令禁止使用該方法。

次氯酸鈉凈化法凈化效果好且穩(wěn)定，并且產(chǎn)生的次氯酸鈉廢液可進(jìn)入乙炔發(fā)生器裝置循環(huán)利用，沒有三廢污染。但是該方法需要嚴(yán)格控制有效氯的濃度，所以需要頻繁化驗，而且次氯酸鈉不穩(wěn)定，不能長期存放。

氯水法是指由氯氣溶于水制得氯水，原理與次氯酸鈉相似，但是液氯較次氯酸鈉價格更便宜，運(yùn)行成本低，是目前國內(nèi)較為先進(jìn)的乙炔凈化方法。

硫酸法是利用濃硫酸的強(qiáng)氧化性，吸收粗乙炔中的硫化氫、磷化氫，從而達(dá)到凈化的效果，但是該方法會產(chǎn)生60%的廢硫酸，需要妥善處理。

目前，部分乙炔生產(chǎn)企業(yè)為節(jié)省成本，省去了乙炔凈化操作，或者是使用濃硫酸凈化時所用濃硫酸的濃度偏低，導(dǎo)致凈化不完全，在檢測過程中10%硝酸銀試紙變黑，說明硫化氫、磷化氫含量超標(biāo)。

工業(yè)電石中含有硫化鈣、磷化鈣、氧化鎂等雜質(zhì)，并且雜質(zhì)也與水反應(yīng)，故在生成的產(chǎn)品中，除了乙炔氣，還有磷化氫、硫化氫等雜質(zhì)氣體。

這些雜質(zhì)有毒性，并且影響鋼瓶的使用壽命，使得焊縫質(zhì)量變壞，在使用含有雜質(zhì)的乙炔氣時，也會對分析儀器產(chǎn)生很大誤差，所以我國對乙炔凈化有嚴(yán)格要求，并且GB 6819-2004對溶解乙炔的檢測做了明確規(guī)定，生產(chǎn)廠家應(yīng)該對產(chǎn)品凈化后才可出廠。

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