《干法乙炔生产工艺介绍》.doc

干法乙炔生产工艺介绍 作者：李耀文 前言 随着我国PVC的飞速发展， 产能不断扩大，石油价格的上涨，我国电石法PVC已经成为发展的主流。 而环保要求的不断加强，湿法发生乙炔产生的环境污染日益受到国家和生产厂家的重视。干法乙炔发生装置的研发势必摆上了日程。经过两年多的努力，该生产装置已在 HYPERLINK \t _blank 新龙电化集团试车，投产成功。并于2006年12月29日通过了中国氯碱协会和山东省科技厅组织的科技成果鉴定。下面介绍该工艺： 1 干法乙炔工艺简介 1.1 反应原理 工业电石中还含有不少杂质，其水解反应如下： HYPERLINK /Article/UploadFiles//.gif \t _blank 当水量不足时，除上述反应外还发生如下反应： ? HYPERLINK /Article/UploadFiles//.gif \t _blank 1.2 电石水解反应速度 下图为发气量为３００立方米/吨，粒径４毫米，下花园电石厂生产的电石水解速度图表。 HYPERLINK /Article/UploadFiles//.gif \t _blank ? ? ? 1.3 等压系统中电石水解反应温度与加水量的关系 HYPERLINK /Article/UploadFiles//.gif \t _blank ? 　 ? 1.4 干法乙炔流程 ?? ? ? 干法乙炔发生是用略多于理论量的水以雾态喷在电石粉上使之水解，产生的电石渣为含水量4%～10%干粉末，粗乙炔含水量为75%，反应温度气相为90～100℃，固相温度为100～110℃，水与电石的比例约为1～１.8，反应热由水汽化带走，经由非接触式换热器传给循环水（没有溶解损失），电石的粒径小于5毫米，水解率大于99.5%，乙炔收率大于98.5%。 ２．干法乙炔装置的运行指标 ２.1 发生器产量 单台发生器产量为2500标准立方米乙炔/小时。 ２.2 电石水解率 排渣机出口处电石渣水解率为99.5%～99.85%。 检测方法：用50毫升电石渣和100毫升水加入200毫升试管中密闭摇匀检测气相中的乙炔含量，并假定水中的乙炔为饱和状态计算所得。 ２.3 排渣机出口气相中的乙炔含量 排渣机口的乙炔浓度为0.02%。 ２.4 粗乙炔的纯度 粗乙炔的纯度为98.8%～99.5%，硫含量为零，磷含量为0.03~0.05%，与湿法完全相同。 2 .5 清净次氯酸钠消耗量 次钠浓度为0.12%，耗量为7立方米/1000立方米乙炔。 2 .6 粗乙炔的温度 经冷却的粗乙炔温度为45～60℃。换热器选型的依据是粗乙炔温度与湿法相当以便后续处理。 2 .7 发生器压力 发生器压力受与之相连的湿法发生器影响，压力为7～11kPa,若独立使用干法发生器，压力会更为稳定。 2 .8 发生器温度 发生器气相温度为88~90℃,固相温度为95～100℃。 3.干法乙炔安全性 3.1 加料过程的安全性 电石通过带有密封装置的计量螺旋输送器连续密闭地加入发生器，密封可靠，无需置换，无泄露，安全可靠。 3.2 反应过程安全性 湿法乙炔工艺反应温度为85℃，产物中乙炔/水蒸汽体积比为1:1。干法乙炔工艺反应温度为100-110℃，产物中乙炔/水蒸汽体积比为1:3。两者反应压力基本相同，均为50-100kPa。绝对温度相差不大，由此可知湿法中乙炔分压是干法的2倍。反应物的浓度决定碰撞机会；分子的运动速度决定碰撞的有效性。 下面我们从数理统计的角度来讨论干法工艺的安全性。 我们假定在反应过程中气相中乙炔和水蒸气混合均匀，温度、压力均匀。气体分子的速率分布函数符合麦克斯韦速率分布率: HYPERLINK /Article/UploadFiles//.gif \t _blank ? 其中： k为波尔兹曼常数, m为分子的质量 T为气体的绝对温度 乙炔分子的质量：m=26×1.66×10 kg HYPERLINK /Article/UploadFiles//.gif \t _blank ? ? ? ? ? 3.3 排渣过程的安全性 HYPERLINK /Article/UploadFiles//.gif \t _blank ? HYPERLINK /Article/UploadFiles//.jpg \t _blank ??? 排渣过程是连续密闭的，密封压力可调并可靠，排渣机使用等压料封。 3.4 故障状态的安全性 3.4.1 突然停电 当系统突然停电，反应几乎立即停止。无需作任何处理。 3.4.2 设备故障 任何重要设备出现故障，均由程序采取相应的措施进行处理。遇到最严重的问题就停止加料，反应几乎立即停止。 ４．干法乙炔工艺的经济性 ４.1经济效益分析说明 以电石法年产10万吨PVC为例