Ацетилен

Разложение карбида кальция до ацетилена

Выпущенный из печи жидкий (1900°С) карбид кальция соби­рается в чугунных тиглях и там затвердевает в виде блока. Чтобы предотвратить образование трещин в стенках тиглей, не нужно повышать их температуру сверх 600°С (т. е. отношение массы тигля к массе карбида должно быть не меньше 2:1). Из этого следует, что, например, для наполнения и охлаждения (25—30 ч) карбидной печи мощностью 60 MB-А потребуется 440 тиглей (при загрузке 1,5 т СаС2 в каждый тигель) с общей массой чу­гуна 1320 т. Можно избежать применения такого большого коли­чества чугуна: карбид выпускают в кокиль, расположенный на платформе весов, и примерно через 2 ч снимают кокиль с за­твердевшего блока карбида. В зависимости от дальнейшего при­менения вырабатывают карбид кальция соответствующего зер­нения. Все операции по механической переработке карбида в на­стоящее время достаточно автоматизированы. С карбидом кальция в результате его охлаждения на воздухе теряется 27% энергии, однако до сих пор эту энергию не удалось использовать.

Всю переработку карбида кальция проводят при 100—400°С. Потери СаС2 от действия влажного воздуха происходят при тем­пературах ниже 300 °С; с момента выгрузки до получения гото­вого продукта они составляют обычно 1—2%. Измельчение кар­бида ведут в атмосфере азота; то же относится и к хранению карбида в башне. Самый простой способ хранения карбида — тот, который применяют при объединении его производства с произ­водством ацетилена.

Качество карбида кальция регулируется DIN 53922; там же дана методика отбора проб и анализа. Основной показатель — литраж — при тонком измельчении существенно снижается из-за загрязнения примесями:  

Зернение СаС2, мм

4-15

15-25

25-80

Литраж, л С2Н2 на 1 кг CaC2*

260±3%

280±3%

300±3%

* При 15 °С и атмосферном давлении.

Карбид кальция отгружают в барабанах и бочках, а также в контейнерах по 1 и 20 т (в ФРГ в последнее время все больше распространяется транспортирование в барабанах). Контейнеры можно транспортировать городским, железнодорожным и водным транспортом; для загрузки и разгрузки контейнеров требуется весьма небольшой персонал по сравнению с транспортированием в бочках и барабанах.

 

Производство ацетилена из карбида кальция

 Рис. 42. Производство ацетилена из карбида кальция:

1—обжиговая печь; 2—решетка для кальцинирования; 3—грохот; 4—коксование или кальци­нирование; 5 —весы; 6загрузочный бункер для обычной шихты; 7 —загрузочный бункер Для мелкой шихты (для полого электрода); 8—полый электрод; 9 — карбидная печь; 10 —уста­новка для сухой очистки газа; 11 — дробилка; 12—сухой генератор; 13 — очистная колонна.

Переработка карбида кальция в ацетилен на месте выработки СаС2 необходима в том случае, если ацетилен производят для получения другой химической продукции, так как при этом воз­можна рециркуляция извести. Как правило, переработку ведут по принципу «сухого» генератора [4]: карбид кальция разла­гается, взаимодействуя с избытком воды при 90—100 °С:

карбид кальция разла­гается, взаимодействуя с избытком воды при 90—100 °С

При  этом  наряду  с  ацетиленом   образуется   гидроксид  кальция с 3—8%   связанной воды;  этот продукт можно непосредственно направлять на рециркуляцию из­вести. Испаряющаяся избыточ­ная вода имеет температуру гене­ратора.  Выход ацетилена  в  «сухом» генераторе составляет 95—99%; он более высокий, чем в «мокрых» генераторах, работающих при большом избытке воды с циркуляцией.

В корпусе «сухого» генератора находится вал с тарелками и скребками над ними;  при вращении вала  продукт передвигается. Карбид (0—3 мм)  и воду дозируют на самую верхнюю тарелку.  Отработанный гидроксид кальция выводят снизу.

Технологическая схема производства ацетилена из карбида кальция приведена на рис. 42. Образующийся ацетилен на раз­личных ступенях очистки освобождают от загрязнений. Обычно наряду с отделением твердых примесей в скруббере (промывка водой) из ацетилена удаляют сероводород (добавляя хлор) и фосфин, а затем нейтрализуют газ разбавленной щелочью. Про­изводительность подобных генераторов доходит до 3500 м3 аце­тилена в час, что соответствует в годовой выработке 30 тыс. т.