电石生产工艺流程简介.doc

电石生产工艺流程简介
    碳化钙(CaC2)俗称电石。工业品呈灰色、黄褐色或黑色，含碳化钙较高的呈紫色。其新创断面有光泽，在空气中吸收水分呈灰色或灰白色。能导电，纯度愈高，导电性愈好。在空气中能吸收水分。加水分解成乙炔和氢氧化钙。与氮气作用生成氰氨化钙。
    电石是有机合成化学工业的基本原料之一。是乙炔化工的重要原料。由电石制取的乙炔广泛应用于金属焊接和切割。
    生产方法有氧热法和电热法。一般多采用电热法生产电石，即生石灰和含碳原料(焦炭、无烟煤或石油焦)在电石炉内，依靠电弧高温熔化反应而生成电石。生产流程如图所示。主要生产过程是：原料加工；配料；通过电炉上端的入口或管道将混合料加入电炉内，在开放或密闭的电炉中加热至2000℃左右，依下式反应生成电石：GaO+3C→CaC2+CO。熔化了的碳化钙从炉底取出后，经冷却、破碎后作为成品包装。反应中生成的一氧化碳则依电石炉的类型以不同方式排出：在开放炉中，一氧化碳在料面上燃烧，产生的火焰随同粉尘—起向外四散；在半密闭炉中，一氧化碳的一部分被安置于炉上的吸气罩抽出，剩余的部分仍在料面燃烧；在密闭炉中，全部一氧化碳被抽出。
（一）电石生产工艺过程
    烧好的石灰经破碎、筛分后，送入石灰仓贮藏，待用。把符合电石生产需求的石灰和焦炭按规定的配比进行配料，用斗式提升机将炉料送至电炉炉顶料仓，经过料管 向电炉内加料，炉料在电炉内经过电极电弧垫和炉料的电阻热反应生成电石。电石定时出炉，放至电石锅内，经冷却后，破碎成一定要求的粒度规格，得到成品电 石。在电石炉中，电弧和电阻所产生的热把炉料加热至1900-2200℃，其总的化学反应式为：
   CaO+3C=CaC2+CO+10800千卡
   （二）电石炉生产工艺
    1、配料、上料和炉顶布料
    合格的原料由原料加工车间经计量、配料后，由斗式提升机送入电炉车间料仓内，由炉顶布料设施、固定胶带输送机和环形布料机将料送入炉顶环形料仓。炉顶布料设施按需要把炉料布入料仓，由电炉加料管分批加入电炉内。
    2、电炉
    半封闭电石炉是由炉体、炉盖、电极把持器、电极压放和电极升降装置等组成，是生产电石的主体设备。电炉由变压器供电，炉料在电炉内经高温反应生成电石，并放出一氧化碳气体，生成的电石由出炉口排出，用烧穿器打开炉口，熔融电石流到冷却小车上的电石锅内。
电极的压放为油压控制，采用单层油缸抱紧提升电极锥形环油缸压紧导电鄂板，电极的正常升降由四楼三台卷扬机控制，电极的升降、压放、抱紧、下料控制全部在二楼操作室按电钮控制。

    电炉由变压器供电，炉料在电炉内经高温反应生成电石，并放出一氧化碳气体，生成的电石由出炉口排出，用烧穿器打开出炉口，熔融电石流到冷却小车上的电石锅内。
    出口炉设有挡屏和电弧打眼架，出炉口的上方设有排烟罩，用通风机抽出出炉时产生的烟气。
    3、电炉冷却、破碎及包装
熔融电石在电石锅内用顶车机拉至走廊或包装间进行冷却，电石砣凝固后，用桥式吊车和单抱钳将电石砣吊出，放在铸铁地面上冷却，冷却到适度后将电石破碎到合格粒度，然后分等极进行包装，送入成品库。

湿法电石制乙炔加料过程安全控制（一）
作者：余德宝  来源：《化工安全与环境》  发布时间：2007-7-5 19:06:02
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　　摘 要：温法电石制乙炔加料过程是完成电石由大气进入反应系统的过程，是最容易发生爆炸事故的岗位。简介了湿法电石加料的流程、设计原理和操作说明；分析工艺条件不满足(氮气不合格、钟帽阀动力气源不稳、原料粒度大)、设备故障(钟帽阀漏气、软接头漏气、设备本体漏气)以及操作失误(氮气不置换或置换不合格、串料作业等)是引起爆炸发生的原因，针对各种存在的原因提出防止加料过程中发生爆炸的具体措施。 

　　湿法电石制乙炔主要物料电石遇水即发生反应，生成物理化学性质相当活泼含碳一碳三键结构，容易发生加成、取代、聚合反应的乙炔气，其闪点仅为-17.8℃，与空气混合爆炸极限为2.3％～81％，最危险的范围为7％~13％，属于甲类火灾危险物质。在生产操作过程中，加料作业时极易发生爆炸事故，如何做好加料过程安全生产工作，防止爆炸事故发生，是湿法电石生产乙炔行业生产者必须解决的问题。 

　　1 加料过程设计原理简介 

　　1.1 流程简述 

　　电石通过加料漏斗、l#钟帽阀、1#加料贮斗、2#钟帽阀、2#加料贮斗、软接头、给料机下料槽，到发生器，1#、2#加料贮斗分别配置换氯气管与放空管，流程图见图1。  

　　1．2 设计原理 

　　通过合理的氮气置换，按顺序操作2只钟帽阀，保证原料电石由大气进入l#贮斗和由1#贮斗进入2#贮斗给料机振动进入发生器过程中，乙炔气、氧气、火源，即可燃物、助燃物、火源三者不同时存在，从而确保加料过程操作安全。 

　　1.3 操作说明 

　　电石由外界大气进入1#加料贮斗操作：关闭1#、2#钟帽阀，开1#氮气阀，1#放空阀，维持1#贮斗压力50mmHg(6666.1Pa)左右约5min，将贮斗中乙块气置换干净后关闭1#进氮阀，开1#钟帽阀，电石由外界吊桶放人1#贮斗。此操作过程中1#贮斗仅有空气及电石撞击产生火花存在而没有可燃物乙炔气存在，从而保证操作安全。 

　　电石由1#贮斗进入2#贮斗操作：1#、2#钟帽阀处于关闭状态，开1#氮气阀、l#放空阀，将加入l#贮电石过程中带入的氧气置换干净后，关闭1#氮气阀、l#放空阀，开2#钟帽阀，将1#贮斗中的电石放入2#贮斗。此操作过程中仅有乙炔气及电石撞击产生火花存在，而没有助燃物氧气存在，从而保证操作安全。 

　　电石由2#贮斗经振动给料机振动从下料槽进入乙炔发生器，下料量由缓冲平衡气柜高度、合成流量来决定。 

　　理论上各种工艺条件满足，设备状况良好，操作方法正确可以充分保证加料过程操作安全，但是实际加料过程操作时由于工艺条件不满足、设备出现故障、操作出现失误，往往在加料过程中出现爆炸事故。  

湿法电石制乙炔加料过程安全控制（二）
作者：余德宝  来源：《化工安全与环境》  发布时间：2007-7-5 19:08:50
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　　2 加料过程可能发生爆炸事故的原因分析  

　　2.1 工艺条件不满足引发爆炸事故  

　　2.1.1 氮气不合格  

　　氯气作为加料岗位安全置换用气，首先保证纯度大于99％，压力在0.1～0.4MPa，严禁带水。氮气纯度不够，含氧量多使置换不合格，压力太低会增加置换时间，氮气带水会使电石立即与水反应生成乙炔气，当氮气出现问题时无法保证置换干净，存在引发爆炸事故可能。  

　　2.1.2 钟帽阀动力气源不稳  

　　钟帽阀动力气源可用压缩空气、氮气等，压力大于0.2MPa气体，压力过低会使钟帽阀无法关紧或自动开启，使钟帽阀失去作用，从而引发爆炸事故。  

　　2.1.3 原料电石粒度大、温度高  

　　加料岗位对原料电石粒度要求为2~50mm，2mm以下小于10％，粒度过大使电石容易搭桥，使钟帽阀无法关闭，粒度太小下料槽容易堵塞。原料电石温度一般要求小于90℃，温度过高会对加料贮斗衬胶、软接头、钟帽阀密封圈产生影响，加速老化，使软接头、钟帽阀产生漏气，从而引发爆炸事故。  

　　2.2 设备出现故障引发爆炸事故  

　　2.2.1 l#钟帽阀漏气  

　　l#钟帽阀漏气原因有：密封圈脱落、密封圈破损、密封圈失去弹性、密封盘磨损、密封盘与密封圈之间有颗粒电石、气源压力不够、机械故障等，如果l#钟帽阀漏气电石由1#贮斗进入2#贮斗时，乙块气就会自l#钟帽阀漏气，存在引发爆炸事故可能。  

　　2.2.2 2#钟帽阀漏气  

　　引起2#钟帽阀漏气的原因与1#钟帽阀原因基本相同，如果2#钟帽阀漏气时，向1#贮斗加入电石时，漏出的乙炔气、加料带入的氧气、电石撞击产生的火花三者同时存在，从而引发爆炸事故。  

　　2.2.3 软接头漏气  

　　鼓型软接头为橡胶制品，在使用过程中容易出现老化、脱胶，发生漏乙炔气情况。  

　　2.2.4 设备本体漏气  

　　由于加料过程中，电石撞击、给料机振动、搭桥敲打等操作，会引起紧固件松动，设备出现裂缝，漏乙炔气情况，存在引起爆炸起火可能。  

　　2.3 操作失误引发爆炸事故  

　　2.3.1 l#贮斗不进行氮气置换或氮气置换不合格就加电石  

　　加料工在加料操作时由于失误，l#贮斗没有置换或置换不合格就将电石由外界加入1#贮斗，由于没有置换违反设计原理，使加料作业时可燃物、助燃物、火源三者同时存在，引发爆炸事故。  

　　2.3.2 串料作业  

　　在加料作业时，2#钟帽阀不关闭，1#、2#贮斗串通用给料机向发生器加料。这种操作，时间一长，l#钟帽阀一旦出现漏气，或进一步开启1#钟帽阀，大量乙炔气就会漏出，从而引发事故。  

　　2.3.3 同时开启2只钟帽阀  

　　在加料漏斗口没有加盖盲板时，加料工操作失误同时开1#、2#钟帽阀，使发生系统与外界相通，大量乙炔气冲出，加料工稍一操作，电石擦出火星就会出现大爆炸事故可能。  

　　2.3.4 贮斗中电石没有放出或没有用完就加入电石  

　　1#贮斗中电石没有放入2#贮斗，2#贮斗中电石没有用完就向1#贮斗加人电石，或将l#贮斗中电石放入2#贮斗，致使l#钟帽阀或2#钟帽阀无法关闭，失去作用，出现漏气现象引发爆炸事故。  

　　3 防止加料过程中爆炸事故发生的措施  

　　根据以上分析，要做好加料过程安全工作，防止爆炸事故发生，应做好以下工作：  

　　(1)充分保证加料氮气压力、纯度、禁止带水。  

　　(2)保证钟帽阀动力气源压力。  

　　(3)严格控制原料电石粒度、温度。  

　　(4)保证1#钟帽阀不漏气。  

　　(5)保证2#钟帽阀不漏气。  

　　(6)保证软接头良好。  

　　(7)保证加料设备不外漏。  

　　(8)认真按章置换操作加料。  

　　(9)严禁串料操作。  

　　(10)严禁同时开启2只钟帽阀。  

　　(11)向1#贮斗加入电石和2#贮斗放入电石之前必须放空。  

　　(12)出现1#贮斗加料过满至漏斗口时，可以在漏斗口加垫圈后盖上盲板，紧固后同时开启1#、2#钟帽阀。  

　　(13)钟帽阀动力气源过低，钟帽阀漏气时，可在漏斗口加盖盲板或固定钟帽阀。  

　　(14)加料岗位采用半封闭设计，保持良好通风，使漏出乙炔气迅速扩散。  

　　(15)加强巡回检查制度，交接班制度，提高操作人员责任心，发现问题应停止加料作业，及时处理出现的问题。  

　　总之，做好湿法电石制乙炔加料过程防爆炸事故的关键是防止乙炔气泄漏，只要操作人员在加料作业过程中认真按操作规程操作，各种工艺条件完善，设备状况良好，就会保证乙炔气、氧气、火源，即可燃物、助燃物、火源三者不同时存在，发生系统温度、压力正常，加料过程爆炸事故就不会发生。(主编注：由于湿法电石制乙炔过程中，上述加料时开关阀门比较繁琐，加上每班加料不只一次，难免会出现误操作，为了更加安全，建议采用计算机控制，按一下加料按钮，由计算机控制完成繁琐的阀门开关动作，并自动检测l#、2#贮斗中的氧含量及氮气压力，一旦超标即刻报警