• 0917 683 526
5 1 1 1 1 1 Rating 5.00 (1 Vote)

Khí Acetylene

Acetylene là một loại khí không màu, dễ cháy với một mùi đặc biệt. Khí acetylene được hóa lỏng, nén, nóng, hoặc trộn với không khí, nó trở nên dễ nổ. Kết quả là biện pháp phòng ngừa đặc biệt cần thiết trong quá trình sản xuất và xử lý nó. Việc sử dụng phổ biến nhất của axetylen là như một nguyên liệu cho việc sản xuất các hóa chất hữu cơ khác nhau bao gồm cả 1,4-butanediol, được sử dụng rộng rãi trong việc chuẩn bị của polyurethane và nhựa polyester. Thứ hai sử dụng phổ biến nhất là khi các thành phần nhiên liệu trong hàn oxy-acetylene và cắt kim loại. Một số hợp chất hữu ích thương mại bao gồm axetylen đen, được sử dụng trong một số loại pin khô-cell, và rượu acetylenic, được sử dụng trong quá trình tổng hợp vitamin.

khi acetylenkhí acetylen

Acetylene được phát hiện vào năm 1836, khi Edmund Davy đã thử nghiệm với kali carbide. Một trong những phản ứng hóa học của ông sản xuất một loại khí dễ cháy, mà bây giờ được gọi là acetylene. Năm 1859, Marcel Morren axetylen tạo thành công khi ông sử dụng điện cực carbon để tấn công một cung điện trong một bầu không khí hydro. Các hồ quang điện nguyên tử carbon xé ra khỏi điện cực với các nguyên tử hydro để tạo thành phân tử axetylen. Ông được gọi là khí carbon hydro này.

Đến cuối những năm 1800, một phương pháp đã được phát triển để làm cho axetylen từ phản ứng của canxi cacbua với nước. Điều này tạo ra một luồng kiểm soát của axetylen có thể được đốt cháy trong không khí để tạo ra một luồng ánh sáng rực. Đèn lồng Carbide đã được sử dụng bởi các thợ mỏ và đèn carbide đã được sử dụng cho chiếu sáng đường phố trước có đèn điện. Năm 1897, Georges Claude và A. Hess lưu ý rằng khí acetylene có thể được lưu trữ một cách an toàn bằng cách hòa tan nó trong acetone. Năm 1906, Dalen đã phát triển một ngọn lửa acetylene cho hàn và cắt kim loại.

Trong những năm 1920, các công ty của Đức BASF phát triển một quy trình để sản xuất axetylen từ khí thiên nhiên và hydrocarbon dầu mỏ. Nhà máy đầu tiên đi vào hoạt động tại Đức vào năm 1940. Công nghệ này đã đến Hoa Kỳ vào đầu những năm 1950 và nhanh chóng trở thành phương pháp chính cho sản xuất axetylen.

Kể từ đầu những năm 1980, nhu cầu cho axetylen đã tăng chậm ở mức khoảng 2-4% mỗi năm.

Trong năm 1991, đã có tám nhà máy ở Hoa Kỳ mà được sản xuất axetylen. Họ cùng nhau sản xuất tổng cộng 352.000.000 £ (160 triệu kg) của axetylen mỗi năm. Sản xuất này, 66% được bắt nguồn từ khí tự nhiên và 15% từ chế biến dầu khí. Hầu hết acetylene từ hai nguồn này đã được sử dụng trên thế giới hoặc gần khu vực nơi nó được sản xuất để làm cho các hóa chất hữu cơ khác. Còn lại 19% đến từ canxi cacbua. Một số acetylene từ nguồn này đã được sử dụng để làm hóa chất hữu cơ, và phần còn lại được sử dụng bởi các nhà sản xuất khí công nghiệp khu vực để bơm vào các bình áp lực cho hàn kim loại và cắt.

Ở Tây Âu, khí tự nhiên và dầu mỏ là nguồn chính của acetylene trong năm 1991, trong khi canxi cacbua có nguồn gốc ở Đông Âu và Nhật Bản.

Nguyên liệu thô

Acetylene là một hydrocarbon bao gồm hai nguyên tử cacbon và hai nguyên tử hydro. Ký hiệu hóa học của nó là C2H2. Đối với mục đích thương mại, axetylen có thể được làm từ nhiều nguyên liệu khác nhau tùy thuộc vào quá trình sử dụng.

Quá trình đơn giản phản ứng canxi cacbua với nước để sản xuất khí axetylen và một cacbonat canxi bùn, được gọi là vôi. Phản ứng hóa học có thể được viết như CAC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2.

Quá trình khác sử dụng khí tự nhiên, mà chủ yếu là metan, hoặc một hydrocarbon dầu mỏ như dầu thô, naphtha, hoặc dầu cặn C làm nguyên liệu. Than đá cũng có thể được sử dụng. Các quá trình sử dụng nhiệt độ cao để chuyển đổi các nguyên liệu vào một loạt các chất khí, bao gồm hydro, carbon monoxide, carbon dioxide, acetylene, và những người khác. Các phản ứng hóa học để chuyển hóa mêtan thành hydro và acetylene có thể được viết 2CH4 → C2H2 + 3H2. Các chất khí khác là sản phẩm của quá trình đốt cháy với oxy. Để tách axetylen, nó được hòa tan trong một dung môi như nước, amoniac khan, lạnh methanol, acetone hay, hoặc một số dung môi khác tùy thuộc vào quá trình này.

Việc sản xuất

Có hai quá trình chuyển đổi cơ bản được sử dụng để làm cho axetylen. Một là một quá trình phản ứng hóa học, trong đó xảy ra ở nhiệt độ bình thường. Khác là một quá trình cracking nhiệt, xảy ra ở nhiệt độ cực cao.

Dưới đây là các trình tự đặc trưng của hoạt động được sử dụng để chuyển đổi các nguyên liệu khác nhau vào axetylen bởi mỗi một trong hai quá trình cơ bản.

Quá trình phản ứng hóa học

Acetylene có thể được tạo ra bởi các phản ứng hóa học giữa canxi cacbua và nước. Phản ứng này tạo ra một lượng đáng kể nhiệt, mà phải được loại bỏ để ngăn chặn khí acetylene nổ. Có một số biến thể của quá trình này, trong đó một trong hai cacbua canxi được thêm vào nước hoặc nước được thêm vào canxi cacbua. Cả hai biến thể này được gọi là quá trình ướt vì một lượng dư thừa của nước được sử dụng để hấp thụ nhiệt của phản ứng. Một biến thể thứ ba, gọi là một quá trình khô, chỉ sử dụng một số lượng hạn chế của nước, mà sau đó bay hơi vì nó hấp thụ nhiệt. Các biến thể đầu tiên được phổ biến nhất được sử dụng tại Hoa Kỳ và được mô tả dưới đây.

  1. Hầu hết các máy phát điện axetylen cao năng lực sử dụng một băng tải vít quay để ăn hạt canxi cacbua vào buồng phản ứng, trong đó đã được lấp đầy đến một mức độ nhất định với các nước. Các hạt đo khoảng 0,08 x 0,25 trong năm (2 mm x 6 mm), trong đó cung cấp số tiền phải của bề mặt tiếp xúc để cho phép một phản ứng hoàn toàn. Tỷ lệ thức ăn được xác định bằng tỷ lệ mong muốn của lưu lượng khí và được điều khiển bởi một công tắc áp suất trong buồng. Nếu có quá nhiều khí đang được sản xuất tại một thời gian, các công tắc áp suất sẽ mở ra và cắt lại các tỷ lệ thức ăn.
  2. Để đảm bảo một phản ứng hoàn toàn, các giải pháp của các hạt cacbua canxi và nước được liên tục bị kích động bởi một tập hợp các mái chèo quay bên trong buồng phản ứng. Điều này cũng ngăn ngừa bất kỳ hạt từ nổi trên bề mặt, nơi họ có thể quá mức nhiệt và đốt cháy axetylen
  3. Các bong bóng khí axetylen với bề mặt và được vẽ ra dưới áp suất thấp. Khi nó rời khỏi buồng phản ứng, khí được làm mát bằng cách phun nước. Phun nước này cũng cho biết thêm nước vào buồng phản ứng để giữ cho các phản ứng xảy ra như calcium carbide mới được thêm vào. Sau khi khí được làm lạnh, nó đi qua một arrester flash, trong đó ngăn chặn bất kỳ đánh lửa ngẫu nhiên từ các thiết bị hạ nguồn của buồng.
  4. Khi canxi cacbua phản ứng với nước, nó tạo thành bùn canxi cacbonat, mà chìm xuống đáy buồng. Định kỳ phản ứng phải dừng lại để loại bỏ bùn xây dựng lên. Các

Acetylene có thể được tạo ra bởi các phản ứng hóa học giữa canxi cacbua và nước. Phản ứng này tạo ra một lượng đáng kể nhiệt, mà phải được loại bỏ để ngăn chặn khí acetylene nổ.

bùn được lấy từ những khoang và bơm vào ao giữ, nơi cacbonat canxi lắng ra và nước được rút ra. Cacbonat canxi dày sau đó được sấy khô và bán ra để sử dụng như là một chất thải công nghiệp xử lý nước, trung hòa axit, hoặc nền cho xây dựng đường bộ.

Quá trình cracking nhiệt

Acetylene cũng có thể được tạo ra bằng cách tăng nhiệt độ của các hydrocacbon khác nhau đến mức trái phiếu nguyên tử của chúng bị vỡ, hoặc crack, trong những gì được biết đến như là một quá trình cracking nhiệt. Sau khi các nguyên tử hydrocarbon vỡ ra, chúng có thể được thực hiện để rebond để tạo thành vật liệu khác nhau hơn so với nguyên liệu ban đầu. Quá trình này được sử dụng rộng rãi để chuyển đổi dầu hoặc khí đốt tự nhiên cho một loạt các hóa chất.

Có một số biến thể của quá trình này phụ thuộc vào nguyên liệu được sử dụng và các phương pháp để tăng nhiệt độ. Một số quy trình nứt sử dụng một cung điện để làm nóng các vật liệu thô, trong khi những người khác sử dụng một buồng đốt cháy một phần của hydrocarbon để cung cấp một ngọn lửa. Một số acetylene được tạo ra như một coproduct của quá trình cracking hơi nước được sử dụng để làm cho ethylene. Tại Hoa Kỳ, các quá trình phổ biến nhất sử dụng một buồng đốt để làm nóng và đốt khí tự nhiên như được mô tả dưới đây.

  1. Khí thiên nhiên, mà chủ yếu là methane, được nung nóng đến khoảng 1.200 độ F (650 °C). Sấy sơ bộ khí sẽ gây ra nó để tự đốt cháy khi nó đạt đến các đốt và đòi hỏi ít oxy cho quá trình đốt cháy.
  2. Các khí ga nung nóng đi qua một ống hẹp, gọi là venturi, khi oxy được phun và trộn với khí nóng.
  3. Hỗn hợp khí nóng và oxy đi qua một bộ khuếch tán, làm chậm tốc độ của nó với tốc độ mong muốn. Điều này là rất quan trọng. Nếu vận tốc quá cao, khí đến sẽ thổi ra ngọn lửa trong bếp. Nếu vận tốc quá thấp, ngọn lửa có thể flash lại và đốt cháy khí trước khi nó đạt đến burner.
  4. Hỗn hợp khí chảy vào khối burner, trong đó có hơn 100 kênh hẹp. Khi khí chảy vào mỗi kênh, nó tự đốt cháy và tạo ra ngọn lửa làm tăng nhiệt độ khí khoảng 2.730 ° F (1500 ° C). Một lượng nhỏ oxy được thêm vào trong ổ ghi để ổn định quá trình đốt cháy.
  5. Khí đốt chảy vào không gian phản ứng chỉ vượt ra ngoài nơi burner nguyên nhân nhiệt độ cao khoảng một phần ba của methane được chuyển đổi thành axetylen, trong khi hầu hết các phần còn lại của methane được đốt lên. Toàn bộ quá trình đốt cháy chỉ mất một vài mili giây.
  6. Các khí rực được nhanh chóng dập tắt với phun nước vào thời điểm mà việc chuyển đổi để acetylene là lớn nhất. Khí làm mát có chứa một lượng lớn carbon monoxide và hydrogen, với ít hơn lượng muội carbon, cộng với carbon dioxide, axetylen, metan và các loại khí khác. Acetylene cũng có thể được tạo ra bằng cách tăng nhiệt độ của các hydrocacbon khác nhau đến mức trái phiếu nguyên tử của chúng bị vỡ, hoặc crack, trong những gì được biết đến như là một quá trình cracking nhiệt.
  1. Khí đi qua một máy chà sàn nước, trong đó loại bỏ phần lớn các muội carbon. Khí sau đó đi qua chà sàn thứ hai, nơi nó được phun với một dung môi được gọi là N-methylpyrrolidinone mà hấp thụ các acetylene, nhưng không phải là các loại khí khác.
  2. Các dung môi được bơm vào một tháp tách nơi acetylene ra khỏi dung môi và được rút ra ở trên cùng của tòa nhà như một chất khí, trong khi các dung môi được ở lại dưới đáy.

Lưu trữ và xử lý

Vì acetylene là dễ nổ, nó phải được lưu trữ và xử lý cẩn thận. Khi nó được vận chuyển qua đường ống, áp lực được giữ rất thấp và độ dài của đường ống là rất ngắn. Trong hầu hết các hoạt động sản xuất hóa chất, Khi acetylene phải được nén và lưu trữ để sử dụng trong hàn và cắt kim loại hoạt động oxy-axetylen, bình chứa đặc biệt được sử dụng. Các xi-lanh được làm đầy với một chất hấp thụ như đất mùn và một lượng nhỏ acetone. Các acetylene được bơm vào xi lanh ở áp suất khoảng 300 psi (2,070 kPa), nơi mà nó được hòa tan trong axeton. Khi giải thể, nó sẽ mất khả năng nổ của nó, làm cho nó an toàn để vận chuyển. Khi van xi lanh được mở ra, giảm áp lực gây ra một số các acetylene để bốc hơi thành khí một lần nữa qua dây hàn để hàn hoặc cắt bằng ngọn lửa.

Quản lý chất lượng
Loại 1 ( khí acetylene tinh khiết) axetylen có thể có không quá 0,5% tạp chất và thường được sử dụng cho các quy trình sản xuất hóa chất. Acetylene sản xuất bởi quá trình cracking nhiệt có thể đáp ứng tiêu chuẩn này

Loại 2 (khí acetylene công nghiệp) acetylene có thể có tối đa là 2% tạp chất và thường được dùng cho hàn và cắt kim loại oxyacetylene. Acetylene sản xuất bởi quá trình phản ứng hóa học đáp ứng được tiêu chuẩn này.

CÔNG TY TNHH VẠN TẤN PHÁT chuyên cung cấp khí acetylen dùng trong công nghiệp, khí acetylen dùng trong phòng thí nghiệm với độ tinh khiết 99.6% và 99.8% đảm bả chất lượng, giá cả cạnh tranh, dịch vụ uy tín và giao hàng tận nơi trên toàn quốc.

Xem tiếp: Khí Metan

Tin xem nhiều nhất