电石生产工艺事故分析

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1、安全工程创新训练（1*9）题目：电石生产工艺事故树分析学院化学与材料工程年级2014级专业安全工程班级学号：学生姓名： 指导教师*职称副教授论文提交日期2016.12.71、电石理化性质：矿石为黄褐色或黑色的块状固体，纯品为白色晶体(含CaC2较高的是紫色)。密度2.22克/立方厘米，熔点2300（与CaC2含量有关），遇水立即发生激烈反应，生成乙炔，并放出热量，电石含量不同熔点也随之变化。杂质：因电石中常含有砷化钙(Ca3 As2)、磷化钙(Ca3 P2)等杂质，与水作用时同时放出砷化氢(AsH3 )、磷化氢(PH3 )等有毒气体，因此使用由电石产生的乙炔有毒。晶体结构：CaC2最常见的晶型

2、属四方晶系，在298K到720K之间稳定，四方CaC2的晶体结构类似NaCl型，但由于:CC:2-离子呈椭圆形，定向排列，晶体属四方晶系。在CaC2晶体的:CC:2-离子中，C-C距离为120pm，相当于碳碳叁键的键长，Ca和C间的距离为259和282pm。12、制法：反应方程式：CaO + 3C CaC2 + CO , H = +465.7kJ/mol这是一个强吸热反应，故需在2100-2500K的电炉中进行。1 工业上一般使用电炉熔炼法与氧热法，电炉熔炼法是将焦炭与氧化钙(分子式 CaO)置于2200左右的电炉中熔炼，生成碳化钙(分子式CaC2)。氧热法：即：高炉富氧氧热法熔炼CaC2 (

3、电石) 、石灰石中提取炭、高温低压煤气发生炉。此一炉三使用工艺技术，使 CaC2生产综合利用了煤气化过程中的余热和煤灰，煤灰加配料熔融后生成CaC2和硅铁（提纯CaC2时）；“高温低压”煤气发生炉，使煤气的产（发）生自然化。每熔炼一吨80% CaC2，从石灰石中提取纯炭168kg左右，产生煤气（CO在55%95%）60002600 m3，可生产4.5吨左右的甲醇。富氧既提高炉温又提高了煤气的CO质量，氧气尤为一举两用，煤热能利用后的煤气，用于煤化工或清洁发电。此工艺为无消耗能源型和无污染型的CaC2生产和煤气生产。密闭操作，全面排风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴

4、自吸过滤式防尘口罩，戴化学安全防护眼镜，穿化学防护服，戴橡胶手套。避免产生粉尘。避免与酸类、醇类接触。尤其要注意避免与水接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。3、工艺流程（1）原料贮运（a）原料石灰石（粒度：60150mm）、焦炭（粒度：25mm）、无烟煤（粒度：25mm）、焦炭（粒度：2550mm）由汽车运进厂，分别卸入厂内各自的原料棚库。存量按7天设计。（b）石灰石日用量约1000吨。石灰石上料时，用装载机把石灰石从料棚运至地下受料坑，再用胶带运输机经转运站运至石灰生产工段的石灰石料仓中。（c）焦炭日用量约360吨和石灰窑用82吨。焦炭

5、上料时，用装载机把焦炭从料棚运至地下受料坑，再用胶带运输机经转运站运至炭材干燥工段的焦炭料仓中。 （2）石灰生产料仓中的石灰石和焦碳或无烟煤由电机振动给料机送至称量斗，一定配比的混合料由胶带运输机送至石灰窑上料斗，卷扬机带动料斗至石灰窑顶，物料进入石灰窑，在窑内煅烧。粒度为45140mm石灰从窑底经胶带运输机运出，经双齿辊式破碎机破碎后粒度为50mm，然后用斗提机送至配料站。窑顶尾气经布袋除尘后接烟囱排空。（3）炭材干燥焦炭中间缓冲仓的焦炭由电机振动给料机送至焦炭干燥窑，干燥后，由胶带输送机（耐高温胶带）、斗式提升机送至配料站。在配料站，经振动筛分级后（筛上粒度：525mm，筛下粒度：05mm

6、）由胶带输送机（可逆）分别送至焦炭块仓及焦炭粉仓。（4）电石生产（a）电炉进料合格粒度的石灰、焦炭由仓口分别经配料站块料仓下的振动给料机又经称重斗，按合适的重量配比，由振动给料机分三层经带式输送机、斗式提升机送至电石生产厂房，分别通过电石炉的环形加料机进入炉料贮斗。电炉炉料共有12个贮仓，贮仓中的混合物料经过向下延伸的料管及炉盖上的进料口靠重力连续进入炉中。（b）空心电极加料混合粉料由混合粉料仓下部进入三根电极的螺旋输送机，再经橡胶软管与中央快开接头加入空心电极内筒，直接进入电炉高温熔融区，粉料加入量占炉料消耗量的1015%左右，粉料配比可调节。（c）电极糊加料装在电极糊盛斗内的破碎好的电极糊

7、（100mm以下），经单轨吊从地面提升到各电极筒顶部倒入电极筒内。电能由变压器和导电系统经自焙电极输入炉内，石灰和炭素原料在电阻电弧产生的高温（20002200）下转变成电石。冶炼好的电石，每隔一小时左右从炉口出炉一次，熔融电石流入牵引小车上的电石锅内，由卷扬机将小车拉到冷破厂房进行冷却破碎。（5）电石冷却液态电石注入电石锅经牵引小车送至冷却厂房。由桥式起重机将电石锅用吊具从小车上吊出，放置在“热锅预冷区”。冷却两小时后，将电石砣从锅内吊出放置在冷却区继续冷却，当冷却到80以下时，用汽车运往聚氯乙烯装置。 二、生过烧石灰在电石生产中的影响1.生烧石灰的判别 在石灰生产过程中，在石块中心温度没有

8、达到815，碳酸钙还来不及分解，就从窑内卸出来了，这样的石灰叫生烧石灰。 2.生烧石灰的影响 在电石炉内生烧石灰中碳酸钙要进一步分解成石灰，再与焦炭反应生成电石。分解碳酸钙需要热量，这个热量就要由电来供给，这样就增加了电石生产的电耗。生烧中有二氧化碳成分，实际改变了炉料配比。生烧率变化，要影响炉料配比，打乱电石正常生产秩序。因此，要求生烧率越低越好。 3.过烧石灰的影响 石灰石分解放出二氧化碳以后，不但产生许多孔，而且体积还要缩小10%15%。如果石灰石在窑内停留时间过长或温度过高，那么，石灰石的结晶单元就逐渐排列得整齐起来，它的体积就缩小了。原来疏松多孔的石灰就变成坚硬的石灰，体积比原来缩小

9、43%左右，这样的石灰就是过烧石灰。 过烧石灰坚硬致密，活性差，降低了反应速度，并且体积缩小以后，接触面积也减少，引起炉料电阻的下降，电极容易上抬，对电石生产操作也是不利的。所以过烧石灰也要尽量减少三、工艺简介：电石化学名为碳化钙(CaC2)，是碳与金属钙化合而成。人们常说的电石是工业碳化钙，它还含有一些其它杂质。极纯的碳化钙呈天蓝色。 早先电石只用于矿工点灯，金属焊接与切割。基本有机合成工业的发展，曾促进了电石工业的发展。目前电石主要有三个用途： 电石水解制乙炔，CaC2+H2OC2H2+Ca(OH)2； 电石与氮气反应制取氰胺化钙，CaC2+N2CaCN2+C； 生铁水与钢水的脱硫CaC2

10、+SFeCaS+2CFe 。当今，由于乙炔为基础的有机合成工业的衰退，仅有几种有机化学品仍由乙炔制取，如丁炔二醇和乙炔黑。今后电石用于冶金工业脱硫将会有所增长，工业国家正要求制取无硫钢。脱硫有几种方法，如生铁水在进入转炉前，加入电石-石灰-炭混合物脱硫，可使硫含量从0.02下降到0.005，另外可在电炉炼钢时或转炉炼钢后用碳化钙脱硫，这时电石可单独使用，也可和CaSi混合使用。四、工艺危险特点：1.危害编辑：1.1健康危害损害皮肤，引起皮肤瘙痒、炎症、“鸟眼”样溃疡、黑皮病。皮肤灼伤表现为创面长期不愈及慢性溃疡型。接触工人出现汗少、牙釉质损害、龋齿发病率增高。1.2毒理学特性及环境行为燃爆危险

11、： 本品遇湿易燃。危险特性：干燥时不燃，遇水或湿气能迅速产生高度易燃的乙炔气体，在空气中达到一定的浓度时， 可发生爆炸性灾害。与酸类物质能发生剧烈反应。燃烧(分解)产物：乙炔、一氧化碳、二氧化碳。3 1.3急救措施皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。吸入：脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。3 1.4应急处理隔离泄漏污染区，限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿化学防护服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏：用砂土、

12、干燥石灰或苏打灰混合。使用无火花工具收集于干燥、洁净、有盖的容器中，转移至安全场所。大量泄漏：用塑料布、帆布覆盖。与有关技术部门联系，确定清除方法。1.5灭火方法：禁止用水或泡沫灭火。二氧化碳也无效。须用干燥石墨粉或其它干粉(如干砂)灭火。3 1.6非法催熟在德里Azadpur Mandi市场，苹果贩布希姆(Bhim)承认多年来一直在向苹果中注入化学物质碳化钙，以帮助这些产于喜马拉雅山脚下的苹果催熟后进入市场。尽管印度食品安全标准局禁止使用碳化钙，因为碳化钙可能导致癌症，但此举仍屡禁不止。4 1.7储藏编辑储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。远离火种、热源。相对湿度保持在75%以下。包装必须密封

13、，切勿受潮。应与酸类、醇类等分开存放，切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物。2.应急处理处置方法: 2.1泄漏应急处理 隔离泄漏污染区，限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给式呼吸器，穿消防防护服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏：用砂土、干燥石灰或苏打灰混合。使用无火花工具收集于干燥、洁净、有盖的容器中。转移至安全场所。大量泄漏：用塑料布、帆布覆盖，减少飞散。与有关技术部门联系，确定清除方法。 2.2防护措施 呼吸系统防护：作业时，应该佩戴自吸过滤式防尘口罩。 眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。 身体防护：穿化学防护服。 手防护：戴橡胶手套。 其它：工作现场严禁吸烟。注意个人清洁卫生。 2.

14、3急救措施 皮肤接触：立即脱去被污染的衣着，用大量流动清水冲洗，至少15分钟。就医。 眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。 吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。 食入：饮足量温水，催吐，就医。 五、危险危害全密闭加热法制电石以生石灰和焦炭为原料,生产工艺主要包括原料贮存、石灰破碎、焦炭干燥、电石生产、固态电石冷却、破碎、储存以及电极壳制造、炉气净化回收和石灰烧制等几个部分, 并可大体划分为原料处理、配料、电石炉反应制电石和尾气处理4个单元。生产过程中所用原料、副产品和产品涉及多种危险物质

15、, 其中主要有焦炭、电石、乙炔、电石炉气(主要成分为: 一氧化碳75% 90% , 氢气2% 7% )等, 生产工艺较为复杂。因此在危险、有害因素识别中针对主要危险物质的特性、工艺过程、公用工程及辅助设施进行分析。石灰烧制的石灰窑, 以电石炉气为能源, 烧制石灰, 生产过程中涉及到高温、明火和有毒、易燃的CO 气体, 也需要对其进行危险、有害因素分析。1. 1. 1 原料贮存电石生产主要原料焦炭、石灰、电极糊均由汽车运入厂区, 经地中衡计量后贮存。焦炭采用露天堆场和焦棚贮存; 石灰采用料仓贮存; 电极糊贮存在电极糊厂房内。焦炭干燥时由装载机送到受料斗中, 经带式输送机及斗式提升机送到破碎筛分楼筛分, 5 25 mm通过带式输送机送至焦炭干燥中间料仓。0 5 mm的焦末集中后送至电厂、空心电极或炭材干燥焦粉仓供热风炉使用; 石灰需要时经带式输送机送至石灰破碎筛分楼破碎筛分。破碎后8 45mm的石灰用大倾角输送机送至配料站配料。0 8mm的石灰送至石灰粉仓, 供空心电极使用; 电极糊经破碎机破碎后用专用小车运往电石炉厂房。