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1、毕业论文干法乙炔生产技术及现状作者：陈进2014年2月致谢三年的读书生活在这个季节即将划上一个句号，而于我的人 生却只是一个逗号，我将面对又一次征程的开始。三年的求学生 涯在师长、亲友的大力支持下，走得辛苦却也收获满囊，在论文 即将付梓之际，思绪万千，心情久久不能平静。伟人、名人为我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和赞美献给一位平凡的 人，我的导师。我不是您最出色的学生，而您却是我最尊敬的老 师。您治学严谨，学识渊博，思想深邃，视野雄阔，为我营造了 一种良好的精神氛围。授人以鱼不如授人以渔，置身其间，耳濡 目染，潜移默化，使我不仅接受了全新的思想观念，树立了宏伟 的学术目标，领会了基本的思考
2、方式，从论文题目的选定到论文 写作的指导，经由您悉心的点拨，再经思考后的领悟，常常让我有 “山重水复疑无路，柳暗花明又一村”。感谢我的爸爸妈妈，焉得谖草，言树之背，养育之恩，无以 回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿。在论文即将完成之 际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有 多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受 我诚挚谢意！最后再一次感谢所有在毕业设计中曾经帮助过我的良师益友 和同学，以及在设计中被我引用或参考的论著的作者。摘要干法乙炔工艺比较传统湿法乙炔制备来说，是使用略多于理论量 的水以雾态喷在电石粉上使水解，产生的电石渣为含水量很低的干 粉末，因此称
3、之为干法乙炔工艺，经过多年研究和改进，干 法乙炔工艺日趋成熟化关键词：市场发展 技术要求 应用前景目录目录1 弓|言2反应原理3.乙炔工艺方法简介3.1国外乙焕工艺概况3.2电石法乙焕工艺3.3烃类裂解乙焕工艺3.4国内乙焕工艺概况等）4乙炔技术方案的比较和选择4.1安全性4.2经济性4.3环保性4.4干法工艺与湿法工艺的对照4.5国内干法乙焕生产技术5结论参考文献1. 引言近年来，由于石油价格的大幅上涨，国内外石油乙烯法生产聚乙烯醇 (PVA)、聚氯乙烯(PVC)的成本也急剧上升。国内电石乙炔法生产的成本凸 显优势。2006年国内电石产量1050万吨，国内的PVA、PVC生产主要以电石乙 炔
4、法原料路线为主，电石在我国今后相当长的时期内仍然是PVA、PVC的主要原 料随着国家节能减排措施的出台及实施，传统的湿法乙炔技术明显不能适应 新的产业政策需要，而干法乙炔技术具备实现清洁生产的优势。2007年国家颁 布的氯碱(烧碱、聚氯乙烯)行业准入条件(国家发改委2007年74号) 中提出：“鼓励干法制乙炔、大型转化器、变压吸附、无汞触媒等电石法 聚氯乙烯工艺技术的开发和技术改造。”干法乙炔技术也在2007年5月被国家 环保总局列入国家先进污染防治示范技术名录和国家鼓励发展的环境保 护技术名录。干法乙炔技术从根本上消灭了电石渣废水，电石渣可直接制水 泥，环保、节能方面优势突出。事实上干法乙炔
5、工艺是一个比较简单的工艺， 但是简单的事情干好了就是不简单，干法乙炔新技术的成功是电石乙炔化工的 一次重要技术革命，电石法聚氯乙烯、聚乙烯醇生产企业的发展带来了广阔前 景。2. 反应原理1. 主要化学反应式(1) 乙块发生CaC +2H OCH=CH 个 +Ca(OH) I 222(2) 杂质反应CaO+H2O T Ca(OH) 2，MgO+H2O T Mg(OH) 2，CaS+2H2O T CA(OH)，H2S 个Ca P +6H O T 3Ca(OH) ； +2PH 个3 2223(3)乙块净化1）次氯酸钠配制2NaOH+Cl2 NaClO+NaCl+H*2）清洗H2S+4NaClO H2
6、SO4+4NaClPH3+4NaClO H3PO4+4NaCl3）碱洗H SO4+2NaOH Na SO +2H O 2242H3PO4+3NaOH - Na PO +3H O3422. 工艺流程3. 乙快工艺方法简介3.1国外乙快工艺概况1）电石法乙快工艺以煤和石灰石为原料，在电炉中高温下溶解而制得电石，其主要 成分是碳化钙。电石与水反应则得乙炔。根据电石和水加入的方法 不同，一般可分为湿法乙炔发生和干式乙炔发生两种。式乙炔发生 是将电石加入过量的水中发生乙炔地方法；干式乙炔发生是将水加 入电石里产生乙炔地方法。过去以湿法乙炔发生为主，随着环保意 识提高，国内外先进工艺为干法乙炔发生工艺。2
7、）烃类裂解法乙块工艺上世纪六、七十年代，烃类裂解乙炔有BASF法、SBA法、Montecatini 法、Huls 法、HTP 法、Wnlff 法、BASF 浸法火焰法、 AVCO电弧法等许多工艺技术投入使用。而随着乙炔工业的衰落，近 三十年来仅留下部分氧化BASF法（Sachsse-Bartholome法）及电 热工艺（Huls Arc工艺）目前国际上天然气部分氧化法制乙炔及合成气典型工艺有BASF法、SBA Kellogg法、Montecatini法等。其工艺大同小异，主要是 裂解炉型不同。目前世界大多数天然气部分氧化法采用BASF工艺。 该工艺成熟，安全系数高。3.2电石法乙炔工艺电石法又
8、分为干法和湿法两种。1）干法将水喷淋到电石，用电石分解时放出的热量来蒸发水，使产 生的水气随同乙炔气一同溢出。电石与水的比为1： 11.2，生产的 排出物一般为粉末状的消石灰。优点是生产能力大，乙炔浓度高，消耗水量少 （1.21.3kgCaC2），设备容积小，一次投资费用少，占地面 积少（为湿法发生器的1/4）。乙炔损失少，所得干的Ca（OH）2处 理方便，可进一步利用。缺点是乙炔含杂质较多，反应温度较高，操作控制较难。2）湿法湿法是将电石加入水中，放出的热量被过量的水所吸收，一般分 解1kg电石需用1015L水，反应后水温通常保持 323 353K，生产排出的废物为石灰乳（电石渣液）。优点
9、是操作平稳安全，设备构造简单，乙炔产品纯度较高，精制 简单。缺点 是要消耗大量的水，乙炔也有损失，生产设备庞大，占地面 积大，同时需要有一套处理废渣装置。3.3烃类裂解乙炔工艺从烃类裂解生产乙炔，在工业上首先是用天然气制乙炔;20世纪 60年代以后，发展了用石油烃类裂解联产乙炔、乙烯的方法。因为 由烃类裂解制取乙炔是一个强吸热反应，并且生成的乙炔在高温下极 易发生分解和聚合，所以需要在极短的时间内供给大量的反应热。通 常采用的供热方式有在气体中放电、高温固体表面辐射供热和原料 烃部分燃烧，因此将裂解方法分为电裂解法、蓄热炉裂解法和氧化裂 解法，其中氧化裂解法又分为完全燃烧法和部分氧化裂解法。乙
10、炔设 备生产的乙炔，因为烃类裂解反应过程中生成的乙炔在800C以上 可以分解为碳和氢，在600650C容易发生聚合反应，生成芳烃，所 以为了避免乙炔设备生产的乙炔裂解气在高温下的停留时间过长而 发生乙炔的分解和聚合，应使高温裂解气在反应后急速冷却至500C 以下。工业上通常采用的急冷方式有水急冷法和油急冷法。3.4国内乙炔工艺概况目前，国内电石乙炔法以湿法为主，兼有少量干法装置。虽然国 内从上世纪80年代开始引进干法技术，但从国内应用的现状来看， 干法技术的引进效果并不理想。有的装置改为干法后因为效果不理 想或装置稳定性较差，又被迫改回湿法，即使个别装置能够稳定运 行，其生产负荷也不高。电石乙
11、炔法另一个特点是电石渣和电石炉气大部分未回收利用， 一方面是需要处理电石渣量比较大，另一方面是电石炉气回收利用 比较困难。在电石乙炔的生产过程中，每生产1t乙炔约产生35- 40t含水约12%的电石渣浆，这些电石渣浆不仅占用宝贵的土地资 源，还会对附近土壤和水体造成污染，对电石渣的回收利用是业解 决环境污染问题，实现可持续发展的重要措施。近年来，贵州水晶 等一些较大型的厂家拟将电石渣用做生产水泥的原料。电石乙炔法在生产过程中还会排放大量的电石炉气，以一座 10000kVA的开放式电石炉为例，年排放废气量（以每年生产10各 月计算）达6亿标准立方米。电石炉气主要是有毒气体一氧化碳 （70%-95
12、%），氢含量较低（10%-2.5%），回收利用困难。与电石炉 气的回收利用相比，国内有多家专门的研究机构对焦炉气的回收利 用进行了多年研究，近几年以焦炉气为原料的甲醇装置逐渐增多。 而国内对电石炉气的回收利用研究是近几年的事情，研究工作相对 滞后，只有少数一些厂家用来做燃料，大部分经过简单处理后直排 大气。针对电石乙炔法这种高污染的状况，国家发改委于2007年 10月12日下发了电石行业准入条件，对采用的技术、炉型和 废气、废渣综合利用进行了严格规定。4. 技术方案的比较和选择与湿法乙炔发生相比，干法乙炔发生工艺有以下优点4.1安全性（1）加料过程中的安全性电石通过带有密封装置的计量螺旋输送器
13、连续密闭的加入发生 器，密封可靠，无需置换，无泄漏，安全可靠。（2）反应过程安全性湿法乙炔工艺反应温度为85C，干法乙炔工艺反应温度为 100C-110C，生气体中，水蒸气/乙炔体积干法乙炔工艺比湿法工 艺乙炔高。蒸汽含量高安全性高。（3）排渣过程的安全性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。（4）故障状态的安全性当系统突然停电，反应几乎立即停止。无需热和处理。任何重要设备出现故障，均由程序采用相应的措施进行处理。 遇到最严重的问题就停止加料，放映机会立即停止。4.2经济性以电石乙炔法年产14万吨PVA为基准，通过比较新工艺（干法 乙炔生产工艺）与传统工艺（湿法乙炔生
14、产工艺）在设备投资、运 行费用、人工费用、占地面积、乙炔收率、电石渣处理、水处理等 几个方面的差异来说明干法乙炔生产的经济效益。（1）基本建设投资比较干法乙炔工艺相对湿法乙炔工艺无需沉降及压滤处理。仅此一 项即可节约设备及土建投资1626万元（年产14万吨PVA，以 2007年价格计算），减少占地2800平米。计提费用包括：压滤 工段厂房225万元，沉降池土建845万元，渣浆处理土建47万 元，压滤机320万元，设备费用150万元，设他配套38万元。乙 炔发生工段的厂房没有差异，设备投资相差无几。（2）乙块收率比较由于加料是连续的，无需置换，加料时没有乙炔气体排除；排 出的电石渣是干的，没有溶
15、解损失。干法工艺比湿法工艺提高收 率2.5%，电石水解率高达99.85%，没有生电石排出。按照2.02 吨电石/吨PVA、电石价格3500元/吨计算，计算干法工艺的成本 下降168.6元，每年14万吨PVA节约成本2360万元。（3）运行费用比较湿法工艺仅压滤一项需要的总的装机容量达1100kw，电费450 万元，设备维护费约94万元。干法乙炔工艺相对湿法乙炔工艺无 需渣浆处理，所以降低了设备运行和维护费用。（4）水消耗比较干法工艺所需要的新鲜水量只有0.72吨/吨电石，全年共 消耗新鲜水22.4万吨，其余用水全部是循环使用的次氯酸 钠废液，次氯酸钠废液经依次循环使用后刚好与干法工艺用 水量达到平衡，使得乙炔车间达到零排放。而湿法工艺的耗 水量为2.38吨/吨电石（电石渣废水循环使用），全年共消 耗新鲜水74万吨。两者相比，年节水51.6万吨。（5）电石渣处理费用比较干法工艺产生的电石渣比湿法工艺压滤侯的滤饼含水量低 30%。用湿法工艺每生产1吨PVA产生电石渣滤饼3.96吨，其中 含水1.6吨，若用其生产水泥，每除掉1
