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1、电石、乙炔等材料的物化性质一.产品及原料的物化性质1. 产品（乙炔）1.1 物理性质1.1.1 在常温常压下，纯乙炔为无色芳香气味的易燃气体，工业品 因含硫化氢，磷化氢等杂质而有毒，并且具有特殊刺激性臭味。微溶 于水，溶于乙醇、苯、丙酮等许多有机溶剂中，溶解度随温度升高而 降低，比空气略轻。乙炔与空气能在很宽的范围内（2.3-81 ）X 10-2 形成爆炸混合物，爆炸迟滞时间只有0.017 秒。1 . 1 . 2主要物理常数密度：（0C, 100kpa）1.17 kte3比重： （对空气） 0.9056（对氧气） 0.8194自燃点： 305C沸点： （或冷凝点） 83.66C熔点： （或凝固
2、点） 85C临界温度： 35.7C1.2 化学性质1.2.1 乙炔是最简单的炔烃，又称电石气，分子式 C2H2 ，结构式H-C三C-H,乙炔中心C原子采用sp杂化。分子量26.4,纯乙炔在空 气中燃烧2100度左右，在氧气中燃烧可达3600度。1.2.2 乙炔分子中碳与碳是三键相连,所以化学性质非常活泼。易发 生加成、氧化、聚合、金属取代等各种反应，还能与许多有机物进行 反应。a、加成反应：可以跟B、比、HX等多种物质发生加成反应。例如与Br2的加成， 现象：可以使溴水褪色或Br2的CCL溶液褪色。利用乙炔与HCL加成， 在加热和催化剂的作用下，就可以得到氯乙烯单体，再通过聚合反应 就能得到通
3、常所说的聚氯乙烯（PVC）。b、氧化反应：可燃性：2C2H2+5O24CO2+2H2O （条件：点燃），现象：火焰明亮、 带浓烟，燃烧时火焰温度很高（3000C）,用于气焊和气割。其火焰 称为氧炔焰。被 KMnO4 氧化：能使紫色酸性高锰酸钾溶液褪色。c、聚合反应：由于乙炔与乙烯都是不饱和烃，所以化学性质基本相 似。在适宜条件下，三分子乙炔能聚合成一分子苯。但苯的产量不高， 副产物又多。如果利用钯等过渡金属的化合物作催化剂，乙炔和其他 炔烃可以顺利地生成苯及其衍生物。在一定条件下，乙炔也能与烯烃一样，聚合成高聚物聚乙炔。d、金属取代反应（可用于乙炔的定性鉴定）： 将其通入硝酸银或氯化亚铜氨水溶
4、液，立即生成白色乙炔银（AgC三CAg）和棕红色乙炔亚铜（CuC三CCu）沉淀，可用于乙炔的 定性鉴定。其他化学特性：乙炔与铜、银、汞（水银）等金属或其盐类长期接触时，会生成 乙炔铜（Cu2C2）和乙炔银（Ag2C2）等爆炸性混合物，当受到摩擦、 冲击时会发生爆炸。因此，凡供乙炔使用的器材都不能用银和含铜量 70%以上的铜合金制造。1.2.3 乙炔在下列情况下可以发生爆炸：a. 高温（550C）、加压（1.5Mpa 表压）。b. 与空气混合，在2.3-81%范围内，特别是在含7-13%时。c. 与氧气混合，在2.5-93%范围内，特别是在含30%时。d. 和能与它起反应的物质混合时，如与氯气混
5、合时在日光下就 能爆炸。e. 与铜、银、汞接触生成相应的金属化合物时可因撞击发生爆 炸。1.3 乙炔的用途：乙炔可用以照明、焊接及切断金属（氧炔焰），也是制造乙醛、醋 酸、苯、合成橡胶、合成纤维等的基本原料。在 20 世纪 60 年代前，乙炔是有机合成的最重要原料，现仍为重 要原料之一。如与氯化氢、氢氰酸、乙酸加成，均可生成生产高聚物 的原料。1.4 产品规格1.4.1粗乙炔纯度2 98%（v%）（开车阶段$95%）。1.4.2 硫、磷含量:取决于电石质量。1.5 乙炔对人身的影响1.5.1 纯净的乙炔没有毒性。只是单纯的窒息性物质。所以， 浓度高时会有因为氧气不足而窒息的危险。1.5.2 急
6、性作用的情况， 20以上的乙炔存在于呼吸的空气 中的话，可利用的氧气减少，会产生呼吸困难或轻度头疼， 40 以上的话会导致虚脱。局部没有作用。1.5.3 慢性作用的情况，体内持续慢性氧气不足的话会导致 慢性内窒息状态。局部没有作用。1.5.4 乙炔中如果有很多不纯物质的话(特别是磷化氢、硫 化氢等)，会加速中毒现象或某些病状的发生。1.6 卫生上的预防及急救措施在使用乙炔时要特别注意换气， 任何时候都要保证乙炔浓度在2.3%(Vol)以下。这是防止爆炸所必需的，只要严守这一 点就不会危害到健康。在进入有高浓度乙炔的密闭区时，要采取以下措施，佩戴相 应装备：a. 佩戴软面具，强制送风机，自我保护
7、式呼吸工具等装备.b. 出现中毒现象时，需转移到洁净的空气中，吸入氧气并且 进行人工呼吸，同时要立即就医。2. 原材料说明：2.1 电石2.1.1 电石的物化性质纯净的碳化钙几乎是无色透明的结晶体，其 分子式为：CaC2, 分子量为： 64.10。通常说的电石是指工业碳化钙，按其纯度不 同有灰色、棕色、黑色或紫色，纯度高时为紫色，暴露在空气中 吸收水分后即失去光泽，变成灰白色粉末，品质降低，最终变质 失效。纯净碳化钙密度为 2.22g/cm3 （纯度80X10-2的碳化钙 密度为2.324g/cm3 ）,熔点2300 C（纯度80 X 10-2的碳化钙熔 点为2000 C）,堆积密度：粒度80
8、mm为1.1-1.3t/m3，碳化钙 不溶于所有的有机溶剂。碳化钙的化学性质活泼，能与许多气体、液体在适当的温度 下发生化学反应。与水反应生成乙炔和氢氧化钙，并放出热量（生 成热：H298=14.1 土2千卡/克分子）。含杂质磷化钙过多的碳 化钙遇水产生磷化氢，极易爆炸。杂质：因电石中常含有砷化钙（Ca As）、磷化钙（Ca P）等杂3232质，与水作用时同时放出砷化氢（AsH ）、磷化氢（PH ）等有毒气33体，因此使用由电石产生的乙炔有毒 ）。2.1.2电石应用反应原理：CaC +2H O=Ca（OH） +C H f2 2 2 2 2CaC2能导电，纯度越高，导电越易。2.1.2.1 电石
9、与水反应生成的乙炔可以合成许多有机化合物例如：合成橡胶、 人造树脂、丙酮、烯酮、炭黑等；同时乙 炔一氧焰广泛用于金属的焊接和切割。2.1.2.2 加热粉状电石与氮气时，反应生成氢氨化钙，即石灰氮， 加热石灰氮与食盐反应生成的氢熔体用于采金及有色金属工业。2.1.2.3 电石本身可用于钢铁工业的脱硫剂。2.1.2.4生产聚氯乙烯（PVC ,电石法生产聚氯乙烯利用电石（碳化钙CaC ）,遇水生成乙炔（CH ）,将乙炔与氯化氢（HCl ）合成2 2 2制出氯乙烯单体（ CH2CHCl ），再通过聚合反应使氯乙烯生成聚氯 乙烯。2.1.2.5 旧时矿工下矿，将电石放入铁罐织中利用生成的乙炔（C2H2
10、）制作成电石灯。2.1.3 电石制法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 （电石）、石灰石中提取炭、高温低压煤气发生炉。2.1.4 电石的质量指标：项目指标优等品一等品合格品发牛量(20C,1013kpa), (1/kg)粒度80-20030528525550-803152852555-603002802505-503002802502.1.5 危害健康危害：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
11、触 工人出现汗少、牙釉质损害、龋齿发病率增高。燃爆危险：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。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。2.2 氮气2.2.1 氮气的物化性质氮气，化学式为N2，通常状况下是一种无色无味的气体，且 通常无毒，比空气轻 ,与
12、空气相比 ,比重为 0.967 。在标准情况下 的气体密度是 1.25g/L ，难溶于水，氮气占大气总量的 78.12% （体积分数），是空气的主要成份。在 标准大气压下，冷却至 -195.8 C时，变成没有颜色的液体，冷却至-209.8 C时，液态氮 变成雪状的固体。由氮分子中三键键能很大，不容易被破坏，因 此其化学性质十分稳定， 常温下很难跟其他物质发生反应 ，只有 在高温高压并有催化剂存在的条件下， 氮气可以和氢气反应生成 氨。2.2.2 氮气用途2.2.2.1 化工合成氮主要用于合成氨，反应式为 N2+3H2 2NH3（ 条件为高压， 高温、和催化剂。反应为可逆反应） ，还是合成纤维、
13、合成树脂、 合成橡胶等的重要原料。氮是一种营养元素还可以用来制作化 肥。例如：碳酸氢铵 NH4HCO3 ，氯化铵 NH4Cl ，硝酸铵 NH4NO3 等 等。2.2.2.2 用于汽车轮胎 氮气几乎为惰性的双原子气体，化学性质极不活泼，气体分 子比氧分子大，不易热胀冷缩，变形幅度小，其渗透轮胎胎壁的 速度比空气慢约3040%，能保持稳定胎压，提高汽车轮胎形式 的稳定性和舒适性，防止爆胎和缺气碾行， 延长轮胎的使用寿命。2.2.2.3 其他作用由于氮的化学惰性，常用作保护气体 ，如：瓜果，食品，灯 泡填充气。以防止某些物体暴露于空气时被氧所氧化，用氮气填 充粮仓，可使粮食不霉烂、不发芽，长期保存。
14、液氮还可用作 深 度冷冻剂 。高纯氮气用作色谱仪等仪器的载气 。用作铜管的光亮 退火保护气体。跟高纯氦气、高纯二氧化碳一起用作激光切割机 的激光气体。氮气也作为食品保鲜保护气体的用途。 在化工行业， 氮气主要用作保护气体、 置换气体、洗涤气体、安全保障气体。2.2.3 氮气的危险性危险性类别：第 2.2 类 惰性气体侵入途径：吸入健康危害：空气中氮气含量过高，使吸入气氧分压下降，引起 缺氧窒息。吸入氮气浓度不太高时，患者最初感胸闷、气短、疲 软无力；继而有烦躁不安、极度兴奋、乱跑、叫喊、神情恍惚、 步态不稳，称之为“氮酩酊”，可进入昏睡或昏迷状态。吸入高 浓度，患者可迅速昏迷、因呼吸和心跳停止
15、而死亡。2.2.4 氮气中毒的预防和急救措施预防：(1) 生产场所需加强机械通风，凡进入经氮气作气体置换的容 器、反应釜等通风不良处工作，应 作充分机械通排风处理， 有条件者应进行工作点氧含量测定。(2) 加强个人防护，需进入氮气柜或在高氮低氧环境中工作， 应佩戴送风式或供氧式防毒面具。(3) 加强管理，严格执行安全卫生管理制度和操作规程，进入 高氮低氧环境中工作时应有专人监护， 并随时与作业人员保持联 系。急救措施：(1) 脱离现场，给予新鲜空气或氧气吸入 病人如有昏迷、呼吸抑制等情况，可投用呼吸兴奋剂、给予机械呼吸，并尽速转往医院抢救。(2) 病人如出现呼吸心跳停止、应立即进行心肺脑复苏，即维 持呼吸道通畅、进行人工通气及心外按压、药物治疗，关键是在 呼吸心跳恢复后早期防治缺氧性脑损伤。2.2.5氮气使用要求：高纯氮$99.999%；工业级一级$99.5%；二级$98.5%； 一般钢瓶氮气纯度要求 99.7%。2.3 蒸汽亦称“水蒸气”。根据压力和温度对各种蒸汽的分类为：饱和 蒸汽，过热蒸汽。蒸汽主要用途有加热 /加湿；还可以产生动力； 作为机器驱动等。2.3.1 饱和
