电石生产工艺学.ppt

电石生产工艺学,第一讲 电石生产概述,【教学目的】1、了解电石生产技术的起源、现状及展望； 2、掌握电石的理化性质和用途； 3、了解电石的工业标准和组成及含量； 4、了解电石生产和消费现状； 5、了解电石生产工艺。【教学重点】1、电石的理化性质和用途； 2、电石生产工艺简述。【教学难点】电石生产工艺简述【教学方法】讲授法【计划学时】6,一、 电石的理化性质、用途及电石工业标准,（一）电石简述什么是电石呢？电石的化学名称就是碳化钙，分子式是CaC2，分子量为64.1，结构式为 。（二）电石的物理性质1、纯的碳化钙几乎是无色透明的晶体，不溶于任何溶媒中。在18时相对密度为2.22，化学纯的碳化钙只能在实验室中，用加热的金属钙和纯碳使其直接化合的方法而制得。我们通常所说的电石是指工业碳化钙而言。它是由生石灰和碳素原料制得。电石中除了含大部分碳化钙外，还含有少部分杂质，这些杂质都是从原料中的杂质转移过来的。,一、 电石的理化性质、用途及电石工业标准,2、电石的外观为各种颜色的块状体，其颜色随碳化钙的含量不同而不同，有灰色的、棕黄色的或黑色的，含碳化钙较高时则呈紫色。若电石的新断面暴露在潮湿的空气中，则因吸收了空气中的水分而使断面失去光泽变成灰白色。3、电石的相对密度决定于CaC2含量。且随着碳化钙的含量减少，则相对密度增加。4、电石的熔点也随碳化钙的含量改变而改变，纯碳化钙的熔点为2300，工业碳化钙的含量一般为80左右，其熔点常在2000左右。工业碳化钙有两个最低熔点，第一个是相,一、 电石的理化性质、用途及电石工业标准,当于含碳化钙69与含氧化钙31的混合物，第二点是相当于含碳化钙35.6与氧化钙64.4的混合物。由此可知，影响电石熔点的因素不仅是碳化钙的含量，其它杂质如氧化铝、氧化硅与氧化镁等杂质也有影响。 5、电石能导电，其导电性与电石纯度有关，碳化钙含量越高，导电性能越好；反之越差。当碳化钙含量下降到6570%时，导电性能达到最低值。同时，电石的导电性也与温度有关，温度越高，导电性则越好。,一、 电石的理化性质、用途及电石工业标准,（三）电石的化学性质1、在无水的条件下，电石在氢气流中加热至2200以上时，有相当量的乙炔和金属钙生成(CaC2+H2=Ca+C2H2)。2、干燥的氧气在高温下氧化碳化钙而生成碳酸钙(CaC2+O2=CaCO3+CO)。3、粉状电石与氮气在加热条件下反应生成氰氨化钙（CaC2+N2=CaCN2+C）。除此之外，氯、溴、硫、氨、磷、氯化氢和乙醇等等物质在一定条件下均能与电石发生化学反应，生成相应的化学物质。,（四）电石的用途,电石的最先用途是照明、金属的切割与焊接，进入20世纪，随着生产石灰氨(氰氨化钙)的工艺问世后，进一步推广了电石的用途，如今，电石的用途更加广泛，成为有机合成工业、钢铁脱硫和制造乙炔的重要原料，尤其是近年来，乙炔在化工行业的广泛使用和国际石油价格的节节攀升，电石法乙炔备受国内外化工行业的关注，呈现出美好的应用前景。具体用途如下：,（四）电石的用途,1、为有机合成化学之基本原料。生产一系列乙炔化学产品：乙醛。醋酸、乙烯、氯乙烯、三氯乙烯及其衍生物，合成苯，合成纤维，合成橡胶，合成树脂等。生产Ca(CN)2等一系列产品：氰化物，尿素，双氰胺，三聚氰胺，胍，及塑料制品等。2、制取乙炔炭黑，应用于导电橡胶，干电池阳极合剂等。3、金属焊接，切割、及照明。4、钢铁脱硫。,（四）电石的用途,5、用做催化剂。用CaC2和MoO3为催化剂在250下使乙烯高压聚合；用CaC2和Cr2O3于110120，40atm 乙烯和丙烯共聚做催化剂；用CaC2和碱做催化剂，在150，30atm下用C2H2使咔唑乙烯化；用CaC2和碱做助催化剂使醇类乙烯化；制备环辛烯（C8H8）时做助催化剂。,（四）电石的用途,6、生产非铁金属。煅烧镁盐（89%MgO）加入CaC2（1.88份）CaF2（0.1份）于真空下加热至1140，可得到纯度为99.9%的金属镁，收率80%；在真空下用电石还原ZnO、ZnCl2、ZnS得Zn；CaC2+ZnOZn+CaO+2CCaC2+ZnCl2Zn+CaCl2+2CCaC2+ZnSZn+CaS+2C碱土金属及Mn、Cr、W、Zr的氧化物均可在加热下用CaC2还原法制取；,（四）电石的用途,以NaCl（或CaCl2）为助熔剂，以CaC2为还原剂于810下，还原Zn、Ti、Zr的氧化物或硫化物而得到粉末金属Zn、Ti、Zr；Cu、Pb、Zr的氯化物与CaC2和CaO的混合物加热还原而得其金属；于高温800用CaC2和H2还原TiCl4可得纯品TiC；CaC2+3H2+2TiCl4TiC +CaCl2+6HCl于900，低压，从碱金属、碱土金属的氟化物用CaC2还原得其金属。,（四）电石的用途