電石乙炔的性質(zhì)(一)

電石、乙炔等材料的物化性質(zhì)一.產(chǎn)品及原料的物化性質(zhì)1.產(chǎn)品（乙炔）1.1物理性質(zhì)1.1.1在常溫常壓下，純乙炔為無色芳香氣味的易燃氣體，工業(yè)品因含硫化氫，磷化氫等雜質(zhì)而有毒，并且具有特殊刺激性臭味。微溶于水，溶于乙醇、苯、丙酮等許多有機溶劑中，溶解度隨溫度升高而降低，比空氣略輕。乙炔與空氣能在很寬的范圍內(nèi)（2.3-81）×10-2形成爆炸混合物，爆炸遲滯時間只有0.017秒。1.1.2主要物理常數(shù)密度：(0℃，100kpa)1.17㎏∕m3比重：(對空氣)0.9056(對氧氣)0.8194自燃點：305℃沸點：(或冷凝點)－83.66℃熔點：(或凝固點)－85℃臨界溫度：35.7℃1.2化學性質(zhì)1.2.1乙炔是最簡單的炔烴，又稱電石氣，分子式C2H2，結(jié)構(gòu)式H-C≡C-H，乙炔中心C原子采用sp雜化。分子量26.4，純乙炔在空氣中燃燒2100度左右，在氧氣中燃燒可達3600度。1.2.2乙炔分子中碳與碳是三鍵相連,所以化學性質(zhì)非?；顫?。易發(fā)生加成、氧化、聚合、金屬取代等各種反應(yīng)，還能與許多有機物進行反應(yīng)。a、加成反應(yīng)：可以跟Br?、H?、HX等多種物質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)。例如與Br?的加成，現(xiàn)象：可以使溴水褪色或Br?的CCl?溶液褪色。利用乙炔與HCL加成，在加熱和催化劑的作用下，就可以得到氯乙烯單體，再通過聚合反應(yīng)就能得到通常所說的聚氯乙烯（PVC）。b、氧化反應(yīng)：可燃性：2C?H?+5O?→4CO?+2H?O（條件：點燃），現(xiàn)象：火焰明亮、帶濃煙，燃燒時火焰溫度很高（>3000℃），用于氣焊和氣割。其火焰稱為氧炔焰。被KMnO4氧化：能使紫色酸性高錳酸鉀溶液褪色。c、聚合反應(yīng)：由于乙炔與乙烯都是不飽和烴，所以化學性質(zhì)基本相似。在適宜條件下，三分子乙炔能聚合成一分子苯。但苯的產(chǎn)量不高，副產(chǎn)物又多。如果利用鈀等過渡金屬的化合物作催化劑，乙炔和其他炔烴可以順利地生成苯及其衍生物。在一定條件下，乙炔也能與烯烴一樣，聚合成高聚物-----聚乙炔。d、金屬取代反應(yīng)（可用于乙炔的定性鑒定）：將其通入硝酸銀或氯化亞銅氨水溶液，立即生成白色乙炔銀（AgC≡CAg）和棕紅色乙炔亞銅（CuC≡CCu）沉淀，可用于乙炔的定性鑒定。其他化學特性：乙炔與銅、銀、汞（水銀）等金屬或其鹽類長期接觸時，會生成乙炔銅（Cu2C2）和乙炔銀（Ag2C2）等爆炸性混合物，當受到摩擦、沖擊時會發(fā)生爆炸。因此，凡供乙炔使用的器材都不能用銀和含銅量70%以上的銅合金制造。1.2.3乙炔在下列情況下可以發(fā)生爆炸：a.高溫(>550℃)、加壓(>1.5Mpa表壓)。b.與空氣混合，在2.3-81%范圍內(nèi)，特別是在含7-13%時。c.與氧氣混合，在2.5-93%范圍內(nèi)，特別是在含30%時。d.和能與它起反應(yīng)的物質(zhì)混合時，如與氯氣混合時在日光下就能爆炸。e.與銅、銀、汞接觸生成相應(yīng)的金屬化合物時可因撞擊發(fā)生爆炸。1.3乙炔的用途：乙炔可用以照明、焊接及切斷金屬（氧炔焰），也是制造乙醛、醋酸、苯、合成橡膠、合成纖維等的基本原料。在20世紀60年代前，乙炔是有機合成的最重要原料，現(xiàn)仍為重要原料之一。如與氯化氫、氫氰酸、乙酸加成，均可生成生產(chǎn)高聚物的原料。1.4產(chǎn)品規(guī)格1.4.1粗乙炔純度≧98%(v%)（開車階段≥95%）。1.4.2硫、磷含量:取決于電石質(zhì)量。1.5乙炔對人身的影響1.5.1純凈的乙炔沒有毒性。只是單純的窒息性物質(zhì)。所以，濃度高時會有因為氧氣不足而窒息的危險。1.5.2急性作用的情況，20％以上的乙炔存在于呼吸的空氣中的話，可利用的氧氣減少，會產(chǎn)生呼吸困難或輕度頭疼，40％以上的話會導致虛脫。局部沒有作用。1.5.3慢性作用的情況，體內(nèi)持續(xù)慢性氧氣不足的話會導致慢性內(nèi)窒息狀態(tài)。局部沒有作用。1.5.4乙炔中如果有很多不純物質(zhì)的話（特別是磷化氫、硫化氫等），會加速中毒現(xiàn)象或某些病狀的發(fā)生。1.6衛(wèi)生上的預(yù)防及急救措施在使用乙炔時要特別注意換氣，任何時候都要保證乙炔濃度在2.3％（Vol）以下。這是防止爆炸所必需的，只要嚴守這一點就不會危害到健康。在進入有高濃度乙炔的密閉區(qū)時，要采取以下措施，佩戴相應(yīng)裝備：a.佩戴軟面具，強制送風機，自我保護式呼吸工具等裝備.b.出現(xiàn)中毒現(xiàn)象時，需轉(zhuǎn)移到潔凈的空氣中，吸入氧氣并且進行人工呼吸，同時要立即就醫(yī)。2.原材料說明：2.1電石2.1.1電石的物化性質(zhì)純凈的碳化鈣幾乎是無色透明的結(jié)晶體，其分子式為：CaC2，分子量為：64.10。通常說的電石是指工業(yè)碳化鈣，按其純度不同有灰色、棕色、黑色或紫色，純度高時為紫色，暴露在空氣中吸收水分后即失去光澤，變成灰白色粉末，品質(zhì)降低，最終變質(zhì)失效。純凈碳化鈣密度為2.22g/cm3（純度80×10-2的碳化鈣密度為2.324g/cm3），熔點2300℃（純度80×10-2的碳化鈣熔點為2000℃），堆積密度：粒度<80mm為1.1-1.3t/m3，碳化鈣不溶于所有碳化鈣的化學性質(zhì)活潑，能與許多氣體、液體在適當?shù)臏囟认掳l(fā)生化學反應(yīng)。與水反應(yīng)生成乙炔和氫氧化鈣，并放出熱量（生成熱：△H298=14.1±2千卡/克分子）。含雜質(zhì)磷化鈣過多的碳化鈣遇水產(chǎn)生磷化氫，極易爆炸。雜質(zhì)：因電石中常含有砷化鈣(Ca3As2)、磷化鈣(Ca3P2)等雜質(zhì)，與水作用時同時放出砷化氫(AsH3)、磷化氫(PH3)等有毒氣體，因此使用由電石產(chǎn)生的乙炔有毒)。2.1.2電石應(yīng)用反應(yīng)原理：CaC2+2H2O==Ca(OH)2+C2H2↑CaC2能導電，純度越高，導電越易。電石與水反應(yīng)生成的乙炔可以合成許多有機化合物例如：合成橡膠、人造樹脂、丙酮、烯酮、炭黑等；同時乙炔一氧焰廣泛用于金屬的焊接和切割。加熱粉狀電石與氮氣時，反應(yīng)生成氫氨化鈣，即石灰氮，加熱石灰氮與食鹽反應(yīng)生成的氫熔體用于采金及有色金屬工業(yè)。電石本身可用于鋼鐵工業(yè)的脫硫劑。生產(chǎn)聚氯乙烯（PVC），電石法生產(chǎn)聚氯乙烯利用電石（碳化鈣CaC2），遇水生成乙炔（C2H2），將乙炔與氯化氫（HCl）合成制出氯乙烯單體（CH2CHCl），再通過聚合反應(yīng)使氯乙烯生成聚氯乙烯。舊時礦工下礦，將電石放入鐵罐織中利用生成的乙炔（C2H2）制作成電石燈。2.1.3電石制法工業(yè)上一般使用電爐熔煉法與氧熱法，電爐熔煉法是將焦炭與氧化鈣(分子式CaO)置于2200℃左右的電爐中熔煉，生成碳化鈣(分子式CaC2)。氧熱法：即：高爐富氧氧熱法熔煉CaC2(電石)、石灰石中提取炭、高溫低壓煤氣發(fā)生爐。2.1.4電石的質(zhì)量指標：項目指標優(yōu)等品一等品合格品發(fā)生量（20℃1013kpa），（1/kg）粒度80-20030528525550-803152852555-603002802505-503002802502.1.5危害健康危害：損害皮膚，引起皮膚瘙癢、炎癥、“鳥眼”樣潰瘍、黑皮病。皮膚灼傷表現(xiàn)為創(chuàng)面長期不愈及慢性潰瘍型。接觸工人出現(xiàn)汗少、牙釉質(zhì)損害、齲齒發(fā)病率增高。燃爆危險：本品遇濕易燃。危險特性：干燥時不燃，遇水或濕氣能迅速產(chǎn)生高度易燃的乙炔氣體，在空氣中達到一定的濃度時，可發(fā)生爆炸性災(zāi)害。與酸類物質(zhì)能發(fā)生劇烈反應(yīng)。急救措施：皮膚接觸：立即脫去污染的衣著，用大量流動清水沖洗至少15分鐘，就醫(yī)。眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘,就醫(yī)。吸入：脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸,就醫(yī)。2.2氮氣2.2.1氮氣的物化性質(zhì)氮氣，化學式為N2，通常狀況下是一種無色無味的氣體，且通常無毒，比空氣輕,與空氣相比,比重為0.967。在標準情況下的氣體密度是1.25g/L，難溶于水，氮氣占大氣總量的78.12%（體積分數(shù)），是空氣的主要成份。在標準大氣壓下，冷卻至-195.8℃時，變成沒有顏色的液體，冷卻至-209.8℃時，液態(tài)氮變成雪狀的固體。由氮分子中三鍵鍵能很大，不容易被破壞，因此其化學性質(zhì)十分穩(wěn)定，常溫下很難跟其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，只有在高溫高壓并有催化劑存在的條件下，氮氣可以和氫氣反應(yīng)生成氨。2.2.2氮氣用途化工合成氮主要用于合成氨，反應(yīng)式為N2+3H2?2NH3(條件為高壓，高溫、和催化劑。反應(yīng)為可逆反應(yīng)），還是合成纖維、合成樹脂、合成橡膠等的重要原料。氮是一種營養(yǎng)元素還可以用來制作化肥。例如：碳酸氫銨NH4HCO3，氯化銨NH4Cl，硝酸銨NH4NO3等等。用于汽車輪胎氮氣幾乎為惰性的雙原子氣體，化學性質(zhì)極不活潑，氣體分子比氧分子大，不易熱脹冷縮，變形幅度小，其滲透輪胎胎壁的速度比空氣慢約30～40%，能保持穩(wěn)定胎壓，提高汽車輪胎形式的穩(wěn)定性和舒適性，防止爆胎和缺氣碾行，延長輪胎的使用壽命。其他作用由于氮的化學惰性，常用作保護氣體，如：瓜果，食品，燈泡填充氣。以防止某些物體暴露于空氣時被氧所氧化，用氮氣填充糧倉，可使糧食不霉爛、不發(fā)芽，長期保存。液氮還可用作深度冷凍劑。高純氮氣用作色譜儀等儀器的載氣。用作銅管的光亮退火保護氣體。跟高純氦氣、高純二氧化碳一起用作激光切割機的激光氣體。氮氣也作為食品保鮮保護氣體的用途。在化工行業(yè)，氮氣主要用作保護氣體、置換氣體、洗滌氣體、安全保障氣體。

2.2.3氮氣的危險性危險性類別：第2.2類惰性氣體侵入途徑：吸入健康危害：空氣中氮氣含量過高，使吸入氣氧分壓下降，引起缺氧窒息。吸入氮氣濃度不太高時，患者最初感胸悶、氣短、疲軟無力；繼而有煩躁不安、極度興奮、亂跑、叫喊、神情恍惚、步態(tài)不穩(wěn)，稱之為“氮酩酊”，可進入昏睡或昏迷狀態(tài)。吸入高濃度，患者可迅速昏迷、因呼吸和心跳停止而死亡。2.2.4氮氣中毒的預(yù)防和急救措施預(yù)防：（1)生產(chǎn)場所需加強機械通風，凡進入經(jīng)氮氣作氣體置換的容器、反應(yīng)釜等通風不良處工作，應(yīng)作充分機械通排風處理，有條件者應(yīng)進行工作點氧含量測定。(2)加強個人防護，需進入氮氣柜或在高氮低氧環(huán)境中工作，應(yīng)佩戴送風式或供氧式防毒面具。（3)加強管理，嚴格執(zhí)行安全衛(wèi)生管理制度和操作規(guī)程，進入高氮低氧環(huán)境中工作時應(yīng)有專人監(jiān)護，并隨時與作業(yè)人員保持聯(lián)系。急救措施：（1）脫離現(xiàn)場，給予新鮮空氣或氧氣吸入病人如有昏迷、呼吸抑制等情況，可投用呼吸興奮劑、給予機械呼吸，并盡速轉(zhuǎn)往醫(yī)院搶救。（2）病人如出現(xiàn)呼吸心跳停止、應(yīng)立即進行心肺腦復(fù)蘇，即維持呼吸道通暢、進行人工通氣及心外按壓、藥物治療，關(guān)鍵是在呼吸心跳恢復(fù)后早期防治缺氧性腦損傷。2.2.5氮氣使用要求：高純氮≥99.999%；工業(yè)級一級≥99.5%；二級≥98.5%；一般鋼瓶氮氣純度要求99.7%。2.3蒸汽亦稱“水蒸氣”。根據(jù)壓力和溫度對各種蒸汽的分類為：飽和蒸汽，過熱蒸汽。蒸汽主要用途有加熱/加濕；還可以產(chǎn)生動力；作為機器驅(qū)動等。2.3.1飽和蒸汽飽和蒸汽加熱的優(yōu)缺點飽和蒸汽具有很多優(yōu)點，特別是在100℃（212℉）及以上的溫度下，這使得它成為了出色的熱源，其中的一些優(yōu)點如下：特點優(yōu)點利用潛熱快速，均勻的加熱提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率控制壓力就可以控制溫度可以迅速的確定和控制溫度傳熱系數(shù)高要求傳熱面積相對較小，能夠有效的減少初期的設(shè)備投入。原料是水安全清潔且低成本使用飽和蒸汽加熱產(chǎn)品必須牢記以下幾點：1.如果在加熱過程中不使用干飽和蒸汽可能會造成產(chǎn)品加熱效率降低，和常識相反的是，鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽往往都不是干蒸汽，而是包含著一些沒有完全蒸發(fā)的水分子的濕蒸汽。2.熱輻射的熱量損失使得一些蒸汽凝結(jié)，因此濕蒸汽會更加潮濕，并且形成冷凝水。因此，必須在管道適當?shù)牟课话惭b疏水閥從而將冷凝水排出。3.重的冷凝水會從蒸汽中落下并且被管道底部的疏水閥排出，但是夾帶著小水滴的濕蒸汽還是會降低產(chǎn)品的換熱效率。因此，必須在管道的某些部位安裝汽水分離器。4.由于蒸汽在管道中的摩擦等會造成壓力的損失，因此也會導致蒸汽溫度的相應(yīng)損失。2.4濃硫酸2.4.1物化性質(zhì)：濃硫酸，化學分子式為H2SO4，通常為無色黏稠的油狀液體，不揮發(fā)，密度：1.8g/cm3，熔點10.4℃，沸點：280℃，是一種具有高腐蝕性的強酸。濃硫酸在濃度高時具有強氧化性，這是它與普通硫酸或普通濃硫酸最大的區(qū)別之一。同時它還具有脫水性（化學性質(zhì)，使有機物炭化），強氧化性，強腐蝕性，難揮發(fā)性，酸性，吸水性（可做干燥劑）等。2.4.2毒性 屬中等毒類。對皮膚粘膜具有很強的腐蝕性。最高容許濃度：2mg/m32.4.3短期過量暴露的影響吸入：吸入高濃度的硫酸酸霧會有上呼吸道刺激癥狀，嚴重者發(fā)生喉頭水腫、支氣管炎甚至肺水腫。眼睛接觸：濺入硫酸后引起結(jié)膜炎及水腫，角膜渾濁以至穿孔。皮膚接觸：局部刺痛，皮膚由潮紅轉(zhuǎn)為暗褐色。口服：誤服硫酸后，口腔、咽部、胸部和腹部立即有劇烈的灼熱痛，唇、口腔、咽部均見灼傷以致形成潰瘍，嘔吐物及腹瀉物呈黑色血性，胃腸道穿孔?？诜饬蛩嶂滤懒考s為5毫升。2.4.4長期暴露的影響長期接觸硫酸霧者，可有鼻粘膜萎縮伴有嗅覺減退或消失、慢性支氣管炎和牙齒酸蝕等癥狀。2.4.5火災(zāi)和爆炸本品雖不燃，但很多反應(yīng)卻會起火或爆炸，如與金屬會產(chǎn)生可燃性氣體，與水混合會大量放熱。著火時也不能用干粉、泡沫滅火等方法，因為干粉，泡沫的一些成分能與硫酸反應(yīng)，應(yīng)用二氧化碳滅火器撲滅火焰后再用石灰，石灰石等中和廢酸。2.4.6人身防護：吸入：硫酸霧濃度超過暴露限值，應(yīng)佩戴防酸型防毒口罩。眼睛：帶化學防濺眼鏡。皮膚：戴橡膠手套，穿防酸工作服和膠鞋。工作場所應(yīng)設(shè)安全淋浴和眼睛沖洗器具。2.4.7急救吸入：將患者移離現(xiàn)場至空氣新鮮處，有呼吸道刺激癥狀者應(yīng)吸氧。眼睛：張開眼瞼用大量清水或2%碳酸氫鈉溶液徹底沖洗。皮膚：立即用大量冷水沖洗（濃硫酸對皮膚腐蝕強烈，實際操作應(yīng)直接大量冷水沖洗）,然后涂上3%-5%的碳酸氫鈉溶液，以防灼傷皮膚?？诜毫⒓从醚趸V懸浮液、牛奶、豆?jié){等內(nèi)服。注：所有患者應(yīng)請醫(yī)生或及時送醫(yī)療機構(gòu)治療。2.4.8泄露處理迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至安全區(qū)，并進行隔離，嚴格限制出入。建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防酸堿工作服。不要直接接觸泄漏物。盡可能切斷泄漏源。防止流入下水道、排洪溝等限制性空間。小量泄漏：用砂土、干燥石灰或蘇打灰混合。也可以用大量水沖洗，洗水稀釋后放入廢水系統(tǒng)。大量泄漏：構(gòu)筑圍堤或挖坑收容。用泵轉(zhuǎn)移至槽車或?qū)Ｓ檬占鲀?nèi)，回收或運至廢物處理場所處置。干法乙炔濃硫酸清凈工序使用的濃硫酸必須采用98%工業(yè)硫酸進行生產(chǎn)使用，其濃硫酸指標必須符合的國家標準GB/T534-2002的要求。98%工業(yè)硫酸成分如表2-2-1：表1：98%工業(yè)硫酸成分表項目優(yōu)等品一等品合格品硫酸質(zhì)量分數(shù)(％)≥98.098.098.0游離SO3質(zhì)量分數(shù)(％)≤--- 灰分質(zhì)量分數(shù)(％)≤0.020.030.10Fe質(zhì)量分數(shù)(％)≤0.0050.010-As質(zhì)量分數(shù)(％)≤0.00010.005-Hg質(zhì)量分數(shù)(％)≤0.0010.01-Pb質(zhì)量分數(shù)(％)≤0.0050.02-透明度mm≥8050-色度/ml2.02.0-2.532%燒堿2.5.1性質(zhì)分子式為NaOH，分子量40.01，熔點318.4°C，沸點1390°C，相對密度(水=1)≥1.32g/ml。飽和蒸汽壓（KPa）：0.13（739℃）。無色或淺白色液體。純液體燒堿稱為液堿，工業(yè)品多含雜質(zhì)，主要為氯化鈉及碳酸鈉等，有時還有少量氧化鐵。當溶成濃液堿后，大部分雜質(zhì)會上浮液面，可分離除去。溶解性：易溶于水、乙醇、甘油，不溶于丙酮。2.5.2用途是重要的化工基礎(chǔ)原料，用途極廣?；瘜W工業(yè)用于制造甲酸、草酸、硼砂、