專利名稱：干法制備乙炔的兩步反應(yīng)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與干法制備乙炔方法有關(guān)，特別與干法制備乙炔的兩步反應(yīng)方法及裝置 有關(guān)。
技術(shù)背景-乙炔(C2H2)是重要的有機化工原料，我國目前主要采用電石法生產(chǎn)乙炔，聚氯乙烯(PVC)行業(yè)的乙炔用電石量占全國電石總用量的90%以上，年電石消耗量在 1000萬噸以上。電石乙炔的生產(chǎn)工藝，多年來由于電石乙炔反應(yīng)的特殊性， 一直采用濕法工藝 技術(shù)，即將電石放置于10倍以上的水環(huán)境中進行水合反應(yīng)，電石以塊狀物的形態(tài) 靜置于水中，在大容量的水環(huán)境中進行長時間的反應(yīng)，利用強放熱和產(chǎn)氣鼓泡的功 能，使水局部湍流起來，以去掉電石表面反應(yīng)產(chǎn)物消石灰(Ca(OH)2)，并不斷更新電 石的反應(yīng)面，從而達到完全反應(yīng)的目的。在水環(huán)境中反應(yīng)，解決了乙炔易燃易爆的 生產(chǎn)安全問題和反應(yīng)水的冷卻問題。但濕法生產(chǎn)技術(shù)， 一方面需要大量的水參與反 應(yīng)，另一方面又需要大量的能耗將水從泥漿狀的電石渣中分離出來，生產(chǎn)過程中同 時伴隨著水資源問題、環(huán)境污染問題以及電石渣再利用問題等。干法乙炔技術(shù)主要是反應(yīng)后得到的副產(chǎn)物電石渣為干粉，在節(jié)能、節(jié)水、環(huán)境 保護以及電石渣再利用等方面凸顯了優(yōu)勢，是PVC行業(yè)得以持續(xù)發(fā)展的重要課題， 被列入了 "國家鼓勵發(fā)展的環(huán)境保護技術(shù)目錄"。近幾年，也有一些科研單位和企業(yè)從事干法乙炔的研發(fā)工作，據(jù)報導(dǎo)稱，主要 有兩種形式， 一種主反應(yīng)器為罐體多層塔盤噴淋式，要求電石制備為細顆粒(< 4mm),主要問題是1、電石粉碎過細易潮解，損失太大；2、細粉反應(yīng)時過于激 烈，容易發(fā)生意外；3、罐體容積大，危險性增高。第二種主反應(yīng)器為等速臥式雙 螺旋噴淋式，主要問題是1、等速雙螺旋攪拌不能自清理，不能強制更新電石顆 粒的反應(yīng)面，反應(yīng)效率不高；2、由于攪拌器不能自清理，易結(jié)塊、堵塞。以上兩 種主反應(yīng)器，都停留在不具備自清理功能的非強制性動態(tài)反應(yīng)的研發(fā)階段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了克服以上不足，提供一種能連續(xù)生產(chǎn)，效率高，節(jié)水，利于
環(huán)保，安全性好的干法制備乙炔的兩步反應(yīng)方法。本發(fā)明的另一個目的是為了提供 一種干法制備乙炔的兩步反應(yīng)裝置。 本發(fā)明目的是這樣來實現(xiàn)的-本發(fā)明干法制備乙炔兩步反應(yīng)方法，該方法包括下列步驟1) 將經(jīng)粉碎后粒度為15 25mm的電石顆粒至少占整個電石顆粒的85%的電石 顆粒中的空氣用氮氣置換，使之處于含氧量小于0.2%的狀態(tài)；2) 在電石顆粒連續(xù)進入第一反應(yīng)段過程中，參照電石水合反應(yīng)方式程式中水料 摩爾比為0. 56 : 1、按水料重量比為0. 50 0. 6 : 1的比例連續(xù)給水，強制攪拌、捏 合、自清理，在欠水環(huán)境中反應(yīng)溫度為80 85°C,反應(yīng)壓力為750 850mm水柱， 反應(yīng)時間為10 16分鐘，反應(yīng)生成的乙炔經(jīng)水封罐后送入氣柜，還有剩下未完全 反應(yīng)的電石顆粒和反應(yīng)完的電石渣粉以及冷凝回流的蒸汽水；3) 將第一反應(yīng)段中未完全反應(yīng)的電石顆粒和反應(yīng)完的電石渣粉以及冷凝回流的 蒸汽水連續(xù)送入第二反應(yīng)段，在缺水環(huán)境中，反應(yīng)溫度為60 7(TC，反應(yīng)壓力為 350 450mm水柱，反應(yīng)時間為60 90分鐘，反應(yīng)后的乙炔經(jīng)水封灌后送入氣柜；上述的方法中對第二反應(yīng)段反應(yīng)后的生成物進行篩分，將未反應(yīng)完的電石顆粒 與電石渣干粉進行分離后，得到含水量小于4%、粒度小于0.65mm的電石渣干粉， 未反應(yīng)完的電石顆粒經(jīng)循環(huán)回送，再次參加反應(yīng)。本發(fā)明干法制備乙炔的兩步反應(yīng)裝置包括料斗，與料斗出料口相通的至少兩個 串連的料鐘，第一反應(yīng)器，第二反應(yīng)器，料鐘上有帶蝶閥的料鐘進料口、料鐘出料 口、氮氣進口、空氣出口，第一反應(yīng)器中有含與料鐘出料口相通的第一進料口、第 一出料口及第一乙炔出氣口的殼體，受電機帶動的第一差速動力頭，位于殼體內(nèi)的 有受第一差速動力頭帶動的高速攪拌軸和低速攪拌軸的第一攪拌器，高、低速攪拌 軸上設(shè)置按不同螺旋角排列的葉片以實現(xiàn)差速轉(zhuǎn)動捏合，第二反應(yīng)器中有含與第一 反應(yīng)器第一出料口相通的第二進料口及第二出料口的錐形殼體，受電機帶動的第二 差速動力頭，位于錐形殼體內(nèi)的分別通過低速空心軸、高速中心軸及與高速中心軸 連接的行星螺旋圓錐齒輪副受第二差速動力頭帶動的低速公轉(zhuǎn)的拐臂和存在高速 自轉(zhuǎn)的錐形攪拌軸的第二攪拌器，第一反應(yīng)器的第一乙炔出氣口和第二反應(yīng)器的第 二乙炔出氣口分別與第一水封罐和第二水封罐連通，第一反應(yīng)器殼體上有帶進水口 和出水口的第一冷卻水夾套，第二反應(yīng)器殼體上有帶進水口和出水口的第二冷卻水 夾套，通過水量調(diào)節(jié)，控制反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)溫度。上述的第一反應(yīng)器殼體上有氮氣入口、第一爆破泄放口，第二反應(yīng)器殼體上有 氮氣入口、第二爆破泄放口，第一爆破泄放口和第二爆破泄放口與安全水封罐連通，
達到安全泄放的目的，第一、二反應(yīng)器上的氮氣入口是用于新投料時，用氮氣置換 空氣用。上述的第二反應(yīng)器第二出料口處有進料口與之連通的往復(fù)篩，往復(fù)篩中有受電 機帶動的偏心往復(fù)連桿機構(gòu)，受偏心往復(fù)連桿機構(gòu)帶動的篩體，篩體內(nèi)相對進料口 位置斜置的篩網(wǎng)，篩體上有篩上物出料口、篩下物出料口，篩上物出料口、篩下物 出料口分別與篩上物螺旋輸送機、篩下物螺旋輸送機相通，循環(huán)器上分別有與篩上 物螺旋輸送機出料口和料斗相通的篩上物進料口、篩上物放料口，循環(huán)器可采用斗 提機或螺旋提升機等。上述的第一反應(yīng)器的第一乙炔出氣口處和第二反應(yīng)器的第二乙炔出氣口處分別 有調(diào)節(jié)電石制備乙炔的轉(zhuǎn)化率的備用進水口，使其轉(zhuǎn)化率最大化。電石水合反應(yīng)的特點根據(jù)電石水合反應(yīng)方程式CaC2+2H20 — C2H2+Ca(OH)2+127.19J/mol電石一旦與水接觸，即發(fā)生強烈水合反應(yīng)，產(chǎn)生乙炔并放出大量的熱量(一般 工業(yè)電石分解時放出的熱量為397Kcal/Kg)，生成物乙炔和Ca(OH)2微溶于水。反 應(yīng)的激烈程度(反應(yīng)速度)與以下幾個方面有關(guān)① 、與電石純度有關(guān)電石是氧化鈣和焦碳在電爐中溶煉得到的塊狀產(chǎn)物，其 有效成份并非均勻分布。純度高的電石水合反應(yīng)速度快，純度低的電石水合反應(yīng)速 度慢。② 、與電石塊狀大小有關(guān)相同純度的電石，塊狀(顆粒)大的反應(yīng)速度慢， 塊狀(顆粒)小的反應(yīng)速度快；③ 、與電石顆粒表面水合反應(yīng)產(chǎn)物Ca(0H)2能否被即時去除有關(guān)若反應(yīng)產(chǎn)物 不能從電石表面去除，而復(fù)蓋積累在電石表面，對反應(yīng)不利； 、與反應(yīng)溫度條件有關(guān)反應(yīng)溫度條件必須得到控制，反應(yīng)溫度過高(》100 'C)，反應(yīng)水汽化，對反應(yīng)不利；⑤、與反應(yīng)水的純度有關(guān)含鈣量高和含乙炔量高的水，參與電石反應(yīng)的速度 慢，含鈣量低和含乙炔量低的水，參與電石反應(yīng)的速度快。電石和乙炔的危險性① 、電石在空氣中容易吸潮分解，并產(chǎn)生乙炔氣體；② 、電石遇水能產(chǎn)生強放熱反應(yīng)，使反應(yīng)環(huán)境急驟升溫；③ 、電石中含有雜質(zhì)硅鐵，硅鐵間或硅鐵與其它金屬(主要指黑色金屬)的碰撞容易產(chǎn)生火花，引起意外爆炸；④ 、乙炔為易燃易爆氣體純乙炔與空氣混合能形成爆炸氣體，純乙炔在空氣 中含量的爆炸范圍為2.3 8P/。；⑤ 、乙炔與氧氣混合容易產(chǎn)生爆炸，與水蒸汽混合不易產(chǎn)生爆炸；⑥ 、純乙炔的比重(1.171Kg/m3)比空氣(1.293Kg/m3)略低，在空氣中容易 向上漂浮，擴散；⑦ 、純乙炔應(yīng)避免長期與金屬銅接觸、生成乙炔——銅的化合物，該化合物也是 乙炔氣意外爆炸的不安全因素。本發(fā)明方法中含氧量小于0.2%的電石顆粒(制備粒度為15 25mm的占85% 以上)可由給料機連續(xù)輸入第一反應(yīng)段。在水汽環(huán)境中，進行強制性動態(tài)反應(yīng)，是 個激烈反應(yīng)的過程。按照化學(xué)反應(yīng)方程式的摩爾比，純電石完全反應(yīng)所需的水料比 為0.56 : 1。就按水料重量比0.50 0.60 : 1的比例連續(xù)給水，由于部分水汽化，反 應(yīng)環(huán)境屬于欠水反應(yīng)，在欠水反應(yīng)的情況下，純度高的、顆粒小的優(yōu)先奪水反應(yīng)。 顆粒大的、純度高的也能在反應(yīng)器的強制攪拌下不斷更新反應(yīng)面，迅速參與反應(yīng)。 第一反應(yīng)的停留時間為10 16分鐘，滿足了優(yōu)先反應(yīng)顆粒的反應(yīng)轉(zhuǎn)換率為60 70%。第一反應(yīng)段的反應(yīng)溫度控制在80 85°C，反應(yīng)壓力控制在750 850mm水柱。 完成第一反應(yīng)后的物料狀態(tài)為未完全反應(yīng)的顆粒占30 40%、反應(yīng)完的電石渣(粉) 以及冷凝回流的蒸汽水， 一并送入第二反應(yīng)段；在第二反應(yīng)段是非強制性的動態(tài)反應(yīng)，是對未反應(yīng)完的電石顆粒連續(xù)進行反 應(yīng)，所需的水由浸潤在電石渣中的回流冷凝水解決，電石爭奪電石渣中的水，反應(yīng) 環(huán)境屬于缺水反應(yīng)，第二反應(yīng)段不是非常強烈的反應(yīng)，反應(yīng)停留時間較長， -般在 60 90分鐘左右，第二反應(yīng)段的反應(yīng)溫度控制在60 7(TC，反應(yīng)壓力控制在400 水柱。完成第二反應(yīng)后的物料狀態(tài)為未反應(yīng)的顆粒(原有效成份較低的電石顆粒) 占5 10%，與電石渣(已成干粉)的混合物送入N次的循環(huán)反應(yīng)；N次循環(huán)反應(yīng)經(jīng)過第一、二反應(yīng)段后的產(chǎn)物進行篩分，將未反應(yīng)完的顆粒與電石渣干粉進行分離后，得到副產(chǎn)物-電石渣干粉。未反應(yīng)完的顆粒循環(huán)回送到給料 系統(tǒng)。這樣的循環(huán)能滿足特別不容易反應(yīng)的、有效成份含量極低的電石顆粒，可以進行N次循環(huán)，直到完全反應(yīng)，生成電石渣粉。以上分段反應(yīng)加循環(huán)的方法是對混在一起的不同含量的電石顆粒(非均勻相) 分別進行處置，以有限的水完成最大限度的水合反應(yīng)，使干法反應(yīng)變?yōu)榭赡芎涂尚小?本發(fā)明方法在干法反應(yīng)的前提下，滿足了安全性、連續(xù)性與生產(chǎn)效率(反應(yīng)速 度)三者的要求。同時利于環(huán)保。根據(jù)電石水合反應(yīng)的特點以及原料電石與生成物 (乙炔與消石灰)的特點，第一反應(yīng)段+第二反應(yīng)段+多次循環(huán)反應(yīng)。在溫度、壓力
得到有效控制的情況下，反應(yīng)生產(chǎn)過程節(jié)能、節(jié)水，同時獲得副產(chǎn)物的含水量、含 乙炔量都是很低的干粉，即達到了干法乙炔工藝的目的。本發(fā)明裝置中關(guān)鍵的是第一反應(yīng)器，第二反應(yīng)器。第一反應(yīng)器為雙軸螺旋差速 捏合機是根據(jù)本申請人已獲取的專利《雙軸差速逆向旋轉(zhuǎn)螺旋副》(專利號ZL00244986. 2)為原理按照電石水合反應(yīng)的特點和安全生產(chǎn)的要求設(shè)計的專用反應(yīng) 器。該反應(yīng)器同時具有捏合、粉碎、攪拌、輸送、自清理、夾套換熱等功能，能滿 足第一反應(yīng)段的工藝條件要求。在水氣環(huán)境中，對顆粒表面進行強制性更新，而自 身攪拌器又能得到清理，從而創(chuàng)造了良好的反應(yīng)環(huán)境，最大限度滿足純度高的電石 在短時間內(nèi)完成水合反應(yīng)，反應(yīng)過程中急驟產(chǎn)生的熱量可通過夾套換熱傳導(dǎo)到反應(yīng) 器外部。第二反應(yīng)器為行星螺旋錐形反應(yīng)器，該反應(yīng)器以行星公、自轉(zhuǎn)螺旋提升為原理，使不同含水量、不同顆粒度的物料得到充分攪拌，滿足其緩慢反應(yīng)的要求。該反應(yīng) 器還具有儲料、送料、夾套冷卻以及渣氣分離以及氣壓物料密封等功能，設(shè)備整體氣密性好，能滿足第二反應(yīng)段的工藝條件和停留時間較長的要求，并安置有能滿足 安全泄放的爆破泄放口。


圖1為本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為料鐘結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為第一反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為圖3的A—A剖視圖。 圖5為第二反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6為往復(fù)篩結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明干法制備乙炔兩歩反應(yīng)方法包括下列步驟 本發(fā)明干法制備乙炔兩步反應(yīng)方法，該方法包括下列步驟1) 將粉碎后粒度為15 25mm的電石顆粒至少占整個粉碎顆粒的85%的電石顆 粒中的空氣用氮氣置換，使之處于含氧量小于0.2%狀態(tài)；2) 在電石顆粒連續(xù)進入第一反應(yīng)段中，參照電石水合反應(yīng)方式程式中水料摩爾 比為0. 56 : 1、按水料重量比為0. 56 0. 6 : 1的比例連續(xù)給水，同時進行強制攪拌、 捏合、自清理，在欠水環(huán)境中反應(yīng)溫度控制在80 85'C，反應(yīng)壓力控制在750 850隱 水柱，反應(yīng)時間為10 16分鐘，反應(yīng)生成的乙炔經(jīng)水封罐后送入氣柜，剩下未完 全反應(yīng)的電石顆粒和反應(yīng)完的電石渣粉以及冷凝回流的蒸汽水；
3) 將第一反應(yīng)段中未完全反應(yīng)的電石顆粒和反應(yīng)完的電石渣粉以及冷凝回流的蒸汽水送入第二反應(yīng)段，在缺水環(huán)境中，反應(yīng)溫度為60 7(TC，反應(yīng)壓力為350 450mm水柱，反應(yīng)時間為60 90分鐘，反應(yīng)后的乙炔經(jīng)水封罐后送入氣柜。4) 對第二反應(yīng)段反應(yīng)后的生成物進行篩分，將未反應(yīng)完的電石顆粒與電石渣干 粉進行分離后，得到含水量小于4%、粒度小于0.65mm的電石渣干粉，未反應(yīng)完的 電石顆粒經(jīng)循環(huán)回送、再次參加反應(yīng)。參見圖1，本發(fā)明干法制備乙炔的兩步反應(yīng)裝置包括料斗1，兩個串連的第一料 鐘2、第二料鐘3，給料螺旋輸送機4，第一反應(yīng)器5，第二反應(yīng)器6，往復(fù)篩7， 篩上物螺旋輸送機8，篩下物螺旋輸送機9，循環(huán)器10 (可采用斗提機或螺旋提升 機等)，第一水封罐ll，第二水封罐12，安全水封罐47。如圖2所示，第一料鐘2進料口與料斗相連處裝有第一蝶閥13，第一料^>上有 帶開關(guān)的進氣口 dl、出氣口 a4。第二料鐘進料口與第一料鐘出料口連接處裝有第二 蝶閥14，底部為出料口 15。第二料鐘上裝有帶開關(guān)的進氣口 d2。第一、第二料鐘 2、 3為雙錐形容器，裝料及氮氣置換過程如下(1) 、關(guān)閉蝶閥14，幵啟蝶閥13，電石經(jīng)料斗1、蝶閥13進入料鐘2，在此過 程中，料鐘2內(nèi)的空氣經(jīng)進氣口 dl充入的氮氣稀釋；(2) 、當(dāng)電石裝滿料鐘2后，關(guān)閉蝶閥13，經(jīng)進氣口dl充入的氮氣，對料鐘內(nèi) 的空氣迸行三次置換，置換出來的空氣由出氣口a4排出，最終達到料鐘2內(nèi)的空氣 被氮氣完全置換的目的；(3) 、料鐘2內(nèi)的空氣被氮，完全置換后，開啟蝶閥14，電石進入料鐘3，經(jīng)料 鐘3及出料口 15連續(xù)排出。(4) 、進氣口 d2為全流程設(shè)備開機前氮氣置換用口。參見圖3、圖4，第一反應(yīng)器是以《雙軸差速逆向旋轉(zhuǎn)螺旋副》(專利號 ZL00244986.2)為原理，包含通過給料螺旋輸送機4與第二料鐘出料口相通的含第 一進料口 16、第一出料口 17、第一乙炔出氣口al、 a2，第一爆破泄放口 bl、主進 水口 cl、備用進水口 c2，氮氣入口 d2、 d3的殼體18，電機為動力的差速動力頭19， 攪拌器20中的將高轉(zhuǎn)速動力傳遞給攪拌軸21，將低轉(zhuǎn)速傳遞給攪拌軸22,兩根攪 拌軸上設(shè)置按不同螺旋角排列的葉片，高轉(zhuǎn)速軸的螺旋葉片23與低轉(zhuǎn)速軸的螺旋 葉片24實現(xiàn)差速捏合攪拌的性能，對攪拌的固-液相物質(zhì)達到強制動態(tài)反應(yīng)，且攪 拌螺旋葉片相互能自清理的目的。殼體18外裝有含冷卻水進、出口fl、 f2的第一 冷卻水夾套25。開機前，反應(yīng)容器內(nèi)的空氣經(jīng)氮氣口d2、 d3充入的氮氣稀釋后，由出氣口al、 a2排出，最終達到置換的目的。電石由進料口 16連續(xù)進入，反應(yīng)水由主進水口 cl連續(xù)噴淋進入。經(jīng)攪拌反應(yīng)， 產(chǎn)生的乙炔氣由出氣口 al、 a2送入第一水封罐。反應(yīng)物質(zhì)經(jīng)出料口 17連續(xù)排出。 反應(yīng)溫度由冷卻水經(jīng)夾套進、出水口fl、 f2帶出。參見圖1、圖5，第二反應(yīng)器是以行星公、自轉(zhuǎn)螺旋提升為原理的行星螺旋錐 形反應(yīng)器，包含與第一反應(yīng)器第一料口相通的第二進料口 26和帶流量閥27的第二 出料口 28及第二爆破泄放口 b2、備用進水口 C3、氮氣入口 d4、出氣口 a3的錐形 殼體29。電機為動力的第二差速動力頭30,將低轉(zhuǎn)速動力通過攪拌器31中空心軸 32傳遞給存在公轉(zhuǎn)的拐臂33，將高轉(zhuǎn)速動力通過中心軸34并經(jīng)行星螺旋圓錐齒輪 35、傳動軸36和行星螺旋圓錐齒輪37傳遞給存在自轉(zhuǎn)的錐形螺旋攪拌軸38，攪拌 器31在錐形殼體29內(nèi)進行公、自轉(zhuǎn)運行，使被攪拌的固-液相物質(zhì)達到周向運動流 B、螺旋提升運動流C、向下軸流D的三元運動流場的反應(yīng)狀態(tài)。錐形殼體29外裝 有含冷卻水進出口 fi、 f4的第二冷卻水夾套46。給料螺旋輸送機、第一反應(yīng)器，第二反應(yīng)器中與物料接觸的部分采用不銹鋼制成。開機前，反應(yīng)容器內(nèi)的空氣經(jīng)氮氣口 d3、 d4充入的氮氣稀釋，后由出氣口a3 排出，最終達到置換的目的。經(jīng)第一反應(yīng)器出來的反應(yīng)物料由進料口 26連續(xù)進入，必要時，反應(yīng)水由備用 進水口c3連續(xù)噴淋進入。經(jīng)攪拌反應(yīng)，產(chǎn)生的乙炔氣由出氣口 a3送入水封。反應(yīng) 物質(zhì)經(jīng)流量閥27控制，再由出料口28連續(xù)排出。反應(yīng)溫度由冷卻水經(jīng)夾套進出水 口 f3、 f4帶出。參見圖6，往復(fù)篩以包含電機29為動力的偏心往復(fù)連桿機構(gòu)40為動力，帶動 篩體41作往復(fù)運動，物料經(jīng)進料口 42進入斜置的篩網(wǎng)43，對物料進行篩分。篩上 物經(jīng)篩上物出料口 44出料，篩下物經(jīng)篩下物出料口 45出料。參見圖1，新物料(電石顆粒)經(jīng)料斗1、料鐘2、 3，通過氮氣置換后送入給 料螺旋機4,由給料螺旋機4連續(xù)輸送到第一反應(yīng)器5，完成第一反應(yīng)。反應(yīng)后的 物料連續(xù)輸送到第二反應(yīng)器6，完成第二反應(yīng)并經(jīng)儲存后連續(xù)輸送到往復(fù)篩7進行 篩分，篩上物經(jīng)篩上物輸送機8及循環(huán)器10回送到料斗1，篩下物(電石渣干粉) 經(jīng)篩下物螺旋輸送機9輸送到包裝設(shè)備(流程外裝置)。第一反應(yīng)器產(chǎn)生的乙炔經(jīng)al、 a2 口送到水封罐II，第二反應(yīng)器產(chǎn)生的乙炔經(jīng) a3 口送到第二水封罐12。第一反應(yīng)器的爆破泄放口 bl和第二反應(yīng)器的爆破泄放口 b2將非正常情況下泄爆的氣體經(jīng)安全水封罐47排放到大氣中。水封罐ll、 12出口
的乙炔氣合并后輸送到氣柜(流程外裝置)。反應(yīng)用水(清水)經(jīng)進水口 cl、送入第一反應(yīng)器5。必要時，經(jīng)備用進水口 C2、 C3分別送入到第一反應(yīng)器5和第二反應(yīng)器6。上述實施例是對本發(fā)明的上述內(nèi)容作進一步的說明，但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明 上述主題的范圍僅限于上述實施例。凡基于上述內(nèi)容所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的 范圍。
權(quán)利要求
1、干法制備乙炔的兩步反應(yīng)方法，該方法包括下列步驟1)將經(jīng)粉碎后粒度為15～25mm的電石顆粒至少占整個電石顆粒的85％的電石顆粒中的空氣用氮氣置換，使之處于含氧量小于0.2％的狀態(tài)；2)在電石顆粒連續(xù)進入第一反應(yīng)段過程中，參照電石水合反應(yīng)方程式中水料摩爾比為0.56∶1，按水料重量比為0.50～0.6∶1的比例連續(xù)給水，強制攪拌、捏合、自清理，在欠水環(huán)境中反應(yīng)溫度為80～85℃，反應(yīng)壓力為750～850mm水柱，反應(yīng)時間為10～16分鐘，反應(yīng)生成的乙炔經(jīng)水封罐后送入氣柜，還有剩下未完全反應(yīng)的電石顆粒和反應(yīng)完的電石渣粉以及冷凝回流的蒸汽水；3)將第一反應(yīng)段中未完全反應(yīng)的電石顆粒和反應(yīng)完的電石渣粉以及冷凝回流的蒸汽水連續(xù)送入第二反應(yīng)段，在缺水環(huán)境中，反應(yīng)溫度為60～70℃，反應(yīng)壓力為350～450mm水柱，反應(yīng)時間為60～90分鐘，反應(yīng)后的乙炔經(jīng)水封灌后送入氣柜。
2、 如權(quán)利要求1所述的干法制備乙炔的兩步反應(yīng)方法，其特征在于對第二反應(yīng) 段反應(yīng)后的生成物進行篩分，將未反應(yīng)完的電石顆粒與電石渣干粉進行分離后，得 到含水量小于4%、粒度小于0.65mm的電石渣干粉，未反應(yīng)完的電石顆粒經(jīng)循環(huán)回 送后，再次參加反應(yīng)。
3、 干法制備乙炔的兩步反應(yīng)裝置，其特征在于包括料斗，與料斗出料口相通的 至少兩個串連的料鐘,第一反應(yīng)器，第二反應(yīng)器，料鐘上有帶蝶閥的料鐘進料口、 料鐘出料口、氮氣進口、空氣出口，第一反應(yīng)器中有含與料鐘出料口相通的第一進 料口、第一出料口及第一乙炔出氣口的殼體，受電機帶動的第一差速動力頭，位于 殼體內(nèi)的有受第一差速動力頭帶動的高速攪拌軸和低速攪拌軸的第- -攪拌器，高、 低速攪拌軸上設(shè)置按不同螺旋角排列的葉片以實現(xiàn)差速轉(zhuǎn)動捏合，第二反應(yīng)器中有 含與第一反應(yīng)器第一出料口相通的第二進料口及第二出料口的錐形殼體，受電機帶 動的第二差速動力頭，位于錐形殼體內(nèi)的分別通過低速空心軸、高速中心軸及與高 速中心軸連接的行星螺旋圓錐齒輪副受第二差速動力頭帶動的低速公轉(zhuǎn)的拐臂和 存在高速自轉(zhuǎn)的錐形攪拌軸的第二攪拌器，第一反應(yīng)器的第一乙炔出氣口和第二反 應(yīng)器的第二乙炔出氣口分別與第一水封罐和第二水封罐連通，第一反應(yīng)器殼體上有 帶進水口和出水口的第一冷卻水夾套，第二反應(yīng)器殼體上有帶進水口和出水口的第 二冷卻水夾套。
4、 如權(quán)利要求3所述的干法制備乙炔的兩步反應(yīng)裝置，其特征在于第一反應(yīng)器 殼體上有氮氣入口、第一爆破泄放口，第二反應(yīng)器殼體上有氮氣入口、第二爆破泄 放口，第一爆破泄放口和第二爆破泄放口與安全水封罐連通。
5、 如權(quán)利要求3或4所述的干法制備乙炔的兩步反應(yīng)裝置，其特征在于第二反 應(yīng)器第二出料口處有進料口與之連通的往復(fù)篩，往復(fù)篩中有受電機帶動的偏心往復(fù) 連桿機構(gòu)，受偏心往復(fù)連桿機構(gòu)帶動的篩體，篩體內(nèi)相對進料口位置斜置的篩網(wǎng)， 篩體上有篩上物出料口、篩下物出料口，篩上物出料口、篩下物出料口分別與篩上 物螺旋輸送機、篩下物螺旋輸送機相通，循環(huán)器上分別有與篩上物螺旋輸送機出料 口和料斗相通的篩上物進料口、篩上物放料口。
6、 如權(quán)利要求3或4所述的干法制備乙炔的兩步反應(yīng)裝置，其特征在于第一反 應(yīng)器的第一乙炔出氣口處和第二反應(yīng)器的第二乙炔出氣口處分別有調(diào)節(jié)電石制備 乙炔的轉(zhuǎn)化率的備用進水口。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種干法制備乙炔的兩步反應(yīng)方法，包括1)將經(jīng)粉碎的電石顆粒中的空氣用氮氣置換；2)在電石顆粒連續(xù)進入第一反應(yīng)段過程中，按水料重量比為0.50～0.6∶1的比例連續(xù)給水，強制攪拌、捏合、自清理，在欠水環(huán)境中反應(yīng)溫度為80～85℃，反應(yīng)壓力為750～850mm水柱，反應(yīng)時間為10～16分鐘，反應(yīng)生成的乙炔經(jīng)水封罐后送入氣柜；3)將第一反應(yīng)段中未完全反應(yīng)的電石顆粒和反應(yīng)完的電石渣粉以及冷凝回流的蒸汽水送入第二反應(yīng)段，在缺水環(huán)境中，反應(yīng)溫度為60～70℃，反應(yīng)壓力為350～450mm水柱，反應(yīng)時間為60～90分鐘，反應(yīng)后的乙炔經(jīng)水封灌后送入氣柜。本發(fā)明方法能連續(xù)生產(chǎn)乙炔，副產(chǎn)物為電石渣干粉，節(jié)水，環(huán)保、安全。本發(fā)明還提供了干法制備乙炔的兩步反應(yīng)裝置。
文檔編號C07C1/00GK101125790SQ20071005010
公開日2008年2月20日 申請日期2007年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月25日
發(fā)明者周鳳舉 申請人:周鳳舉