способ гидролиза карбида кальция. Гидролиз карбида кальция


Кальций карбид, гидролиз - Справочник химика 21

    Таким образом, карбид можно рассматривать как ацетиленид кальция, т. е. как кальциевое производное ацетилена, — как бы соль ацетилена. Как и всякая соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой, карбид кальция водой гидролизуется. Реакция карбида кальция с водой протекает очень бурно, с выделением тепла — образуются ацетилен и гашеная известь  [c.57]     Метод получения аммиака путем гидролиза цианамида некоторое время использовался в промышленности, но затем был отвергнут как неэкономичный. Карбид кальция СаСг производится, однако, по-прежнему. Современная карбидная печь показана на рис. III-8. [c.59]

    Получение ацетилена гидролизом карбида кальция. [c.175]

    Опыт 1. Гидролиз ацетилида кальц с карбидом кальция внесите несколько наблюдаемое. [c.77]

    Ацетилен можно получать по карбидному методу (гидролиз карбида кальция). [c.334]

    Ацетилены получают такими методами. Т. Гидролиз карбида кальция  [c.210]

    Напишите реакции гидролиза карбидов бериллия и кальция. [c.92]

    Ацетиленид кальция, или дикарбид кальция, (С=С)Са имеет больщое практическое значение, потому что при его гидролизе получается ацетилен. Это соединение часто называют карбидом кальция или просто карбидом. [c.129]

    Гидролиз карбида кальция (Велер)  [c.491]

    Задача 0-12. При гидролизе карбида алюминия и карбида кальция образуются, соответственно, метан и ацетилен  [c.218]

    Ацетилен. Для лабораторных целей можно получать ацетилен гидролизом карбида кальция. Во избежание местных перегревов рекомендуется применять такие генераторы, в которых карбид кальция при полном погружении вводится в сравнительно большой объем воды. Выделяющийся по реакции ацетилен загрязнен примесями кислорода, аммиака (меньше 0,15%), сероводорода (меньше 0,1% главная масса его поглощается воднощелочной средой), водородистого кремния, фосфористого водорода (0,15—0,25 /о) и мышьяковистого водорода (меньше 0.0003%). [c.20]

    Реакция гидролиза СаС представляет исторический интерес. Во времена газового освещения с помощью этой реакции получали ацетилен, который использовался для многих нужд. Ацетиленовыми лампами освещались частные дома и общественные здания их устанавливали даже на первых автомобилях. В тахтах до сих пор используются портативные ацетиленовые лампы. С помощью реакции гидролиза карбида кальция в наше время получают гораздо больше ацетилена, чем кот да-либо раньше, но теперь уже ацетилен не является конечным продуктом синтеза. Он используется как полупродукт для синтеза самых разнообразных органических соединений (см. гл. 26). [c.333]

    Белый (технический продукт — карбид кальция — буро-черный из-за примеси угля). Плавится без разложения, при дальнейшем нагревании разлагается. Полностью гидролизуется водой с выделением ацетилена, реагирует с кислотами. Восстановитель. Получение см. 108 , 110 , 214 . [c.64]

    Это самый экономичный способ синтеза мочевины. Раньше ее получали гидролизом цианамида кальция, который в свою очередь получается из карбида кальция нагреванием до высокой температуры в токе азота  [c.370]

    Щелочноземельный металл кальций взаимодействует с водой, выделяя газ. При этом получается сильнощелочной раствор гидроксида кальция. При внесении в воду твердых карбида кальция или гидрида кальция тоже выделяются газы, а среда становится сильнощелочной. Какие из перечисленных процессов относятся к окислительно-восстано-вительным, какие — к обменным (гидролиз)  [c.134]

    Окислительно-восстановительные — реакции кальция и гидрида кальция с водой, а карбид кальция вступает в реакцию необратимого гидролиза  [c.147]

    И карбид, и цианамид кальция реагируют с водой, подвергаясь необратимому гидролизу  [c.165]

    Известно, что при взаимодействии с водой карбид кальция выделяет горючий газ ацетилен, в соответствии с реакцией необратимого гидролиза  [c.349]

    В лаборатории ацетилен получают гидролизом карбида кальция  [c.328]

    Задача 16-4. При полном гидролизе смеси карбидов кальция и алюминия образуется смесь газов, которая в 1,6 раза легче кислорода. Определите массовые доли карбидов в исходной смеси. [c.203]

    При полном гидролизе смеси карбидов кальция и алюминия образуется смесь газов, которая в 1,6 раза [c.235]

    При гидролизе карбида кальция (см. гл. 2) образуется ацетилен. Реакция с карбидом кальция протекает быстро и энергично, что делает его весьма привлекательным для использования при определении воды. Карбид кальция можно получать нагреванием смеси негашеной извести и кокса приблизительно при 2000 °С. [c.564]

    Хотя сам по себе ацетилен не имеет запаха, однако выделяющийся газ обладает стойким карбидным запахом из-за примесей РНз, Nh4 и HjS. Карбид кальция СаСг слеДует хранить в герметически закрытой таре, поскольку гидролиз и образование ацетилена протекают даже во влажном воздухе. [c.296]

    Гидролиз карбида кальция  [c.466]

    Ацетилид кальция обычно называемый карбидом кальция, получаемый при нагревании окиси кальция и угля в электрической печи, имеет важное значение для получения ацетилена. Обычный метод получения ацетилена основан на снособности карбида кальция легко разлагаться под действием воды с образованием ацетилена, т. е. на процессе, подобном гидролизу солей других слабых кислот [c.476]

    Ацетали, эфиры и углеводороды являются устойчивыми, и к ним можно применить общие методы анализа. Хотя ацетали и поглощают воду в присутствии сильных кислот с образованием свободных карбонильных соединений, все же вследствие большой скорости взаимодействия с водой обычно применяемых реактивов возможные ошибки, возникающие по этой причине, невелики. В дополнение к методу Фишера обычно для определения воды в соединениях этого типа применяют перегонку, а также методы, основанные на реакции воды с гидридом кальция, карбидом кальция, нитридом магния и на реакции гидролиза ангидридов кислот или хлористых ацилов. (Эти методы были рассмотрены в гл. I.) Реакция с гидридом кальция была применена Фишером [1] для проверки точности и воспроизводимости результатов анализа [c.121]

    Самую многочисленную группу составляют химические процессы, из которых наиболее важными в технологии являются следующие процессы горение (сжигание жидкого, твердого и газообразного топлива с целью получения энергии, серы — для получения серной кислоты) пирогенные (коксование углей, пиролиз и крекинг нефтепродуктов) окислительно-восстановительные процессы (газификация твердых и жидких топлив, конверсия углеводородов) электрохимические (электролиз воды, растворов и расплавов солей, электрометаллургия, химические источники тока) электротермические (электровозгонка фосфора, получение карбида и цианамида кальция) плазмохимические (реакции в низкотемпературной плазме, включая окисление азота и пиролиз метана, получение ультрадисперсных порошкообразных продуктов) термическая диссоциация (получение извести, кальцинированной соды, глинозема и пигментов) обжиг и спекание (высокотемпературный синтез силикатов, получение цементного клинкера и керамических кислородсодержащих и бескислородных материалов со специальными функциями) гидрирование (синтез аммиака, метанола, гидрокрекинг и гидрогенизация жиров) комплексообразова-ние (разделение и рафинирование платиновых и драгоценных металлов, химическое обогащение руд, например путем хлорирующего или сульфатизирующего обжига для перевода металлов в летучие или способные к выщелачиванию водой соединения) химическое разложение сложных органических веществ (варка древесных отходов с растворами щелочей или бисульфита кальция с целью делигнизацми древесины в производстве целлюлозы) гидролиз (разложение целлюлозы из отходов сельскохозяйственного производства или деревообрабатывающей промышленности с по- [c.211]

    Удаление воды. Значительные количества воды легче всего МОГУТ быть удалены фракционированной перегонкой. Таким путем можно снизить содержание воды в продажном метиловом спирте до 0,01% и даже менее. Если перегонять метиловый спирт непосредственно в приемник, содержащий драйерит, и периодически встряхивать приемник в течение 24 час., то содержание воды снизится до 0,001°/о или менее. Хартли и Рейке [814] пришли к выводу, согласно которому осУшка метилового спирта окисью кальция является утомительной и неэкономичной. Тиммермане и Хенно-Ролан [1862] показали, что окиси кальция и бария не удаляют всей воды кроме того, применение кальция приводит к загрязнению спирта аммиаком. Натрий не является эффективным осушителем, поскольку гидролиз метилата натрия представляет собой обратимый процесс. Гольдшмидт и Тасен [735] проводили многократную осушку метилового спирта кальцием, после чего удаляли аммиак сульфаниловой кислотой. Бьеррум и Цехмей-стер [259] рекомендуют для приготовления абсолютного метилового спирта использовать магний. Карбид кальция в качестве осушающего средства для спиртов был предложен Куком и Хайне-сом [446]. [c.305]

    Впервые ацетилен был получен Вёлером (1862 г.) гидролизом карбида кальция  [c.256]

    Первым промышленным процессом, который использовался для получения аммиака, был цианамидный процесс (начало столетия — см. рис. 20.1). При нагревании извести СаО и углерода получали карбид кальция СаС2- Затем карбид кальция нагревали в атмосфере азота и получали цианамид кальция СаСКз далее aMMnaK получали гидролизом цианамида  [c.256]

    Общий способ получения алкинов — дегидрогалогенирование, т. е. отщепление двух молекул галогеноводорода от дигалогеналка-нов, которые содержат два атома галогена либо у соседних, либо у одного атома углерода. Простейший из алкинов — ацетилен С2Н2 — получают термическим крекингом метана или гидролизом карбида кальция. [c.307]

    На основе реакции гидролиза карбида кальция разработано несколько методик определения воды. В большинстве из них измеряется количество ацетилена манометрическим [106, 133, 163] или волюмоыетрическим методами [43, 71, 133, 209]. Другие методы, нашедшие ограниченное применение, основаны на сжигании ацетилена, в ходе которого из.меряют интенсивность пламени [36] или расход кислорода [132]. Ацетилен можно измерять и другими способами хроматографически гравиметрически в виде оксида меди(П) после сжигания ацетиленида меди титриметрически с перманганатом после восстановления сульфата железа(1Н) до сульфата железа(П) колориметрически. Эти способы описаны в других главах книги. Удобный, быстрый метод, основанный на измерении потери массы смеси карбида с образцом, описан в гл. 3. [c.565]

    Карбиды кальция, стронция и бария под действием воды легко гидролизуются с выделением ацетилена. Эти материалы легко можно получать при помощи циклических процессов из окислов металлов и углеродных соединений высокой чистоты, например малосернистого природного газа. Существенное преимущество такого процесса по сравнению с процессами частичного окисления или пиролиза — получение ацетилена высокой чистоты, для которого требуется лишь незначительная дополнительная очистка. Барий — наиболее реакционноспособный из перечисленных элементов — образует карбид при более низкой температуре, чем кальций и стронций. Еще в 1935 г. это преимущество было использовано [65] для получения карбида бария и ацетилена при помощи циклического процесса, осуществляемого в реакторе с движущимся слоем, куда тепло, необходимое для поддержания требуемой температуры (выше 1250 °С), подводилось через стенки [17] путем сжигания топлива снаружи реактора. Этот процесс не был осуществлен в промышленном масштабе, вероятно, вследствие механических трудностей, связанных с внешним обогревом высокотемпературного стационарного слоя. Очевидно, значительно целесообразнее было бы применять псевдоожиженный слой с внутренним обогревом и простым транспортированием материалов по трубопроводам. Можно использовать реактор с дуговым обогревом (фирма Шоиниган [301), но в этом случае требуется достаточно дешевая электроэнергия, хотя в таких условиях более экономичны стандартные электрические печи типа применяемых в производстве карбида кальция. При электрическом обогреве возникает проблема использования тепла отходящих газов, поскольку исключается необходимость применения их в качестве топлива для процесса. [c.309]

chem21.info

Способ гидролиза карбида кальция

Изобретение может быть использовано для получения ацетилена и извести путем гидролиза карбида кальция. Для проведения гидролиза готовят гидролизный раствор из смеси воды и этилового спирта, причем концентрация этого раствора по этиловому спирту 68 мас.% и более, но менее 100 мас.%. После гидролиза пары этилового спирта конденсируют, получая безводный этиловый спирт. Ацетилен и известь также получают безводными. Изобретение позволяет повысить эффективность способа гидролиза карбида кальция водой за счет создания безотходного процесса гидролиза и возможности использования для гидролиза карбидной пыли и мелочи, повысить безопасность процесса и качество получаемого ацетилена. 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способу получения ацетилена путем гидролиза карбида кальция водой.

Известны способы получения ацетилена в промышленности путем термического разложения углеводородов (патент РФ №2158747, МПК C10G 15/08 2000) [1], (патент РФ №93057864, МПК С07С 11/24, 1997) [2].

Известный способ получения ацетилена, заключающийся в разложении карбида кальция водой, принят в качестве прототипа заявляемого изобретения (И.И.Стрижевский, А.С.Фалькевич. Производство ацетилена из карбида кальция. - М., Госхимиздат, 1949. стр.48-49, 118-121, 128, 145-146) - [3], (И.А.Антонов, Л.М.Кузнецов, С.П.Нешумова. Получение ацетилена из карбида кальция. - М., Химия, 1980, стр.22, 107-108) [4]. Преимуществом карбидного способа по сравнению со способами термического разложения углеводородов для получения ацетилена являются малые капитальные затраты на производство и простота реализации.

Однако известные промышленные карбидные способы получения ацетилена имеют ряд недостатков [3, стр.118-121, 128, 145-146; 4, стр.107-108]:

- получаемый газ насыщен парами воды;

- при получении часть ацетилена теряется безвозвратно с иловой водой;

- при получении могут образовываться большие количества известкового шлама, которые плохо утилизируются;

- при получении могут образовываться местные перегревы из-за плохого отвода тепла с поверхности карбида кальция;

- опасность при использовании для гидролиза карбидной мелочи и пыли из-за высокой скорости реакции и плохого теплоотвода;

- образование побочных продуктов при высокой температуре реакции гидролиза.

Использование различных технологических приемов - избыток воды, перемешивание частиц карбида, улучшает процесс, но не устраняет перечисленных выше недостатков [3, стр., 118-121; 4, стр.22]. Устранение одних недостатков становится причиной появления других.

Известны изобретения для дальнейшей переработки отходов карбидного способа получения ацетилена. Например, известные решения для утилизации отработанных известковых щелоков путем нейтрализации их кислотами является дорогим способом, т.к. требует применения дополнительно большого количества реагентов в виде свободных кислот (патент РФ №2048505, МПК С10Н 11/00, 1995) [5].

При этом не устраняются главные причины, ухудшающие процесс гидролиза карбида кальция.

Основные причины перечисленных недостатков [3, стр.48; 4, стр.22]:

- высокий тепловой эффект реакции гидролиза при непосредственном контакте чистой воды и карбида кальция;

- образование плотной корки продуктов реакции - извести, на поверхности частиц карбида, что ухудшает процесс теплоотвода и способствует местному перегреву.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении эффективности способа гидролиза карбида кальция водой, а именно в создании безотходного процесса гидролиза, возможности использования для гидролиза карбидной пыли и мелочи, улучшении безопасности процесса и в улучшении качества получаемого ацетилена.

Технический результат достигается тем, что по способу гидролиза карбида кальция, заключающемуся в разложении карбида кальция водой, новым является то, что для гидролиза готовят гидролизный раствор из смеси воды и инертного растворителя, а после гидролиза пары инертного растворителя конденсируют, получая товарные продукты: ацетилен, безводный инертный растворитель и известь.

Инертный растворитель можно предварительно отделить от получаемой извести отстаиванием, центрифугированием и др.

Для гидролизного раствора в качестве инертного растворителя используют этиловый спирт в количестве 68%≤Сспирт)<100%, остальное вода, где (Сспирт) - концентрация спирта в массовых процентах.

Получаемый после гидролиза карбида кальция этиловый спирт является абсолютированным и может применяться как добавка в моторное топливо.

Для проведения процесса гидролиза можно готовить растворы с различной концентрацией инертного растворителя, в качестве которого используют этиловый спирт, т.к. он относительно инертен химически, имеет температуру кипения ниже воды, не токсичен, образует растворы с водой в любых соотношениях. Выбор состава используемого гидролизного раствора зависит от активности карбида кальция, размеров частиц, параметров оборудования, начальной температуры компонентов, экономических затрат. Максимальное содержание воды в гидролизном растворе устанавливается на основании теплового баланса реакции и возможностей теплоотвода в аппарате.

Содержание этилового спирта в гидролизном растворе может колебаться в пределах 68%≤Сспирт)<100%, остальное вода, где (Cспирт) - концентрация спирта в массовых процентах. Поскольку карбид кальция активно реагирует даже со следами воды в гидролизном растворе, то минимальное количество воды не ограничивается.

Для технического карбида кальция оптимальным является диапазон концентрации воды от 20 мас.% до 30 мас.%. Выделяющееся при реакции тепло отводится за счет испарения всей массы этилового спирта. Уходящие из реакционного объема ацетилен и пары спирта подаются в теплообменник, где происходит отделение спирта от ацетилена. Ацетилен отправляется на потребление, конденсат - абсолютированный спирт, используют в качестве добавки к моторному топливу. Из полученной сухой извести удаляют остатки этилового спирта отгонкой.

Если для процесса используется гидролизный раствор с концентрацией воды ниже 10 мас.%, то реакционного тепла окажется недостаточно для полного испарения этилового спирта и тогда полученную суспензию извести в этиловом спирте предварительно разделяют отстаиванием или центрифугированием.

При использовании гидролизного раствора с концентрацией воды от 10 до 20% условия проведения гидролиза определяют исходя из технико-экономических расчетов. Реакционную массу либо подогревают, выделяя испаряющийся этиловый спирт в теплообменнике-конденсаторе, либо отводят тепло с последующим разделением-отстаиванием или центрифугированием.

Использование инертного растворителя позволяет изменить процесс гидролиза.

Технический результат достигается следующим образом.

В среде этилового спирта уменьшается скорость реакции гидролиза из-за разбавления и уменьшения концентрации воды в реакционном объеме. Этим уменьшается скорость тепловыделения и опасность местного перегрева, что позволяет использовать для гидролиза карбидную мелочь и пыль.

За счет меньшей температуры кипения этилового спирта температура в реакционном объеме и в зоне перегрева меньше чем при реакции с водой без присутствия инертного растворителя. Поскольку температура кипения воды выше температуры кипения этилового спирта, то за счет уменьшения максимальной температуры процесса достигается полная выработка воды из реакционного объема. Как следствие получаемый ацетилен не нуждается в осушке. Понижение температуры гидролиза увеличивает безопасность процесса в целом.

В среде этилового спирта известь на поверхности частиц карбида не образует плотной корки, а, напротив, образуется мелкий сыпучий тонкодисперсный порошок, который легко удаляется с поверхности частиц, за счет чего улучшается тепломассообмен с поверхностью карбида. Получаемая в ходе гидролиза известь не содержит в своем составе свободной воды, и после удаления остатков этилового спирта ее можно использовать как товарную.

Растворимость воздуха в растворах этилового спирта меньше, поэтому меньше количество воздуха, которое поступает в реакционный объем с гидролизным раствором, чем также повышается безопасность процесса.

Таким образом, предложенный способ является более эффективным по сравнению с известными способами, так как позволяет использовать для гидролиза карбидную пыль и мелочь, улучшить безопасность процесса и качество получаемого ацетилена. Способ является безотходным с получением в результате товарных продуктов - ацетилена, сухой извести и абсолютированного этилового спирта, который может использоваться в качестве октаноповышающей добавки в моторное топливо.

Пример 1.

В реакционный сосуд с мешалкой вносят 1 литр гидролизного раствора, состоящего из 70 мас.% этилового спирта и 30 мас.% воды. При перемешивании добавляется 640 г технического карбида кальция (с газообразованием 260 л/кг) в виде кусков размером 2-4 мм. Смесь постепенно разогревается с 20 до 79°С, с выделением ацетилена и паров этилового спирта. Мешалка останавливается. Испаряющийся этиловый спирт конденсируется в холодильнике, а ацетилен собирается в газгольдере над раствором поваренной соли. Получено ацетилена 160 л, раствор 99,9 мас.% этилового спирта в количестве 690 мл и 740 г сухой извести.

Пример 2.

В реакционный сосуд с мешалкой вносят 1 литр гидролизного раствора, состоящего из 94 мас.% денатурированного этилового спирта и 6 мас.% воды. При перемешивании добавляется 110 г технического карбида кальция (с газообразованием 260 л/кг) в виде кусков размером 6-8 мм. Смесь перемешивается в течение 4 часов до прекращения выделения ацетилена. Температура смеси не превышала 45°С. Разделение суспензии отстаиванием происходит в течение суток. Из осадка отгоняются остатки этилового спирта. Получено ацетилена 26 л, раствор 99,9 мас.% этилового спирта в количестве 920 мл и 126 г сухой извести.

1. Способ получения ацетилена и извести гидролизом карбида кальция, отличающийся тем, что для гидролиза готовят гидролизный раствор из смеси воды и этилового спирта, причем концентрация этого раствора по этиловому спирту 68 мас.% и более, но менее 100 мас.%, а после гидролиза пары этилового спирта конденсируют, получая безводный этиловый спирт.

2. Способ по п.1. отличающийся тем, что ацетилен и известь получают безводными.

www.findpatent.ru

Определение скорости гидролиза карбида кальция

из "Технологические основы и безопасность производства газообразного и растворенного ацетилена"

Применяемые способы определения скорости гидролиза карбида кальция, основанные на измерении объемов выделяющегося ацетилена, дают не вполне достоверные результаты, так как объем зависит от изменяющихся температур и давления газа. [c.15] Скорость разложения карбида различных грануляций определялась в зависимости от следующих показателей соотношения между количеством карбида и воды (или ила) начальной температуры воды перемешивания. [c.17] Были приняты весовые соотношения между карбидом и водой 1 10, 1 8, 1 6 и начальные температуры 2, 17, 40, 60 и 80°С. [c.17] Для воссоздания условий, имеющих место в генераторе, были определены скорости гидролиза в карбидном иле, содержавшем 10 и 20% гидроокиси кальция. [c.17] Во всех опытах температура выделяющегося ацетилена мало отличалась от температуры ила. [c.17] На рис. 1.7 приведены кривые, характеризующие процесс гидролиза карбида грануляции 2/8 в карбидном иле, содержащем 10 и 20% Са(ОН)г, при начальных температурах 17, 40 и 60° С. Соотношение между карбидом и карбидным илом при всех опытах было равно 1 10. [c.17] В случае применения карбидного ила с содержанием 10% Са(0Н)2 продолжительность гидролиза по сравнению с гидролизом в чистой воде увеличивается незначительно. При применении карбидного ила с содержанием 20% Са(ОН)г при 17° С процесс гидро лиза резко замедляется вследствие заиливания кусков. [c.17] Опыты по определению скорости гидролиза карбида грануляций 8/ 5, 15/25, 25/50 п 50/80 проводились в аналогичных условиях. [c.19] На некоторых кривых указано время, через которое наступает заиливание кусков карбида. Соотношение между карбидом и карбидным илом 1 10. [c.22] Обозначения те же, что на рис. 1.И. [c.22] При начальных температурах воды 40 и 60° С продолжительность гидролиза уменьшилась примерно в 1,5 раза. [c.23] На рис. 1.12—1.15 приведены кривые, характеризующие процесс гидролиза карбида грануляций 8/15, 15/25, 25/50 и 50/80 в карбидном иле с содержанием 10 и 20% Са(0Н)-2 прн начальных температурах ила 17, 40 и 60 С. При применении карбидного ила с содержанием 10% Са(0Н)2 при всех указанных температурах скорость гидролиза карбида грануляций 8/15 и 15/25 несколько уменьшилась по сравнению со скоростью гидролиза в чистой воде (1 10). Процесс гидролиза при применении карбидного ила с содержанием 20 7о Са(ОН), и температуре 17° С значительно замедляется вследствие заиливания кусков. [c.23] Са(ОН)г и начальной температуре 17° С гидролиз карбида грануляций 25/50 и 50/80 замедляется. При применении карбидного ила с содержанием 20% Са(0Н)2 и начальных температурах 17, 40, 60 и 80° С гидролиз карбида грануляции 50/80 резко замедляется вследствие заиливания кусков. [c.23] Перемешивание при применении карбидного ила с содержанием 10 и 20% Са(0Н)2 и температуре 17° С устранило заиливание кусков карбида. При более высоких температурах вве дение перемешивания сократило продолжительность процесса в среднем на 18—20%. [c.23] Сводные данные, характеризующие продолжительность процесса гидролиза карбида всех грануляций при различных условиях, приведены в табл. 1.3. Зависимость продолжительности гидролиза карбида различных грануляций от начальной температуры воды приведена на рис. 1.16. [c.23] Результаты опытов свидетельствуют о том, что в пределах 40— 80° С разница между продолжительностью гидролиза карбида грануляций 15/25, 25/50 и 50/80 невелика. [c.23] Соотношение между карбидом и водой 1 10. На кривых указана начальная температура воды. [c.23]

Вернуться к основной статье

chem21.info

Кальция карбид, из ацетиленида кальция гидролиз

    На основе реакции гидролиза карбида кальция разработано несколько методик определения воды. В большинстве из них измеряется количество ацетилена манометрическим [106, 133, 163] или волюмоыетрическим методами [43, 71, 133, 209]. Другие методы, нашедшие ограниченное применение, основаны на сжигании ацетилена, в ходе которого из.меряют интенсивность пламени [36] или расход кислорода [132]. Ацетилен можно измерять и другими способами хроматографически гравиметрически в виде оксида меди(П) после сжигания ацетиленида меди титриметрически с перманганатом после восстановления сульфата железа(1Н) до сульфата железа(П) колориметрически. Эти способы описаны в других главах книги. Удобный, быстрый метод, основанный на измерении потери массы смеси карбида с образцом, описан в гл. 3. [c.565]     Ацетиленид кальция, или дикарбид кальция, (С=С)Са имеет больщое практическое значение, потому что при его гидролизе получается ацетилен. Это соединение часто называют карбидом кальция или просто карбидом. [c.129]

    Карбид (карбид кальция, ацетиленид кальция) нагревают при 1373К в атмосфере азота. Полученное соединение гидролизуют в присутствии серной кислоты. Масса, образовавшаяся при гидролизе, выщелочена водой при этом в раствор переходит соединение Л, содержащее углерод, кислород, азот и водород. При подкислении раствора Л азотной кислотой выпадает белый кристаллический осадок В, который может быть дегидратирован под действием концентрированной серной кислоты при 268К. При этом образуется соединение С, содержащее три атома азота, один нз которых входит в состав нитрогруппы. При электрохимическом восстановлении С образуется соединение О, которое реагирует в эквимолекулярных количествах с ацетоном, образуя соединение Е с молекулярной массой, равной П5. В соединении Е Ихмеется третичный атом азота, образующий связь с другим атомом азота. [c.41]

    Таким образом, карбид можно рассматривать как ацетиленид кальция, т. е. как кальциевое производное ацетилена, — как бы соль ацетилена. Как и всякая соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой, карбид кальция водой гидролизуется. Реакция карбида кальция с водой протекает очень бурно, с выделением тепла — образуются ацетилен и гашеная известь  [c.57]

chem21.info

Скорость гидролиза карбида кальция - Справочник химика 21

    При взаимодействии карбида кальция с водой процесс разложения протекает неравномерно. Вначале реакция идет очень активно, с бурным выделением ацетилена, а затем скорость ее снижается. Это объясняется уменьшением поверхности кусков карбида кальция и тем, что они покрываются коркой извести (ила), препятствующей доступу воды к частицам карбида. При перемешивании ила и находящихся в нем кусков карбида кальция разложение последних происходит быстрее и равномернее. С уменьшением грануляции возрастает количество кусков и суммарная поверхность, приходящаяся на единицу массы карбида кальция (см. табл. 1.3). Поэтому с уменьшением размеров кусков скорость гидролиза карбида кальция возрастает. [c.11]
Рис. 1.10. Скорость гидролиза карбида кальция грануляции 2—8 Рис. 1.10. Скорость гидролиза карбида кальция грануляции 2—8
    СКОРОСТЬ ГИДРОЛИЗА КАРБИДА КАЛЬЦИЯ [c.13]

    Скорость гидролиза карбида кальция определяется в основном условиями притока к нему воды. Для различных систем ацетиленовых генераторов характерны следующие формы взаимодействия карбида кальция с водой. [c.15]

    Определение скорости гидролиза карбида кальция [1.9] [c.15]

    Применяемые способы определения скорости гидролиза карбида кальция, основанные на измерении объемов выделяющегося ацетилена, дают не вполне достоверные результаты, так как объем зависит от изменяющихся температур и давления газа. [c.15]

Рис. 1.5. Прибор для определения скорости гидролиза карбида кальция , Рис. 1.5. Прибор для <a href="/info/1846424">определения скорости гидролиза карбида</a> кальция ,
Рис. 1.7. Скорость гидролиза карбида кальция грануляции 2/8 в карбидном иле. Рис. 1.7. Скорость гидролиза карбида кальция грануляции 2/8 в карбидном иле.
Рис. 1.11. Скорость гидролиза карбида кальция грануляции 50/80. Рис. 1.11. Скорость гидролиза карбида кальция грануляции 50/80.
Рис. 1.18. Скорость гидролиза карбида кальция различной грануляции. Рис. 1.18. Скорость гидролиза карбида кальция различной грануляции.

chem21.info

способ гидролиза карбида кальция - патент РФ 2319685

Изобретение может быть использовано для получения ацетилена и извести путем гидролиза карбида кальция. Для проведения гидролиза готовят гидролизный раствор из смеси воды и этилового спирта, причем концентрация этого раствора по этиловому спирту 68 мас.% и более, но менее 100 мас.%. После гидролиза пары этилового спирта конденсируют, получая безводный этиловый спирт. Ацетилен и известь также получают безводными. Изобретение позволяет повысить эффективность способа гидролиза карбида кальция водой за счет создания безотходного процесса гидролиза и возможности использования для гидролиза карбидной пыли и мелочи, повысить безопасность процесса и качество получаемого ацетилена. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способу получения ацетилена путем гидролиза карбида кальция водой.

Известны способы получения ацетилена в промышленности путем термического разложения углеводородов (патент РФ №2158747, МПК C10G 15/08 2000) [1], (патент РФ №93057864, МПК С07С 11/24, 1997) [2].

Известный способ получения ацетилена, заключающийся в разложении карбида кальция водой, принят в качестве прототипа заявляемого изобретения (И.И.Стрижевский, А.С.Фалькевич. Производство ацетилена из карбида кальция. - М., Госхимиздат, 1949. стр.48-49, 118-121, 128, 145-146) - [3], (И.А.Антонов, Л.М.Кузнецов, С.П.Нешумова. Получение ацетилена из карбида кальция. - М., Химия, 1980, стр.22, 107-108) [4]. Преимуществом карбидного способа по сравнению со способами термического разложения углеводородов для получения ацетилена являются малые капитальные затраты на производство и простота реализации.

Однако известные промышленные карбидные способы получения ацетилена имеют ряд недостатков [3, стр.118-121, 128, 145-146; 4, стр.107-108]:

- получаемый газ насыщен парами воды;

- при получении часть ацетилена теряется безвозвратно с иловой водой;

- при получении могут образовываться большие количества известкового шлама, которые плохо утилизируются;

- при получении могут образовываться местные перегревы из-за плохого отвода тепла с поверхности карбида кальция;

- опасность при использовании для гидролиза карбидной мелочи и пыли из-за высокой скорости реакции и плохого теплоотвода;

- образование побочных продуктов при высокой температуре реакции гидролиза.

Использование различных технологических приемов - избыток воды, перемешивание частиц карбида, улучшает процесс, но не устраняет перечисленных выше недостатков [3, стр., 118-121; 4, стр.22]. Устранение одних недостатков становится причиной появления других.

Известны изобретения для дальнейшей переработки отходов карбидного способа получения ацетилена. Например, известные решения для утилизации отработанных известковых щелоков путем нейтрализации их кислотами является дорогим способом, т.к. требует применения дополнительно большого количества реагентов в виде свободных кислот (патент РФ №2048505, МПК С10Н 11/00, 1995) [5].

При этом не устраняются главные причины, ухудшающие процесс гидролиза карбида кальция.

Основные причины перечисленных недостатков [3, стр.48; 4, стр.22]:

- высокий тепловой эффект реакции гидролиза при непосредственном контакте чистой воды и карбида кальция;

- образование плотной корки продуктов реакции - извести, на поверхности частиц карбида, что ухудшает процесс теплоотвода и способствует местному перегреву.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении эффективности способа гидролиза карбида кальция водой, а именно в создании безотходного процесса гидролиза, возможности использования для гидролиза карбидной пыли и мелочи, улучшении безопасности процесса и в улучшении качества получаемого ацетилена.

Технический результат достигается тем, что по способу гидролиза карбида кальция, заключающемуся в разложении карбида кальция водой, новым является то, что для гидролиза готовят гидролизный раствор из смеси воды и инертного растворителя, а после гидролиза пары инертного растворителя конденсируют, получая товарные продукты: ацетилен, безводный инертный растворитель и известь.

Инертный растворитель можно предварительно отделить от получаемой извести отстаиванием, центрифугированием и др.

Для гидролизного раствора в качестве инертного растворителя используют этиловый спирт в количестве 68%способ гидролиза карбида кальция, патент № 2319685 Сспирт)<100%, остальное вода, где (Сспирт) - концентрация спирта в массовых процентах.

Получаемый после гидролиза карбида кальция этиловый спирт является абсолютированным и может применяться как добавка в моторное топливо.

Для проведения процесса гидролиза можно готовить растворы с различной концентрацией инертного растворителя, в качестве которого используют этиловый спирт, т.к. он относительно инертен химически, имеет температуру кипения ниже воды, не токсичен, образует растворы с водой в любых соотношениях. Выбор состава используемого гидролизного раствора зависит от активности карбида кальция, размеров частиц, параметров оборудования, начальной температуры компонентов, экономических затрат. Максимальное содержание воды в гидролизном растворе устанавливается на основании теплового баланса реакции и возможностей теплоотвода в аппарате.

Содержание этилового спирта в гидролизном растворе может колебаться в пределах 68%способ гидролиза карбида кальция, патент № 2319685 Сспирт)<100%, остальное вода, где (Cспирт) - концентрация спирта в массовых процентах. Поскольку карбид кальция активно реагирует даже со следами воды в гидролизном растворе, то минимальное количество воды не ограничивается.

Для технического карбида кальция оптимальным является диапазон концентрации воды от 20 мас.% до 30 мас.%. Выделяющееся при реакции тепло отводится за счет испарения всей массы этилового спирта. Уходящие из реакционного объема ацетилен и пары спирта подаются в теплообменник, где происходит отделение спирта от ацетилена. Ацетилен отправляется на потребление, конденсат - абсолютированный спирт, используют в качестве добавки к моторному топливу. Из полученной сухой извести удаляют остатки этилового спирта отгонкой.

Если для процесса используется гидролизный раствор с концентрацией воды ниже 10 мас.%, то реакционного тепла окажется недостаточно для полного испарения этилового спирта и тогда полученную суспензию извести в этиловом спирте предварительно разделяют отстаиванием или центрифугированием.

При использовании гидролизного раствора с концентрацией воды от 10 до 20% условия проведения гидролиза определяют исходя из технико-экономических расчетов. Реакционную массу либо подогревают, выделяя испаряющийся этиловый спирт в теплообменнике-конденсаторе, либо отводят тепло с последующим разделением-отстаиванием или центрифугированием.

Использование инертного растворителя позволяет изменить процесс гидролиза.

Технический результат достигается следующим образом.

В среде этилового спирта уменьшается скорость реакции гидролиза из-за разбавления и уменьшения концентрации воды в реакционном объеме. Этим уменьшается скорость тепловыделения и опасность местного перегрева, что позволяет использовать для гидролиза карбидную мелочь и пыль.

За счет меньшей температуры кипения этилового спирта температура в реакционном объеме и в зоне перегрева меньше чем при реакции с водой без присутствия инертного растворителя. Поскольку температура кипения воды выше температуры кипения этилового спирта, то за счет уменьшения максимальной температуры процесса достигается полная выработка воды из реакционного объема. Как следствие получаемый ацетилен не нуждается в осушке. Понижение температуры гидролиза увеличивает безопасность процесса в целом.

В среде этилового спирта известь на поверхности частиц карбида не образует плотной корки, а, напротив, образуется мелкий сыпучий тонкодисперсный порошок, который легко удаляется с поверхности частиц, за счет чего улучшается тепломассообмен с поверхностью карбида. Получаемая в ходе гидролиза известь не содержит в своем составе свободной воды, и после удаления остатков этилового спирта ее можно использовать как товарную.

Растворимость воздуха в растворах этилового спирта меньше, поэтому меньше количество воздуха, которое поступает в реакционный объем с гидролизным раствором, чем также повышается безопасность процесса.

Таким образом, предложенный способ является более эффективным по сравнению с известными способами, так как позволяет использовать для гидролиза карбидную пыль и мелочь, улучшить безопасность процесса и качество получаемого ацетилена. Способ является безотходным с получением в результате товарных продуктов - ацетилена, сухой извести и абсолютированного этилового спирта, который может использоваться в качестве октаноповышающей добавки в моторное топливо.

Пример 1.

В реакционный сосуд с мешалкой вносят 1 литр гидролизного раствора, состоящего из 70 мас.% этилового спирта и 30 мас.% воды. При перемешивании добавляется 640 г технического карбида кальция (с газообразованием 260 л/кг) в виде кусков размером 2-4 мм. Смесь постепенно разогревается с 20 до 79°С, с выделением ацетилена и паров этилового спирта. Мешалка останавливается. Испаряющийся этиловый спирт конденсируется в холодильнике, а ацетилен собирается в газгольдере над раствором поваренной соли. Получено ацетилена 160 л, раствор 99,9 мас.% этилового спирта в количестве 690 мл и 740 г сухой извести.

Пример 2.

В реакционный сосуд с мешалкой вносят 1 литр гидролизного раствора, состоящего из 94 мас.% денатурированного этилового спирта и 6 мас.% воды. При перемешивании добавляется 110 г технического карбида кальция (с газообразованием 260 л/кг) в виде кусков размером 6-8 мм. Смесь перемешивается в течение 4 часов до прекращения выделения ацетилена. Температура смеси не превышала 45°С. Разделение суспензии отстаиванием происходит в течение суток. Из осадка отгоняются остатки этилового спирта. Получено ацетилена 26 л, раствор 99,9 мас.% этилового спирта в количестве 920 мл и 126 г сухой извести.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ получения ацетилена и извести гидролизом карбида кальция, отличающийся тем, что для гидролиза готовят гидролизный раствор из смеси воды и этилового спирта, причем концентрация этого раствора по этиловому спирту 68 мас.% и более, но менее 100 мас.%, а после гидролиза пары этилового спирта конденсируют, получая безводный этиловый спирт.

2. Способ по п.1. отличающийся тем, что ацетилен и известь получают безводными.

www.freepatent.ru

Способ гидролиза карбида кальция | Банк патентов

Изобретение может быть использовано для получения ацетилена и извести путем гидролиза карбида кальция. Для проведения гидролиза готовят гидролизный раствор из смеси воды и этилового спирта, причем концентрация этого раствора по этиловому спирту 68 мас.% и более, но менее 100 мас.%. После гидролиза пары этилового спирта конденсируют, получая безводный этиловый спирт. Ацетилен и известь также получают безводными. Изобретение позволяет повысить эффективность способа гидролиза карбида кальция водой за счет создания безотходного процесса гидролиза и возможности использования для гидролиза карбидной пыли и мелочи, повысить безопасность процесса и качество получаемого ацетилена. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способу получения ацетилена путем гидролиза карбида кальция водой.

Известны способы получения ацетилена в промышленности путем термического разложения углеводородов (патент РФ №2158747, МПК C10G 15/08 2000) [1], (патент РФ №93057864, МПК С07С 11/24, 1997) [2].

Известный способ получения ацетилена, заключающийся в разложении карбида кальция водой, принят в качестве прототипа заявляемого изобретения (И.И.Стрижевский, А.С.Фалькевич. Производство ацетилена из карбида кальция. - М., Госхимиздат, 1949. стр.48-49, 118-121, 128, 145-146) - [3], (И.А.Антонов, Л.М.Кузнецов, С.П.Нешумова. Получение ацетилена из карбида кальция. - М., Химия, 1980, стр.22, 107-108) [4]. Преимуществом карбидного способа по сравнению со способами термического разложения углеводородов для получения ацетилена являются малые капитальные затраты на производство и простота реализации.

Однако известные промышленные карбидные способы получения ацетилена имеют ряд недостатков [3, стр.118-121, 128, 145-146; 4, стр.107-108]:

- получаемый газ насыщен парами воды;

- при получении часть ацетилена теряется безвозвратно с иловой водой;

- при получении могут образовываться большие количества известкового шлама, которые плохо утилизируются;

- при получении могут образовываться местные перегревы из-за плохого отвода тепла с поверхности карбида кальция;

- опасность при использовании для гидролиза карбидной мелочи и пыли из-за высокой скорости реакции и плохого теплоотвода;

- образование побочных продуктов при высокой температуре реакции гидролиза.

Использование различных технологических приемов - избыток воды, перемешивание частиц карбида, улучшает процесс, но не устраняет перечисленных выше недостатков [3, стр., 118-121; 4, стр.22]. Устранение одних недостатков становится причиной появления других.

Известны изобретения для дальнейшей переработки отходов карбидного способа получения ацетилена. Например, известные решения для утилизации отработанных известковых щелоков путем нейтрализации их кислотами является дорогим способом, т.к. требует применения дополнительно большого количества реагентов в виде свободных кислот (патент РФ №2048505, МПК С10Н 11/00, 1995) [5].

При этом не устраняются главные причины, ухудшающие процесс гидролиза карбида кальция.

Основные причины перечисленных недостатков [3, стр.48; 4, стр.22]:

- высокий тепловой эффект реакции гидролиза при непосредственном контакте чистой воды и карбида кальция;

- образование плотной корки продуктов реакции - извести, на поверхности частиц карбида, что ухудшает процесс теплоотвода и способствует местному перегреву.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении эффективности способа гидролиза карбида кальция водой, а именно в создании безотходного процесса гидролиза, возможности использования для гидролиза карбидной пыли и мелочи, улучшении безопасности процесса и в улучшении качества получаемого ацетилена.

Технический результат достигается тем, что по способу гидролиза карбида кальция, заключающемуся в разложении карбида кальция водой, новым является то, что для гидролиза готовят гидролизный раствор из смеси воды и инертного растворителя, а после гидролиза пары инертного растворителя конденсируют, получая товарные продукты: ацетилен, безводный инертный растворитель и известь.

Инертный растворитель можно предварительно отделить от получаемой извести отстаиванием, центрифугированием и др.

Для гидролизного раствора в качестве инертного растворителя используют этиловый спирт в количестве 68%≤Сспирт)<100%, остальное вода, где (Сспирт) - концентрация спирта в массовых процентах.

Получаемый после гидролиза карбида кальция этиловый спирт является абсолютированным и может применяться как добавка в моторное топливо.

Для проведения процесса гидролиза можно готовить растворы с различной концентрацией инертного растворителя, в качестве которого используют этиловый спирт, т.к. он относительно инертен химически, имеет температуру кипения ниже воды, не токсичен, образует растворы с водой в любых соотношениях. Выбор состава используемого гидролизного раствора зависит от активности карбида кальция, размеров частиц, параметров оборудования, начальной температуры компонентов, экономических затрат. Максимальное содержание воды в гидролизном растворе устанавливается на основании теплового баланса реакции и возможностей теплоотвода в аппарате.

Содержание этилового спирта в гидролизном растворе может колебаться в пределах 68%≤Сспирт)<100%, остальное вода, где (Cспирт) - концентрация спирта в массовых процентах. Поскольку карбид кальция активно реагирует даже со следами воды в гидролизном растворе, то минимальное количество воды не ограничивается.

Для технического карбида кальция оптимальным является диапазон концентрации воды от 20 мас.% до 30 мас.%. Выделяющееся при реакции тепло отводится за счет испарения всей массы этилового спирта. Уходящие из реакционного объема ацетилен и пары спирта подаются в теплообменник, где происходит отделение спирта от ацетилена. Ацетилен отправляется на потребление, конденсат - абсолютированный спирт, используют в качестве добавки к моторному топливу. Из полученной сухой извести удаляют остатки этилового спирта отгонкой.

Если для процесса используется гидролизный раствор с концентрацией воды ниже 10 мас.%, то реакционного тепла окажется недостаточно для полного испарения этилового спирта и тогда полученную суспензию извести в этиловом спирте предварительно разделяют отстаиванием или центрифугированием.

При использовании гидролизного раствора с концентрацией воды от 10 до 20% условия проведения гидролиза определяют исходя из технико-экономических расчетов. Реакционную массу либо подогревают, выделяя испаряющийся этиловый спирт в теплообменнике-конденсаторе, либо отводят тепло с последующим разделением-отстаиванием или центрифугированием.

Использование инертного растворителя позволяет изменить процесс гидролиза.

Технический результат достигается следующим образом.

В среде этилового спирта уменьшается скорость реакции гидролиза из-за разбавления и уменьшения концентрации воды в реакционном объеме. Этим уменьшается скорость тепловыделения и опасность местного перегрева, что позволяет использовать для гидролиза карбидную мелочь и пыль.

За счет меньшей температуры кипения этилового спирта температура в реакционном объеме и в зоне перегрева меньше чем при реакции с водой без присутствия инертного растворителя. Поскольку температура кипения воды выше температуры кипения этилового спирта, то за счет уменьшения максимальной температуры процесса достигается полная выработка воды из реакционного объема. Как следствие получаемый ацетилен не нуждается в осушке. Понижение температуры гидролиза увеличивает безопасность процесса в целом.

В среде этилового спирта известь на поверхности частиц карбида не образует плотной корки, а, напротив, образуется мелкий сыпучий тонкодисперсный порошок, который легко удаляется с поверхности частиц, за счет чего улучшается тепломассообмен с поверхностью карбида. Получаемая в ходе гидролиза известь не содержит в своем составе свободной воды, и после удаления остатков этилового спирта ее можно использовать как товарную.

Растворимость воздуха в растворах этилового спирта меньше, поэтому меньше количество воздуха, которое поступает в реакционный объем с гидролизным раствором, чем также повышается безопасность процесса.

Таким образом, предложенный способ является более эффективным по сравнению с известными способами, так как позволяет использовать для гидролиза карбидную пыль и мелочь, улучшить безопасность процесса и качество получаемого ацетилена. Способ является безотходным с получением в результате товарных продуктов - ацетилена, сухой извести и абсолютированного этилового спирта, который может использоваться в качестве октаноповышающей добавки в моторное топливо.

Пример 1.

В реакционный сосуд с мешалкой вносят 1 литр гидролизного раствора, состоящего из 70 мас.% этилового спирта и 30 мас.% воды. При перемешивании добавляется 640 г технического карбида кальция (с газообразованием 260 л/кг) в виде кусков размером 2-4 мм. Смесь постепенно разогревается с 20 до 79°С, с выделением ацетилена и паров этилового спирта. Мешалка останавливается. Испаряющийся этиловый спирт конденсируется в холодильнике, а ацетилен собирается в газгольдере над раствором поваренной соли. Получено ацетилена 160 л, раствор 99,9 мас.% этилового спирта в количестве 690 мл и 740 г сухой извести.

Пример 2.

В реакционный сосуд с мешалкой вносят 1 литр гидролизного раствора, состоящего из 94 мас.% денатурированного этилового спирта и 6 мас.% воды. При перемешивании добавляется 110 г технического карбида кальция (с газообразованием 260 л/кг) в виде кусков размером 6-8 мм. Смесь перемешивается в течение 4 часов до прекращения выделения ацетилена. Температура смеси не превышала 45°С. Разделение суспензии отстаиванием происходит в течение суток. Из осадка отгоняются остатки этилового спирта. Получено ацетилена 26 л, раствор 99,9 мас.% этилового спирта в количестве 920 мл и 126 г сухой извести.

bankpatentov.ru