乙炔化工论文范文
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电石炉气在循环经济的综合利用论文
[摘要] 本文简述了电石炉气的特性和利用价值,从电石炉气成分主要为CO和H2(约90%)可以看出,电石炉气可以作为燃料及化工原料来利用。然而简单地将电石炉气作为燃料使用并没有使其价值最大化,而以其为原料发展高附加值的化工产品则更有意义。因此,本文重点介绍了利用密闭电石炉尾气生产碳一化工产品的工艺,并与煤化工中煤造气工艺进行对比,发现以电石炉气为原料的工艺不仅可以全部利用电石炉气中的有效气体成分,还减少了碳的排放量,减轻了对环境的污染,同时可以有效降低碳一化工产品的生产成本和建设投资。
[关键词] 电石炉气;循环经济;碳一
电石是有机化工的基础原料,由它制得的乙炔可生产醋酸、醋酸乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、乙炔炭黑等一系列数千种有机产品。在国内电石行业,无论是全密闭式电石炉、内燃式半密闭电石炉还是开放式电石炉,其尾气一直以来没有得到很好的利用,有的甚至直接放空烧掉,造成了资源的极大浪费。
1电石炉气特性及利用价值
1.1电石炉气特性
使用密闭炉生产电石,每吨电石副产炉气量约400Nm3[1-2],其典型组成及物理性质如表1所示。从表1可以看出,炉气中含尘量大,具有黏、轻、细、不易捕集等特点;炉气内含微量焦油,它在温度大于225℃时呈气态,在温度小于225℃时容易析出,会使除尘布袋黏结堵塞;炉气本身温度很高,同时含有难以除净的大量粉尘,治理难度比较大,在利用前需要对炉气进行充分的净化处理。
1.2电石炉气利用价值
从电石炉气成分可以看出,炉气中含有大量的CO和H2,是很好的燃料和化工原料,利用好这部分气体可以产生巨大的经济效益和社会效益。以我国2017年电石产量2500万吨计算,副产的电石炉气总量达到100亿Nm3左右,如能全部回收,可得到约75亿Nm3CO和7.5亿Nm3H2。因此,炉气净化利用对实现能源回收利用、降低生产成本、提高经济效益,都具有重要的意义。
2电石炉气在化工中的利用及经济性分析
目前,部分企业的电石炉气只是经过简单处理后,作为燃料烧石灰、烧锅炉等使用,并没有将炉气价值最大化利用。电石炉气的主要成分是CO和H2,在经过深度净化处理后,可利用CO和H2发展后续高附加值化工产品,可用于生产合成氨、甲醇、乙二醇、二甲醚、甲酸钠等较高附加值的化工产品[4],目前国内已成功建成生产甲酸钠、合成氨、乙二醇的装置,详见表2。
2.1合成氨和甲醇
[3]根据原料气分析以及物料平衡计算,电石尾气中氮气的体积分数约为5%,如单产甲醇,5%的氮气将作为无效气被放空,增加了压缩机的无效功;如单产合成氨,需要向系统中补充氮气,新增制氮装置,增加投资。综合考虑,如果采用以醇-氨联产工艺,即甲醇生产中串入合成氨生产,将炉气中的N2与H2合成氨,避免了合成甲醇过程中排放惰性气体而造成大量有效气体损失。醇-氨联产工艺不仅最大限度地利用了电石炉气,减少了排放量,又创造了经济效益。醇-氨联产工艺的流程示意图1所示。以电石炉气为原料,醇-氨联产工艺有以下几个优点:(1)充分利用了电石炉气中的气体成分,炉气的利用率更高;(2)利用甲醇合成后的尾气副产液氨,既最大限度利用了电石炉气,又创造了经济效益;(3)能耗低,与国内煤头制甲醇工艺相比能耗明显降低;(4)成本低,与国内煤头制甲醇工艺相比成本明显降低。
2.2乙二醇
乙二醇合成气为高纯度的H2(99.9%,vol)和CO(99%,vol),且H2和CO的体积比约为1.95。若以电石炉气作为乙二醇合成气,与以煤为原料相比,省去了煤制气的过程,消耗低,原料成本大幅下降,无疑是一种优于单纯以煤为原料的生产乙二醇的原料路线。以电石炉气为原料合成乙二醇的工艺流程见图2。2中可以看出,电石炉气只需要经过适当的变换及分离制氢后即可作为乙二醇的原料,不需要煤造气过程,可以节省大量的投资,具有良好的经济效益和社会效益。从国内电石炉气的在化工产品上的利用情况来看,新疆天业集团已经取得了成功。新疆天业以电石炉气为原料,采用煤制乙二醇技术,于2011年7月在新疆石河子开工建设了25万吨/年煤制乙二醇项目一期工程,规模为年产5万吨乙二醇。一期工程在2013年1月份建成并成功产出优等品乙二醇,产品纯度均超过国标优等品标准。在一期获得成功的基础上,二期工程20万吨/年乙二醇于2013年5月开工建设,并于2015年9月建成投产。
2.3聚氯乙烯
[4]除了在碳一化工中利用外,在烧碱-PVC生产路线中,电石法PVC有两个重要的化学反应过程:(1)氢气和氯气反应合成氯化氢;(2)氯化氢和乙炔反应合成氯乙烯。在合成氯化氢过程中,为了避免氯化氢中的游离氯含量过高遇乙炔发生爆炸,参加反应的氢气一般过量10%左右。但电解氯化钠时,产生的氯气和氢气量是相同的,这样就需要过量的氢资源。而氯碱企业一般靠生产液氯来平衡氢气的不足,或者采用如水电解制氢或天然气制氢来补充氢气,这样都会带来投资增加和生产成本上升的问题。而从电石炉气成分可知,炉气中除含有体积分数80%左右的CO外,还有体积分数5%~10%的H2,这样可将炉气回收后经过等温变换、变压吸附等工艺分离出H2,用于合成氯化氢,剩余的CO可以继续作为碳一化工的原料来利用。炉气回收利用工艺流程如图3所示。在氯碱行业利润普遍不高的情况下,炉气回收利用不仅降低了电石生产成本,而且为PVC生产提供了氢气,具有显著的经济效益。
2.4炉气回收利用的`经济性分析
采用煤与电石炉气为原料生产乙二醇合成气,主要的成本差异体现在合成气的原料气制备上,因此主要比较煤制合成气成本与电石炉气做为合成气处理成本。2.4.1比较前提(1)生产相同规格和相同量的合成气(H2+CO);(2)煤制气按水煤浆气化工艺考虑;(3)电石炉气按项目外供给,按0.3元/Nm3计价;(4)比较范围截至合成气的原料气,即不考虑后续变换、分离等。2.4.2消耗比较基于2.4.1的比较前提,对煤制气和电石炉气生产合成气的过程进行计算和分析,得到两种工艺过程原材料消耗和公用工程消耗情况,如表3所示。从表3中明显可以看出,采用电石炉气为原料,原料气直接由电石厂供应,消耗已计入电石生产中,因此对于化工装置来说原料气是已经制备好的;而采用煤气化,在造气环节要增加公用工程消耗和原料煤消耗,对项目所在地的煤资源保证有要求,同时还需要为煤气化配套建设公用工程。2.4.3成本比较根据表3的消耗情况可知,电石炉气为原料气只需要计算原料电石炉气的成本,实际上电石炉气是电石生产副产品,因而其成本可认为是0。本比较考虑电石炉气从项目外电石厂外购,需按购买价计入原料气成本。成本比较结果见表4。从表4的比较结果来看,采用电石炉气为原料,每1000Nm3合成气成本可降低200元以上,折每吨乙二醇成本下降500元左右,成本降低非常显著。如果电石炉气能够实现内部供给的话,则电石炉气成本可以忽略,合成气成本下降更为可观。2.4.4投资比较因合成气来源不同,投资差异会比较大。对煤制气与电石炉气两种原料过程进行了投资差异上的比较估算,其比较结果见表5。从表5可以看出,若煤制气投资基准值为0,以93750Nm3/h(可满足30万吨/年乙二醇生产)合成气规模计算,则采用电石炉气为原料一次性投资可减少约9.5亿。
2.5电石规模的影响
虽然电石炉气作为合成气原料,无论从投资上还是运行成本都较煤制气路线要低很多,但要利用好电石炉气还要看电石装置规模的大小。例如,利用电石炉气生产甲酸钠,10万吨/年电石可配套7万吨/年甲酸钠装置;而利用电石炉气生产合成氨、甲醇、乙二醇等高附加值的化工产品,10万吨/年电石仅能配套3.6万吨/年甲醇或合成氨装置。如此小的化工装置很难产生经济效益,相当于利用了电石炉气的资源,但在配套建设的化工装置上多消耗了能源,使电石炉气回收利用的社会、经济、环保、节能效益大打折扣。因此,利用电石炉气必须要考虑电石装置规模。目前从新疆、内蒙等地电石企业来看,规模一般都在60万吨/年以上,如新疆天业电石产能已达到200万吨/年以上,这样的规模可以为化工生产提供足够的原料气。所以,若新建碳一化工项目无充足的电石炉气,可考虑与周边大型电石企业合作,由电石企业向化工企业提供电石炉气,从而实现资源互补,循环利用。
3结论
综合以上分析,利用电石炉气来生产化工产品,无论从一次性投资还是产品成本上都优势明显。电石炉气的开发利用已经引起了越来越多的关注,尤其是在化工领域已经取得了重大突破。电石炉气在碳一化工产品中的应用,目前行业内已经获得了成功,如果逐步推广到更多的化工产品中将会大大降低相关产品成本和投资,节能减排,提高经济效益,是循环经济发展的一大亮点。此外,除了生产电石外,冶金行业中生产铁合金、工业硅、黄磷、刚玉等过程都会产生一氧化碳为主的炉气,且其炉气排放量大约是电石炉气的两倍。如果将电石炉气在化工产品上应用成功的范例,推广到整个冶金行业,将对整个国民经济能源节约、资源利用、环境保护有着重大贡献。
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论高电化学性能聚苯胺纳米纤维/石墨烯复合材料的合成
石墨烯是一种二维单原子层碳原子SP2杂化形成的新型碳材料,因其非凡的导电性和导热性、极好的机械强度、较大的比表面积等特性,引起了国内外研究者极大的关注.石墨烯已经被探索应用在电子和能源储存器件、传感器、透明导电电极、超分子组装以及纳米复合物[8]等领域中.而rGO因易聚集或堆叠而导致电容量较低(101 F/g)[9],这限制了其在超级电容器电极材料领域的应用.
另一方面,PANI作为典型的导电高分子之一,由于合成容易,环境稳定性好和导电性能可调等特性备受关注.具有纳米结构的导电材料,由于纳米效应不但能提高材料固有性能,并开创新的应用领域.PANI纳米结构的合成取得了许多的成果.PANI作为超级电容器电极材料因具有高的赝电容,其电容量甚至可高达3 407 F/g[10];然而,当经过多次充放电时PANI链因多次膨胀和收缩而降解导致其电容损失较大.碳材料具有高的导电性能和稳定的电化学性能,为了提高碳材料的电化学电容和PANI电化学性能的稳定性,人们把纳米结构的PANI与碳材料复合以期获得电容较高且稳定的超级电容器电极材料[11].
作为新型碳材料的石墨烯和PANI的复合引起了极大的关注[12].但是用Hummers法合成的GO直接与PANI复合构建PANI/GO复合电极因导电率低而必须还原GO,化学还原剂的加入虽然还原了部分GO而提高了导电性能,但也在一定程度上钝化了PANI [13],另外排除还原剂又对环境造成一定程度的污染.因而开拓一条简单且环境友好的制备PANI/rGO复合材料作为超级电容器的电极路线仍然是一个难题.
基于以上分析,首先使PANI和GO相互分散和组装,借助水热反应这一绿色环境友好的还原方法制备PANI/rGO复合材料,以期获得高性能的超级电容器电极材料.
1实验部分
1.1原材料
苯胺(AR, 国药集团),经减压蒸馏后使用;氧化石墨烯(自制);过硫酸铵(APS, AR, 湖南汇虹试剂);草酸(OX, AR, 天津市永大化学试剂);十六烷基三甲基溴化铵(CTAB, AR, 天津市光复精细化工研究所).
1.2PANIF的制备
PANIF的制备按我们先前提出的方法 [14],制备过程如下:把250 mL去离子水加入三口烧瓶后,依次加入1.82 g CTAB,0.63 g 草酸以及0.9 mL苯胺,在12 ℃水浴上搅拌8 h;随后,往上述溶液中一次性加入20 mL含苯胺等量的过硫酸铵水溶液,同样条件下使反应保持7 h.所制备的样品用大量去离子水洗涤至滤液为中性,随后30 ℃真空干燥24 h. 1.3GO的制备
采用Hummers法制备GO,具体过程如下:向干燥的2 000 mL三口烧瓶(冰水浴)中加入10 g天然鳞片石墨(325目),加入5 g硝酸钠固体,搅拌下加入220 mL浓硫酸,10 min后边搅拌边加入30 g高锰酸钾,在冰水浴下搅拌120 min,再将三口烧瓶移至35 ℃水浴中搅拌180 min,然后向瓶中滴加460 mL去离子水,同时将水浴温度升至95 ℃,保持95 ℃搅拌60 min,再向瓶中快速滴加720 mL去离子水,10 min后加入80 mL双氧水,过10 min后趁热抽滤.将抽干的滤饼转移到烧杯中,加大约800 mL热水及200 mL浓盐酸,趁热抽滤,随后用大量去离子水洗涤直至中性.所得产品边搅拌边超声12 h后5 000 r/min下离心10 min,得氧化石墨烯溶液.
1.4PANIF/rGO复合材料制备
按照一定比例将含一定量的PANIF液与一定量的6.8 mg/mL 的GO溶液混合,使混合液总体积为30 mL, GO在混合液中的最终浓度为0.5 mg/ mL,磁力搅拌10 min后,将混合液转移到含50 mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中进行水热反应,在180 ℃保温3 h;待反应釜自然冷却至室温后取出,用去离子水洗涤产物直至洗液无色后,于60 ℃真空干燥24 h,待用.按照上述步骤制备的PANIF与GO的质量比分别为5,10以及15,相应命名为PAGO5,PAGO10和PAGO15,对应的PANIF质量为75 mg,150 mg和225 mg.
1.5仪器与表征
用日本日立公司S4800场发射扫描电镜(SEM)分析样品的形貌;样品经与KBr混合压片后,用Nicolet 5700傅立叶红外光谱仪进行红外分析;用德国Siemens公司Xray衍射仪进行XRD分析;电化学性能测试使用上海辰华CHI660c电化学工作站.
电极制备和电化学性能测试:将活性物质(PANIF或PANIF/rGO)、乙炔黑以及PTFE按照质量比85∶10∶5混合形成乳液,将其均匀地涂在不锈钢集流体上,在10 MPa压力下压片,之后烘干得工作电极.在电化学性能测试过程中,使用饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极,铂片(Pt)作为对电极,在三电极测试体系中使用1 M H2SO4作为电解液进行电化学测试,电势窗为-0.2~0.8V.
比电容计算依据充放电曲线,按式(1)[15]计算:
Cs=iΔtΔVm.(1)
式中:i代表电流,A;Δt代表放电时间,s;ΔV代表电势窗,V;m代表活性物质质量,g.
2结果与讨论
2.1形貌表征
图1为PANIF和PAGO10形貌的SEM图.低倍的SEM(图1(a))显示所制备PANIF为大面积的纳米纤维网络;高倍的图1(b)清晰地显现该3D纳米纤维网络结构含许多交联点.PANIF和PAGO10混合液经过水热反应后,从低倍的SEM(图1(c))可以看出,PAGO10复合物具有交联孔状结构;提高观察倍数(图1(d)和图1(e))后可以发现样品中rGO 与PANIF共存;而高倍的图1(d)清晰地显示出了rGO与PANIF紧密结合,且合成的褶皱rGO因层数较少而能观察到其遮盖的PANIF.从图1可知:成功合成了大面积的PANIF以及互相均匀分散的PANIF/rGO复合材料.
2.2FTIR分析
图2为PANIF,GO以及PAGO10 3种样品的FTIR图.图2中a曲线在1 581 cm-1,1 500 cm-1,1 305 cm-1,1 144 cm-1,829 cm-1等波数处展现的尖锐峰为PANI的特征峰,它们分别对应醌式结构中C=C双键伸缩振动、苯环中C=C双键伸缩振动、C-N伸缩振动峰、共轭芳环C=N伸缩振动、对位二取代苯的C-H面外弯曲振动.图2中b曲线为GO的红外谱图,在3 390 cm-1, 1 700 cm-1的峰分别对应-COOH中的O-H,C=O键振动,1 550~1 050 cm-1范围内的吸收峰代表COH/ COC中的C-O振动[16],可以看出,GO中存在大量的含氧官能团.图2中c曲线为PAGO10复合物红外吸收谱图,与GO,PANIF谱图比较, 可以发现PAGO10中的GO特征峰不太明显而PANI的特征峰全部出现,这个结果归结于GO含量少以及GO经水热反应后形成了rGO,另外也表明水热反应对PANI品质无大的影响.
2.4电化学性能分析
图4为样品的CV曲线,其中图4(a)为不同样品在1 mV/s扫描速率下的CV图,可以看出,4个样品均出现明显的氧化还原峰,这归因于PANI掺杂/脱掺杂转变,表明PANIF以及复合物显示出优良的法拉第赝电容特性.图4(b)为PAGO10在不同扫描速率下的CV曲线,由图可知PAGO10电极的比电容随着扫描速率减小而稳步增加,在扫描速率为1 mV/s时,PAGO10电极的比电容为521.2 F/g.
图5为PANI,PAGO5,PAGO10和PAGO15的充放电曲线以及交流阻抗图.图5(a)为电流密度为1 A/g时样品的放电曲线图,由图可知:4种样品均有明显的氧化还原平台,这与前述CV分析中的结果相吻合.根据充放电曲线,借助式(1),计算了4种样品在不同电流密度下的比电容,结果如图5(b)所示,很明显,相同电流密度下PAGO10比电容最大,当电流密度为1 A/g时,其比电容为517 F/g,这个结果表明PAGO10的电化学性能明显优于PANI/石墨烯微球和3D PANI/石墨烯有序纳米材料(电流密度为0.5 A/g时,比电容分别为 261和495 F/g)[18-19], 而PANIF比电容最小,仅为378 F/g;且在10 A/g电流密度下PAGO10的比电容仍保持在356 F/g 左右,这表明PAGO10电极具有优异的倍率性能.该复合材料比电容以及倍率性能得到极大提高源于rGO与PANIF两组分间的协同效应.在充放电过程中连接在PANIF间的rGO为电子转移提供了高导电路径;同时,紧密连接在rGO上的PANIF有效阻止水热还原过程中石墨烯的团聚,增加了电极/电解质接触面积,从而提高了PANIF的利用率而使得容量增加. 为了更清晰地了解所制备材料的电子转移特点以及离子扩散路径,对样品进行了交流阻抗测试,图5(c)为4个样品的Nyquist图.从图5(c)可知:在高频区、低频区均分别具有阻抗弧半圆、频响直线.在高频区,电荷转移电阻Rct大小顺序为RPAGO5
值说明rGO的加入提高了电极材料的导电性.在低频区,直线形状反映了样品电化学过程均受扩散控制,并且PAGO5所展现的直线斜率最大,说明其电容行为最接近理想电容,即频响特性最好,这也是源于rGO的加入提高了材料导电性以及复合物的独特微观结构.
氧化还原反应的发生,导致PANIF具有十分高的赝电容,但由于在大电流充放电过程中高分子链重复膨胀和收缩,导致其循环稳定性差而限制了其实际应用.为此,对ANIF和PAGO10进行循环稳定性分析.图6显示,PAGO10在5 A/g电流密度下经过1 000次充放电后,电容保持率为77%,而不含rGO的PANIF电极在2 A/g电流密度下充放电1 000次电容保持率仅为54.3%,这个结果表明PANIF循环稳定性较差;另外,rGO的加入形成的PANIF/rGO紧密的连接,降低了PANI链在充放电过程中的膨胀与收缩,使得链段不容易脱落或者断裂,从而PAGO10具有出色的循环稳定性.
3结论
采用自组装的方法,经水热反应,制备了PANIF/rGO复合电极材料.研究发现,rGO与PANIF紧密连接;而且,当PANIF与GO质量比为10∶1时,复合材料展现了最佳的电化学性能,当电流密度为1和10 A/g时,其比电容分别为517, 356 F/g.从上可知:合成的PAGO10具有高的比电容、较好的倍率性能和稳定性能,从而有望作为超级电容器电极材料在实践中应用.
浅谈水泥窑用新型环保耐火材料的研制及应用
1 概述
随着新型干法水泥生产技术在我国的迅速普及,我国水泥工业得到飞速发展,2012年,水泥总产量达21.8亿吨,占世界总产量55%左右。在20世纪六、七十年代,镁铬质耐火材料因具有良好的挂窑皮和抗水泥熟料的化学侵蚀性能,而被广泛应用于新型干法水泥窑的烧成带[1],并取得了良好的使用效果,但由于镁铬砖在使用过程中砖内的Cr2O3组分与窑气、窑料中的碱、硫等相结合,形成有毒的Cr6+化合物[2]。再加上原燃料中所带入的硫,碱与硫共存时形成另一种水溶性Cr6+有毒性致癌物质:R2(Cr,S)O4。水泥窑在正常运转中,其窑衬中镁铬砖内的一部分Cr6+化合物随着窑气和粉尘外逸,飘落在厂区及周边环境中,造成厂区大气的污染; 另一部分则残留在拆下的废砖中,废弃的残砖一遇到水就会造成地下水的污染;更直接的危害是在水泥窑折砖和检修作业时,窑气和碎砖粉尘中的Cr+6会给现场人员造成毒害,据有关专家论证,Cr6+腐蚀皮肤,使人易患上大骨病,进而致癌。因此,镁铬质耐火材料作为水泥窑内衬会对环境和人类造成长期污染和公害。
发达工业国家在水源、环境和卫生方面有着一系列配套的规范,其中德国对水泥厂预防“铬公害”的规定最普遍,执行也是最严格的,具体内容如表1所示:
我国于1988年4月颁布国家标准GB3838-88,对地面水中Cr6+含量进行明确规定,如表2所示:
这就使得水泥企业在使用镁铬砖做水泥窑内衬投入的环保费用加大,特别是用过镁铬残砖处理费用非常昂贵,因此,水泥窑用耐火材料无铬化是必然的发展趋势。
2 水泥窑烧成带新型环保耐火材料的研制
2.1 研制思路
目前,用于水泥回转窑烧成带的无铬环保耐火材料主要有镁白云石砖和镁铝尖晶石砖。镁白云石砖对水泥熟料具有良好的化学相容性和优良的挂窑皮性,但是抗热震性差,抗水化性差;镁铝尖晶石砖具有良好的抗热震性和抗侵蚀性,但是挂窑皮性差[3,4]。镁砖中引入铁铝尖晶石制成的第二代新型环保耐火材料―新型环保耐火材料,结构韧性好,抗碱盐及水泥熟料侵蚀能力强,具有良好的挂窑皮性能,在烧成带能有效延长使用寿命,是目前适合我国国情的新一代水泥窑烧成带用无铬耐火材料。但该产品的关键是铁铝尖晶石原料的合成、加入量、加入方式及有关工艺条件对制品性能的影响。
2.2 试验与研究
2.2.1 铁铝尖晶石的合成。铁铝尖晶石是一种自然界少有的矿物,化学分子式为FeAl2O4,其中含58.66%A12O3和41.34%FeO。铁铝尖晶石为立方体结构,二价阳离子占据四面体位置,三价阳离子填充在由氧离子构成的面心立方中。其理论密度为4.39g/cm3,莫氏硬度为7.5。要形成铁铝尖晶石,必须保证氧化亚铁(FeO或FeOn)是处于其稳定存在的条件下。只有在FeO能稳定存在的区域内,才能保证与Al2O3形成的化合物是FeO? Al2O3尖晶石,而在FeO稳定存在的区域以外的条件下,铁的氧化物与Al2O3作用得到的产物很难说是FeO?Al2O3尖晶石,而可能是含有大量或主要是Fe2O3-Al2O3的固溶体[5]。FeOn- Al2O3的系相图如图1所示:
为了得到高质量的合成铁铝尖晶石,我们特聘请了欧洲知名耐材专家进行专业技术指导,经过大量试验,掌握了烧结合成铁铝尖晶石的关键技术,为生产达到国际水平的新型环保耐火材料打下了良好的基础。在生产中把FeO与Al2O3按一定比例混合均匀后压制成荒坯,在保证“FeO”稳定存在的气氛下,经高温烧成,制得FeO? Al2O3尖晶石含量为97%以上的烧结铁铝尖晶石。产品衍射如图2所示:
2.2.2 原料与制品的性能 ①原料的选择。根据我们的生产经验,结合水泥窑烧成带对耐火材料的要求,我们选用优质镁砂、合成尖晶石为原料,并加入特殊添加剂来强化制品的性能,研制生产出第二代无铬镁尖晶石砖―新型环保耐火材料。所用原料理化指标如表3所示。②制品的性能。将原料破碎成所需的粒度,采用四级配料,经强力混碾、高压成型、高温烧成。产品的显微结构见图3,产品理化指标与国外同类产品对比情况如表4所示。
2.2.3 铁铝尖晶石对制品性能的影响 ①铁铝尖晶石加入量对制品耐压强度的影响。从图4可以看出:随着铁铝尖晶石增加制品的耐压强度呈现出先升后降的趋势,这是由于铁铝尖晶石与镁砂互溶的结果,铁铝尖晶石的加入量在10%时,制品的强度达到最大值。②铁铝尖晶石加入形式对制品抗热震性能的影响。从实验结果表5可以看出:以颗粒形式加入铁铝尖晶石制品的抗热震性比以细粉形式加入铁铝尖晶石制品相对较好。
2.3 产品的性能
2.3.1 结构韧性好、热震稳定性优良。新型环保耐火材料在烧成及使用过程中Fe2+离子扩散进入周边的氧化镁基质中,同时部分Mg2+离子扩散进入铁铝尖晶石颗粒,与铁铝尖晶石分解残留的氧化铝反应生成镁铝尖晶石,这一活化效应使制品在烧成或使用过程中,内部形成大量的微裂纹,重要的是铁铝尖晶石的分解过程、Fe2+离子和Mg2+离子的相互扩散在高温下持续进行,使得MgO-FeAl2O4耐
火材料在整个高温使用过程中,可以形成大量的微裂纹,这些微裂纹的存在有利于缓冲热应力、提高制品的结构柔韧性和热震稳定性。
2.3.2 强度高。从制品显微结构可以看出:制品内部铁铝尖晶石与高纯镁砂互溶,结构非常均匀致密,晶粒发育良好,颗粒与基质间通过晶间尖晶石相连接,结合良好,明显的提高了砖的密度和高温强度。
2.3.3 具有良好的粘挂窑皮性能。在使用过程中,制品中的Fe2O3与Al2O3都易与水泥熟料中的CaO反应生成C2F、C4AF等低熔点矿物,该矿物具有一定的粘度,可牢固粘附在新型环保耐火材料的热面,形成稳定的窑皮。我们把新型环保耐火材料和直接结合镁铬砖分别制成40mm×40mm×60mm样块,用90%水泥生料+5%煤粉+5%K2SO4,压制成Φ30×10mm圆饼,把圆饼放在两个样块中间,放入电炉内加热,温度升到1500℃,保温3小时,冷却后测其抗折强度,二者基本相同。由此可见,新型环保耐火材料粘挂窑皮性能优良。
2.4 产品的应用
新型环保耐火材料自2012年研制成功投放市场以来,通过河北鹿泉曲寨水泥公司、宁夏瀛海天琛水泥公司、内蒙古哈达图水泥公司、陕西尧柏水泥集团、北方水泥集团、河南锦荣水泥公司、新疆天基水泥公司、安阳湖波水泥公司等二十多家大型水泥企业2500t/d、5000t/d、6500t/d水泥窑烧成带应用,寿命周期均达到12个月以上,受到用户认可。
3 结论
煤化工论文怎么写呢?
经化学方法将煤炭转换为气体、液体和固体产品或半产品,而后进一步加工成化工、能源产品的工业。
包括焦化、电石化学、煤气化等。随着世界石油资源不断减少,煤化工有着广阔的前景。
以煤为原料,经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。
主要包括煤的气化 、液化 、干馏,以及焦油加工和电石乙炔化工等。
在煤化工可利用的生产技术中,炼焦是应用最早的工艺,并且至今仍然是化学工业的重要组成部分。
煤的气化在煤化工中占有重要地位,用于生产各种气体燃料,是洁净的能源,有利于提高人民生活水平和环境保护;煤气化生产的合成气是合成液体燃料等多种产品的原料。
煤直接液化,即煤高压加氢液化,可以生产人造石油和化学产品。在石油短缺时,煤的液化产品将替代目前的天然石油。
煤化工开始于18世纪后半叶,19世纪形成了完整的煤化工体系。进入20世纪,许多以农林产品为原料的有机化学品多改为以煤为原料生产,煤化工成为化学工业的重要组成部分。第二次世界大战以后,石油化工发展迅速,很多化学品的生产又从以煤为原料转移到以石油、天然气为原料,从而削弱了煤化工在化学工业中的地位。煤中有机质的化学结构,是以芳香族为主的稠环为单元核心,由桥键互相连接,并带有各种官能团的大分子结构,通过热加工和催化加工,可以使煤转化为各种燃料和化工产品。焦化是应用最早且至今仍然是最重要的方法,其主要目的是制取冶金用焦炭 ,同时副产煤气和苯、甲苯、二甲苯、萘等芳烃。煤气化在煤化工中也占有重要的地位,用于生产城市煤气及各种燃料气 ,也用于生产合成气 ;煤低温干馏、煤直接液化及煤间接液化等过程主要生产液体燃料。
化工厂个人下半年工作计划范文
半年时间已经过去,2019年的脚步依旧在前行,在这剩下的半年里,还需要继续加油努力!下面就是我给大家带来的化工厂个人 下半年 工作计划 ,希望能帮助到大家!
2019化工厂个人下半年工作计划(一)
乙炔工段虽然出了不少的事情,但是回过头来看,总体上安全环保工作还是向前推进的,也是有成绩的,而下半年里,我制定了以下计划:
1、继续落实贯彻好公司各项安全操作 规章制度 与操作规程,确保安全平稳生产,全年无事故。
这不光是一个计划,更主要的是我们一个奋斗的目标,乙炔工段再不能出事故了,这是我的观点,同时也是我的感慨。我们走到外面已经感觉到了压力,感觉到抬不起头了,如果还不改变,还不刹住这个苗头,我们真的是愧对领导,愧对员工,还真不如回家卖红署了。
2、努力搞好员工的培训与 教育 工作。
配合专工,或者说是督促专工搞好工段员工的培训教育工作,精心组织,不敷衍,不走过场,切实把这一项工作落到实处。同时一改之前的培训完就完事的现象,要让大家写出 心得体会 ,写出效果评价,以便我们改进培训方式与内容。
3、进一步深化设备的维护保养与润滑管理工作。
我们打算以设备包机人为突破口,把每一台设备责任落实到人,不光是卫生,更主要的是设备的保养与润滑工作,同时也要求当班操作工对自己岗位的设备进行认真的巡查与检测,把好第一关,这样等于是有一个双重管理,如果某台设备出了问题,那么追究的是两个人的责任,有利于管理工作的提高。
4、继续做好节能降耗与修旧利废工作。
其实我们乙炔工段有许多的潜力可挖,有许多的工作可做,也有许多环节可以做到节能降耗。比如目前的电石车入库扣灰、电石粉尘回收项目,还有粗破除铁器上的废铁等都是可以回收的一笔相当大的数目,当然这个工作不好做,有困难。另外许多的的阀门与更换下来的备品备件都是可以修复再利用的,如粗破机更换下来的肘板,大渣浆更换下来的护板和泵盖等都是可以再加工利用的。
5、细化工艺与质量管理制度,加强考核力度。
在原有的基础上继续细化工艺与质量管理制度,并加强考评力度,激发大家的工作热情,奖勤罚懒,奖励先进,鞭策后进,促进工段总体考核水平的提高。
6、继续做好现场文明生产工作。
7、全面完成公司与分厂下达的各项目标任务,按照公司的月度计划与作业编制计划,配合分厂完成生产任务
8、努力完成分厂下过的临时性的任务。
2019化工厂个人下半年工作计划(二)
一、明确目标、落实主体责任
⑴下半年安全工作紧密围绕“安全第一、预防为主、综合治理”的厂 安全生产 方针来开展,在全体员工中牢固树立安全生产“责任重于泰山”的思想观念。根据集团公司2019年安全环保工作会的精神,在年初要及时召开厂安全环保工作会议。根据厂机构设置,调整安全生产委员会、消防安全委员会、交通安全委员会、治安综合治理领导小组,落实各单位安全主管领导和各级安全员。
⑵认真贯彻新《安全生产法》、《环境保护法》、《大气污染防治法》,落实企业安全环保目标责任制管理,在召开安全环保工作会议的同时,与企业各部门、分厂、全体员工签订安全生产 责任书 ,使安全生产责任真正落实到每个员工、尤其是一线的生产和安全管理人员,营造全员参与安全管理的企业安全 文化 氛围。
⑶制定完善厂安全生产管理制度,根据计划在年末要完成厂《隐患排查责任管理制度》及其他相关制度的修订工作。根据国家及地方的法律法规要求,及企业生产经营情况,全年及时对安全环保管理制度进行制定和修订。通过开展全生产责任追究、考核机制,全年加强安全生产目标责任制的考核和奖惩,加大检查监督力度,不断增强员工安全意识。
二、加大安全环保培训教育力度,建设企业安全文化
通过强化 安全教育 在安全管理中的基础作用,开展各种主题的安全宣传培训、安全活动,不断提高全员安全意识和整体安全素质,大力培养具有较强安全意识、严谨工作作风、熟练安全技能的员工队伍。
⑴组织学习宣传、开展各项主题安全培训活动
在一月底之前编制好厂安全培训计划和安全活动计划,广泛开展安全环保管理制度、安全生产知识、技能的宣传培训,增强职工安全防范意识、安全自保能力,并在“安全生产月”、“119”活动等主题专项月当中,突出重点积极开展宣传、教育、考核等。完善厂内安全、环保、职卫宣传栏的设立,突出企业特色。
通过以上活动的开展创造企业安全生产氛围,使广大职工积极参与,在活动中普及、提高安全生产意识、自我保护意识和对突发事件的应变处理能力。
⑵加强法制教育、提高全员守法意识
认真宣传和贯彻国家、各级政府关于安全环保的各项法律法规、方针政策,全年举办多种类型、不同层次的法规培训活动,全年计划重点还是要继续深化理解《安全生产法》、《环境保护法》、《职业病防治法》、《大气污染防治法》等方面的 法律知识 ,将法制教育落实到企业各个部门、每位职工。
⑶开展基础安全培训工作
加强员工安全技术培训,继续开展以厂《工艺操作规程》、《安全操作规程》、《应急预案》为主的职工基础安全培训教育,结合不同岗位的安全需求,从出题、培训到考核,提高学习针对性。保证新入厂人员、转岗、重新上岗人员的岗前培训合格率,安全管理人员、特殊工种人员持证上岗率。加强厂应急预案的演练,上下半年各进行一次专题应急演练,要求全员参与厂级安全事故应急预案的演练,各部门开展部门级的分项演练,真正做到员工熟知应急知识。
三、加强安全检查,建立完善企业隐患治理体系
制定月度安全检查计划,深化安全管理,加强安全检查发现隐患及时整改治理,提高干部职工的安全防范意识。
⑴根据不同季节、重大活动、节假日的要求,发挥各级安全管理人员的作用,开展不同形式的安全、环保、消防、职业卫生、治安保卫检查。分厂班组开展日检查,管理部门开展重点检查、专项安全检查,对涉及易燃易爆、有毒有害作业场所和储运设施,要严格按照国家法律法规、标准来进行检查。做到日常检查与专项检查相结合,综合检查与重点检查相结合
⑵加强环保检查和监测,确保各项污染物稳定达标排放
将环保安全检查纳入厂综合安全检查内容当中,建立专项环保检查机制,以国家环保法规、厂各项环保管理制度为标准,以废水、废气处理排放、危废储存处置为重点开展环保安全检查。按厂环保指标管理方案,厂《绩效监视和测量控制程序》每季度开展指标完成情况的考核。由于我单位被列为重点排污企业,根据市《大气污染防治条例》的要求和环保局的工作指示,在2016年要按季度开展自行监测及信息公开工作,将污染物排放监测结果等信息进行公开。
⑶建立完善企业隐患排查治理体系
为确保企业各项生产经营活动顺利进行,安全生产环境持续改善,防止各类事故的发生,通过隐患排查体系建设活动的开展,完善企业隐患排查治理运行机制、治理机制、事故隐患监控防范等机制。最终建立起“职责明确、机制健全、标准清晰,全员参与、保障有力、运转高效”的企业隐患排查治理体系,实现企业安全管理能力本质提升。在完善隐患排查治理机制的同时,全年要不断地利用厂各级安全工作会议,通过开展安全活动、安全培训等多种形式,将建立厂事故隐患排查体系的意义及重要性,以及建立方式、运行机制等方面内容,向企业全员进行宣传和告知,为企业体系建设、稳步运行打下基础。按隐患排查治理体系建设方案,在2020年将在厂内确定一家生产单位,进行隐患排查体系试点,通过试运行进一步完善隐患排查体系各项内容,为在2019年全厂推行此项工作任务打好基础。
2019化工厂个人下半年工作计划(四)
一、指导思想
坚持安全第一、预防为主和综合治理的方针,认真贯彻执行国家安全生产法律法规、化医集团《关于印发2019年安全环保工作要点的通知》渝化医司[2006]386号文以及上级部门有关安全生产规定,强化监管,深化整治,夯实基础,细化责任,严格执行。以法制化、标准化、规范化、系统化的方式推进安全生产,进一步完善职业健康安全管理体系,不断提高企业本质安全水平,建立安全生产长效机制,确保企业长周期安全运行。
二、控制目标
无因工死亡事故;
无重大泄漏、中毒事故;
无重大火灾或爆炸事故;
无重大特种设备事故;
无负主要责任的重大交通事故或公共安全事故;
无重伤事故;
一般事故造成的直接经济损失≤40元/百万元产值现价;
千人轻伤率控制在0.5‰月均以下。
三、工作要点
(一)通过技术进步促进安全生产,实施装置和过程的安全性配置改造,提高本质安全水平。
1、进一步完善工艺 措施 安全性以及极限操作的评估机制,从危险操作着手,抓好平稳操作,逐渐树立系统地平衡操作的观念,并系统地进行改进。
2、继续探索化学反应模式的系统改进,积极推进新催化剂的研发和应用,提高化学反应的安全性,优化工艺过程,减少生产过程中的危险因素,不断提高本质安全水平。
3、抓好苯胺、聚碳扩产等建设项目安全“三同时”工作,探索新工艺、新技术的应用,确保项目建设、运行安全。
4、继续深化以消灭危险源为目标,把循环经济和节能运行与安全运行相结合。通过工艺创新,尽可能消除或减少危险源,实现化工过程放热过程和用热过程集成联动,将化学反应热和工艺余热回收利用,完善全厂热交换网络,进一步优化热量的梯级利用。
5、设备管理部门对企业特种设备锅炉、压力容器、压力管道、起重机械等及其安全附件按期进行检验,并做好检验和试验记录,对检验为有缺陷的设备要及时停用或降级监护使用,并有计划地更换相应的设备或管线。
6、继续抓好危险化学品的管理。进一步完善重大危险源的监控措施,在重大危险源及关键要害部位,增设醒目的安全标识。加强厂区道路整治,确保危化品运输安全。
7、加强现场围堰的完善及规范管理,加强惰性气体保护装置的日常维护和管理。
(二)推进安全标准化工作,完善安全组织和管理体系,落实安全责任,强化安全管理,并保障有效实施。
1、进一步完善安全生产的目标责任制管理,完善风险奖励金制度。进一步细化安全目标考核办法分解到经济责任制、风险奖励金、安康杯考核办法中,层层签订安全目标责任书,落实到每个岗位、每个人。
2、实施全过程风险管理。完善风险评价组织,加强作业活动的危险因素辨识和风险评价,切实落实各项风险控制措施,对重大风险要制定风险削减计划并予以落实过程改进,确保作业活动的风险在可承受范围内。组织职业健康安全管理体系的评审,实现管理承诺,保持体系持续合规、有效运行。
3、认真开展安全标准化工作,对照《危险化学品从业单位安全标准化规范》完善企业各项安全管理制度、记录台帐。各单位要按照规范及《安全标准化工作整改方案》重长风化[2006]104号文要求,按时完成、改进各项工作,争取在一季度实现达标验收。
4、认真贯彻企业《危险化学品安全管理制度》,切实加强生产、经营、储存、使用、运输和处置废弃危险化学品等各个环节的安全管理工作。进一步完善危险化学品安全管理的长效机制。
5、严格执行企业《重大危险源管理制度》,强化各项监控措施,确保重大危险源安全平稳运行。并深入继续开展消除危险源的工作。
6、严格执行企业《安全生产责任制》,落实安全责任,保证安全所必须的投入,做到组织措施、管理措施、技术措施的认真落实。
7、强化现场安全管理,认真抓好危险作业的管理,严格审批程序,作业单位领导和相关管理部门要加强作业过程监控,加大监护力度,节假日和特殊时期作业单位领导必须坚守现场,确保作业安全。
8、合理进行工作安排,加强协调、沟通,抓好跨区域作业、交叉作业、工作变动时段的管理。
9、严格执行企业各级人员驻厂制度,加强检修管理,中、夜班原则上不安排检修,特殊情况如涉及安全而进行的检修,必须坚持六到场:工段长、车间安全员、车间领导、技安处领导、设备处领导、生产副厂长厂长助理到现场,组织协调指挥检修工作。紧急情况下,检修单位值班领导应及时采取临时措施,并立即通知相关职能部门人员到场确定检修方案。
10、严格按照企业《安全检查和隐患整改制度》,组织开展综合、专业、节假日等各种安全检查活动,发现隐患及时整改。各单位应按时完成厂部下达的隐患项目,并将隐患整改情况书面报厂技安处备案,纳入年终考核。
11、严格执行外单位来厂施工过程中的安全协管规定,明确安全生产条款和责任,并加强监督。
(三)加强全员安全技能、意识的培养和企业安全文化建设
1、加强新进厂职工包括民工、协议工、租赁承包单位人员、参观实习人员以及来厂施工人员等厂级安全教育,各单位切实搞好“三级”安全教育,以及复工、换岗、转产职工和新设备、新工艺、新技术投产前的安全教育工作,使之掌握基本安全生产技能,合格上岗。
2、抓好危化品从业人员的培训和管理,提高人员的危化物品操作处置技能和安全意识。
3、抓好特种作业人员的安全培训取证、复审,保证100%有效持证上岗。明年4月份,分别有77个压力容器作业人员的操作证到期该复审,与市质量技术监督局培训中心联系,争取在3月份请培训中心老师到厂里进行复训;6月份,分别有37人、2人、15人的危化物品操作人员、电工、焊工作业证到期该复审,计划在5月份进行复训,并对因工作变动和新进厂从事危化品作业的人员进行培训取证;12月份有198个危化物品作业人员的操作证到期该复审,计划在11月份进行复训。
4、综合管理处汇同组织处、技安处,按干部管理权限,开展各级管理人员的安全培训工作。
5、组织开展班组安全活动,抓好安全生产有关法律、法规学习和日常安全教育。以车间为单位组织职工学习企业修订后的《安全管理制度》和安全标准化相关规定,明确各自安全职责,增强安全意识,提高安全技能,提升管理水平。
6、组织开展“安全生产月”活动。通过“安全生产月”,不断提高企业全员安全意识和安全技能,查找隐患,加大整改力度,提高企业本质安全水平,促进企业经济发展。
7、开展“安全员业务竞赛”活动以及“安康杯竞赛”活动。通过各种竞赛活动,进一步学习国家安全生产法律法规,增强做好安全工作的责任感和紧迫感。认真贯彻执行安全规章制度,杜绝各类违章作业和违章指挥,提高职工遵守劳动纪律、工艺纪律、安全纪律、环保纪律、提高操作技能的自觉性,总结和推广安全生产先进经验,确保企业长周期安全运行。
8、继续开展好“三查三反”活动,尽可能地控制违规操作、违章操作事件的发生。
(四)提高安全生产应急救援能力和环境安全水平
1、把防火、防爆炸、防泄漏、防污染作为危化品管理的重中之中来抓,认真汲取吉化“11.13”事故教训,加大生产过程监控力度,加强防溢堤、水封井和应急功能围堰以及流体化学品泡沫灭火系统和现场围堰泡沫覆盖系统的管理、维护并进一步完善。
2、加强有害气体多级吸收系统和尾气多级破坏系统的运行监控,每季度组织对应急喷氨装置进行试车。
3、加强对现场应急喷淋装置、洗眼器、急救箱、氧气空气呼吸器等应急设备施维护保养,各单位要落实专人负责,确保随时有效好用。
4、完善应急救援保障体系,进一步提高企业的应急响应能力。继续修订应急救援预案,特别是二级单位关键装置和重点部位应急预,完善应急预案文件体系。除厂部组织有针对性的事故应急救援演练,各二级单位要对关键装置和重点部位每半年进行一次应急演练,提高各级组织和人员的应急处置及自救能力。
(五)做好职业病防治、劳动保护工作,保障职工安全健康
1、认真贯彻《职业病防治法》,加强职业病防治工作。各单位在检修、技改、内部环境整治时,要不断改善作业场所条件。
2、坚持定期对各尘毒监测点进行监测,并向职工公告。各单位要采取有效措施,杜绝跑、冒、滴、漏,确保尘毒监测达标率100%。
3、加强劳保用品的管理,对劳保用品的计划、审批、订购质量、发放把关,并指导、督促职工按要求穿戴、使用。
4、有计划地对职工进行职业健康检查,保障职工的健康。
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乙炔是一种重要的有机化工原料,以乙炔为原料在不同的反应条件下可以转化成以下化合物
(1)氧化反应
a.可燃性:2C2H2+5O2→4CO2+2H2O (条件:点燃) 乙炔燃烧现象:火焰明亮、带浓烟 , 燃烧时火焰温度很高(>3000℃),用于气焊和气割。其火焰称为氧炔焰。
b.被KMnO4氧化:能使紫色酸性高锰酸钾溶液褪色。C2H2 + 2KMnO4 + 3H2SO4=2CO2+ K2SO4 + 2MnSO4+4H2O
⑵加成反应
可以跟Br2、H2、HX等多种物质发生加成反应。
如:
现象:溴水褪色或Br2的CCl4溶液褪色
所以可用酸性KMnO4溶液或溴水区别炔烃与烷烃。
与H2的加成
CH≡CH+H2 → CH2=CH2
与HX的加成
如:CH≡CH+HCl →CH2=CHCl 氯乙烯用于制聚氯乙烯
⑶“聚合”反应
三个乙炔分子结合成一个苯分子:
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。
金属取代反应:将乙炔通入溶有金属钠的液氨里有氢气放出。乙炔与银氨溶液反应,产生白色乙炔银沉淀。
乙炔具有弱酸性,将其通入硝酸银或氯化亚铜氨水溶液,立即生成白色乙炔银(AgC≡CAg)和红棕色乙炔亚铜(CuC≡CCu)沉淀,可用于乙炔的定性鉴定。这两种金属炔化物干燥时,受热或受到撞击容易发生爆炸,如:
反应完应用盐酸或硝酸处理,使之分解,以免发生危险:
乙炔在使用贮运中要避免与铜接触。
因为乙炔分子里碳氢键是以SP-S重叠而成的。碳氢里碳原子对电子的吸引力比较大些,使得碳氢之间的电子云密度近碳的一边大得多,而使碳氢键产生极性,给出H+而表现出一定的酸性。
⑷酸碱反应
炔烃中C≡C的C是sp杂化,使得Csp-H的σ键的电子云更靠近碳原子,增强了C-H键极性使氢原子容易解离,显示“酸性”。连接在C≡C碳原子上的氢原子相当活泼,易被金属取代,生成炔烃金属衍生物叫做炔化物.
CH≡CH + Na → CH≡CNa + 1/2H2↑(条件NH3)
CH≡CH + 2Na → CNa≡CNa + H2↑ (条件NH3,190℃~220℃)
CH≡CH + NaNH2 → CH≡CNa + NH3 ↑
CH≡CH + Cu2Cl2 (2AgCl) → CCu≡CCu(CAg≡CAg)↓ + 2NH4Cl +2NH3 (注意:只有在三键上含有氢原子时才会发生,用于鉴定端基炔RH≡CH)。
其外,乙炔与铜、银、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。
电子式:H:C┇┇C:H
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