АЦЕТИЛЕН
C2H2
СВОЙСТВА АЦЕТИЛЕНА. ОБЛАСТИ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ.
Ацетилен - бесцветный газ со слабым эфирным запахом. Температура конденсации при давлении 0,098 МПа равна – 83,80С. Растворимость ацетилена в воде более высокая, чем у других углеводородов.
Обладает широкими пределами взрываемости в смеси с воздухом (2,0÷81% об. С2Н2) и с кислородом (2,8÷78% об. С2Н2).
В отсутствии кислорода взрывоопасность усиливается возможностью высокоэкзотермического разложения ацетилена на простые вещества при наличии, например, искры, перегрева из-за трения:
С2Н2 → 2С + Н2 -∆Н2980 = 226 кДж/моль
СВОЙСТВА АЦЕТИЛЕНА. ОБЛАСТИ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ.
Взрывоопасность возрастает также в присутствии металлов, способных к образованию ацетиленидов (например Сu2С2), что ограничивает
выбор конструкционных материалов, и в сильной степени зависит от давления: до 0,2 МПа разложение имеет местный характер и не является опасным; при более высоком давлении разложение идет с взрывом. Детонационные волны распространяются со скоростью свыше 1000 м/с.
МЕТОДЫ УСТРАНЕНИЯ ВЗРЫВООПАСНОСТИ АЦЕТИЛЕНА.
Взрывоопасность ацетилена можно предотвратить разбавлением его инертными газами, иногда парами реагентов:
Давление в производстве ацетилена и различных синтезах с ним ограничивают безопасными пределами – 0,2 МПа.
Зависимость максимально допустимого безопасного давления от концентрации ацетилена в его смесях с азотом.
МЕТОДЫ УСТРАНЕНИЯ ВЗРЫВООПАСНОСТИ АЦЕТИЛЕНА.
Используют аппаратуру, трубопроводы повышенной прочности, во взрывоопасных точках технологической схемы применяют специальные предохранительные устройства (для сброса избыточного давления):
-сухие затворы (в виде шарикового клапана) предохраняют только от распространения пламени;
-мокрые огнепреградители и гидравлические затворы защищают
аппаратуру еще и от распространения волн от взрыва. Огнепреградитель представляет собой башню с насадкой, орошаемой водой.
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Ацетилен и его гомологи вступают в следующие реакции:
1.Гидрирование;
2.Галогенирование;
3.Гидрогалогенирование;
4.Гидратация;
5.Присоединение спиртов;
6.Окисление;
7.Металлирование;
8.Полимеризация;
9.Изомеризация;
10.Замещение водорода галогенами.
Особенности химических свойств ацетилена объясняются наличием тройной связи - одной σ и двух π-связей. По сравнению с олефинами ацетилен менее активен в реакциях электрофильного присоединения и более активен в реакциях нуклеофильного (амины, алкоголята, меркаптаны).
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ.
Ацетилен является исходным сырьем для синтеза большого числа органических веществ, на базе которых получают пользующиеся спросом товары промышленного и бытового назначения: синтетические каучуки, синтетические волокна, поливинилацетат, полихлорвинил, полихлоропрен, бальзам Шостаковского (полимер эфира), глицерин, этиловый спирт, уксусную кислоту и т.д.
ПРОМЫШЛЕННЫЕ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ АЦЕТИЛЕНА
1. Получение ацетилена из карбида кальция По этому методу ацетилен получают в две стадии:
|
электродуговая печь |
|
1) СаО +3С |
→ |
СаС2 + СО (сильно |
эндотермическая реакция)
2) СаС2 + 2Н2О → СН≡СН + Са(ОН)2 (-∆Н298=127,1 кДж/моль, экзотермическая реакция)
АЦЕТИЛЕНОВЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ
Аппараты, в которых проводится разложение карбида кальция водой, называются ацетиленовыми генераторами. Они различаются по принципу отвода тепла:
1. Генераторы "мокрого" типа, в которых тепло реакции аккумулируется избыточной водой, нагревающейся при этом до 50÷600С. На 1 кг СаС2 расходуется ≈10 кг воды, а гидроксид кальция получается в виде водной суспензии, мало пригодной для последующей утилизации.
2. Генераторы "сухого" типа, в которых тепло реакции отводится небольшим количеством избыточной воды за счет ее испарения, а Са(ОН)2 получается в сухом состоянии (известь-пушонка), и его часто используют для приготовления строительных материалов.