Ацетилен (С²Н²)

Ацетилен (С²Н²)

Ацетилен является основным горючим газом для газовой сварки и резки ме­таллов, температура его плавления при сгорании в смеси с кислородом дости­гает 3150°С.

Ацетилен является химическим соединением углерода с водородом. Это бесцветный горючий газ, имеющий резкий характерный запах. Длительное вды­хание ацетилена вызывает головокружение, тошноту, а иногда и сильное общее отравление. Ацетилен легче воздуха: 1м³ ацетилена при 20°С и атмосферном давлении имеет массу 1,09 кг. Ацетилен является взрывоопасным газом. Темпе­ратура самовоспламенения ацетилена лежит в пределах 240 - 630°С и зависит от давления и присутствия в ацетилене различных примесей. При атмосфер­ном давлении смесь ацетилена с воздухом взрывается при содержании в ней ацетилена 2,2% и более, а в смеси с кислородом при содержании - 2,8% и более. Взрыв ацетилено-воздушной или ацетилено-кислородной смеси может произойти от искры, пламени или сильного местного нагрева. Поэтому обра­щение с карбидом кальция и с ацетиленом требует осторожности и строгого соблюдения правил безопасности труда.

В промышленности ацетилен получают при разложении жидких горючих, таких как нефть, керосин, воздействием электродугового разряда. Применяет­ся также способ производства ацетилена из природного газа (метана). Смесь метана с кислородом сжигают в специальных реакторах при температуре 1300-1500°С. Из полученной смеси с помощью растворителя извлекается кон­центрированный ацетилен.

Получение ацетилена промышленными способами на 30-40% дешевле, чем из карбида кальция. Промышленный ацетилен закачивается в баллоны, где находится в порах специальной массы растворенным в ацетоне. В та­ком виде потребители получают баллонный промышленный ацетилен. Свой­ства ацетилена не зависят от способа его получения. Остаточное давление в ацетиленовом баллоне при температуре 20°С должно быть 0,05-0, ШПа (0,5-1,0 кгс/см²). Рабочее давление в наполненном баллоне не должно превы­шать 1,9 МПа (19 кгс/см²) при 20°С. Для сохранности наполнительной массы нельзя отбирать ацетилен из баллона со скоростью 1700 дм³/ч.

Способ получения ацетилена в генераторе из карбида кальция.

Карбид кальция получают путем сплавления кокса и негашеной извести в электрических дуговых печах при температуре 1900-2300°С

Расплавленный карбид кальция сливают из печи в формы-изложницы, где он остывает. Далее его дробят и сортируют на куски размером от 2 до 80 мм. Го­товый карбид кальция упаковывают в герметически закрываемые барабаны или банки из кровельной жести по 40,100, 130 кг. В карбиде кальция не должно быть более 3% частиц размером менее 2 мм (пыль). По ГОСТу 1460-81 устанавлива­ются размеры (грануляция) кусков карбида кальция: 2x8; 8x15; 15x25; 25x80 мм. При взаимодействии с водой карбид кальция выделяет газообразный ацетилен и образует в остатке гашеную известь, являющуюся отходом.

Из 1 кг химически чистого карбида кальция теоретически можно получить 372 дм³ (литра) ацетилена. Практически из-за наличия примесей в карбиде кальция выход ацетилена составляет до 280 дм³ (литров). В среднем для по- лучения 1000 дм³ (литров) ацетилена расходуется 4,3-4,5 кг карбида кальция.

Карбидная пыль при смачивании водой разлагается почти мгновенно. Карбидную пыль нельзя применять в обычных ацетиле­новых генераторах, рассчитанных для работы на кусковом карбиде каль­ция. Для разложения карбидной пыли применяются генераторы специальной конструкции. Для охлаждения ацетилена при разложении карбида кальция берут от 5 до 20 дм³ (литров) воды на 1 кг карбида кальция. Применяют также «су­хой» способ разложения карбида кальция. На 1 кг мелко раздробленного карбида кальция в генератор подают 0,2-1 дм³ (литра) воды. В этом процессе гашения из­весть получается не в виде жидкого известкового ила, а в виде сухой «пушонки», удаление, транспортировка и утилизация которой значительно упрощается.

Физико-химические свойства

  • температура воспламенения в кислороде (Тв) - 240-630°С;
  • температура пламени при сгорании в технически чистом кислороде (Тпл) - 3150°С;
  • предел воспламенения в смеси: с воздухом - 2,2-80,7 %, с кислородом - 2,3-93,0 %;
  • максимальная скорость распространения пламени в смеси с кислородом - 13,5 м/с;
  • низшая теплотворная способность - 52800 кДж/м³;
  • соотношение с кислородом (Ро) - 1,15
  • плотность при температуре 20°С и давлении 0,101 МПа - 1,091 кг/м³.
575