В промышленности ацетилен получают: №4. Как получают ацетилен в лаборатории и в промышленности? Напишите уравнения соответствующих реакций.
alexxlab | 04.12.1994 | 0 | Разное
Ацетилен | Криотэк
Поставка ацетилена
Заправляем баллоны ацетиленом, доставляем ацетилен специальным транспортом.
Ацетилен — ненасыщенный углеводород C2H2. Имеет тройную связь между атомами углерода, принадлежит к классу алкинов. В природе на Земле практически не встречается, т. к. из-за присутствия кислорода это крайне неустойчивое соединение, получается путем синтеза.
При нормальных условиях — бесцветный газ, запах которого напоминает запах чеснока, малорастворим в воде, легче воздуха. Чистый ацетилен при охлаждении сжижается при -83,8 °С, а при дальнейшем понижении температуры быстро затвердевает. Он умеренно растворим в воде и хорошо в органических растворителях, особенно в ацетоне (25 л в 1 л ацетона при атмосферном давлении и 300 л под давлением 12 атм). Термодинамически ацетилен неустойчив: он взрывается при нагревании до 500 °С, а при обычной температуре — при повышении давления до 2 атм. Поэтому его хранят в баллонах, наполненных пористым инертным материалом, который пропитан ацетоном.
В силу наличия тройной связи, молекула высокоэнергетична и обладает большой удельной теплотой сгорания — 14000 ккал/м3. При сгорании температура пламени достигает 3300 °С. В промышленности ацетилен часто получают действием воды на карбид кальция.
Применение
Ацетилен в промышленности в основном используют для так называемой автогенной сварки и резки металлов. Для этого нужны два баллона с газами — с кислородом и с ацетиленом. Газы из баллонов поступают в специальную горелку. При сгорании ацетилена в кислороде получается очень горячее пламя; максимальная его температура (3200 °С) достигается при содержании ацетилена 45 % по объему. В таком пламени очень быстро расплавляются даже толстые куски стали.
Как источник очень яркого, белого света в автономных светильниках, где он получается реакцией карбида кальция и воды (карбидка).
Преимущества ацетилена при газопламенной обработке металлов
Применение ацетилена для газопламенной обработки металлов испытывает сильную конкуренцию со стороны более доступных горючих газов (природный газ, пропан–бутан и тд.
). Однако, преимущество ацетилена — в самой высокой температуре горения, которая достигает 3200 °С. Именно поэтому газопламенная обработка ответственных узлов машиностроительных конструкций производится только с помощью ацетилена, который обеспечивает наивысшую производительность и качество процесса сварки.
Хранение и перевозка ацетилена
Хранят и перевозят ацетилен в заполненных инертной пористой массой (древесным углем или литой пористой массой) в стальных баллонах белого цвета (с красной надписью «АЦЕТИЛЕН») в виде раствора в ацетоне под давлением 1,5-2,5 МПа. Растворенный ацетилен в баллонах перевозят всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозки опасных грузов, действующими на данном виде транспорта.
Опасные факторы и меры безопасности
Ацетилен — взрывоопасный газ. С воздухом образует взрывоопасную смесь. Температура самовоспламенения ацетилена 335 °С. Температура воспламенения ацетилено-воздушных смесей 305-470 °С, ацетилено-кислородных 297-306 °С,
При хранении ацетилена и его применении необходимо заботиться о достаточной вентиляции и учесть правила классификации электрооборудования.
Открытое пламя и курение категорически запрещены.
Ацетилен обладает слабым токсическим действием. При длительном вдыхании технического ацетилена появляется рвота и головокружение.
Ацетилен взрывоопасен при следующих условиях:
- при нагреве до 450-500 °С и одновременном повышении давления от 1,5 –2,0 атмосфер ацетилен взрывается без внешнего источника воспламенения;
- в смеси с воздухом, если в воздухе содержится ацетилена в пределах от 2,3–80,7 % по объему;
- в смеси с кислородом, если ацетилена содержится в пределах от 2,3-93 % по объему;
- ацетилено-воздушные и ацетилено-кислородные смеси взрываются при наличии искры, открытого огня, нагретой поверхности или какого-либо другого источника воспламенения.
- при длительном соприкосновении ацетилена с красной медью и серебром образуются взрывчатые соединения, которые взрываются при ударе и повышении температуры;
- при контакте с водой ацетилен способен образовывать твердый кристаллогидрат, представляющий собой кристаллическое вещество белого цвета, напоминающий снег или лед.
Все применяемые материалы, в т. ч. неметаллические части, как, например, заглушки вентилей, прокладки и мембраны должны обладать стойкостью к ацетилену и его растворителям.
Ацетиленовая проводка должна быть стальной. Детали, изготовленные из серебра, меди или сплава, содержащего более 65 % меди, нельзя применять из-за опасности образования взрывоопасных соединений меди и ацетилена.
Поставляем ацетилен в баллонах объемом 5, 10, 15, 20, 40, 50 л.
Предоставляем услуги по переосвидетельствованию баллонов.
Аттестация НАКС.
Преимущества покупки в компании “Криотэк”
Качество и безопасность продукта
Мы осуществляем поставки криогенных продуктов, качество которых подтверждено сертификатами и паспортами качества. Все баллоны, в которых осуществляется хранение и транспортировка газов, соответствуют ГОСТу
Бесперебойность работ
Отлаженная система своевременной доставки криогенной продукции специализированным транспортом, в удобное для Вас время.
Большой парк собственного аттестованного на перевозку опасных грузов автотранспорта
Качественный сервис
Заказав газ у нас, вы получаете не только качественный продукт, но и отличный сервис. Заправка, переосвидетельствование баллонов, аренда емкостей, баллонов, сосудов
Новая жизнь старых молекул – Лаборатория Ананикова AnanikovLab.ru
В последние десятилетия исследователи преимущественно сфокусировали свое внимание на больших молекулах и молекулярных системах — ученые всего мира изучают протеомику, геномику, получают сложные белки, нуклеиновые кислоты, расшифровывают геномы целых организмов и проектируют новые субклеточные структуры. Увлечение этими важными и необходимыми для науки областями стало таким повсеместным, что невольно возникает вопрос: Среди всего этого мегамолекулярного многообразия есть ли в современной науке место для маленьких органических молекул? Вопрос возникает неспроста, поскольку старые и хорошо известные маленькие органические молекулы, также как и некоторые разделы классической органической химии, в какой-то мере были преданы забвению.
Это удивительно, но именно на фоне мегамолекул в наши дни стал снова возрождаться интерес к маленьким молекулам, которые несут в себе огромный незамеченный ранее потенциал для науки и промышленности. Ренессанс в этой области химии открыл новую жизнь для старых и хорошо известных маленьких молекул. Одной из таких молекул является ацетилен и производное ацетилена — карбид кальция, или СаС2.
Ничем не примечательные серые «камешки» кабида кальция являются ценнейшим веществом для науки и промышленности.
Всем известный с детства карбид кальция был впервые получен в 1862 г. Фридрихом Вёлером и произвел революцию в освещении Европы и США позапрошлого столетия. С появлением электрических источников освещения карбидные лампы перестали использовать из соображений безопасности. Однако количество производимого в мире карбида увеличивалось и к середине прошлого века достигло многих тысяч тонн. Это было связано с тем, что практически весь карбид шел на синтез ацетилена.
В нашей лаборатории был разработан удобный метод синтеза тиоэфиров (важных синтонов для органической химии и материаловедения) напрямую из карбида кальция, без выделения и хранения газообразного ацетилена. Реакция тиовинилирования происходит непосредственно в реакционной смеси. На первом этапе выделяется ацетилен из карбида кальция и воды, а на втором этапе к ацетилену происходит присоединение молекулы тиола. Оба процесса протекают в одной колбе и не требуют сложного оборудования. Применение карбида кальция не только принципиально упрощает и удешевляет процедуру синтеза, но и позволяет избежать проблем, связанных с транспортировкой, хранением, использованием газообразного ацетилена.
Приведенный в работе процесс дает наглядный пример, как заменить неудобный и опасный ацетилен на простой и дешевый карбид кальция. Выдвинутая в работе идея откроет новую страницу органической химии, если действительно удастся проводить ацетиленовую химию на основе карбидных технологий.
Несомненно, в современной химии, пронизанной идеями безопасности, возобновляемости и упрощения процессов, для «маленького» карбида кальция всегда найдется место.
Публикации:
“Efficient Metal-Free Pathway to Vinyl Thioesters with Calcium Carbide as the Acetylene Source”,
Green Chem. 2016, 18, 482-486, DOI: 10.1039/C5GC01552A. Онлайн ссылка:
http://dx.doi.org/10.1039/C5GC01552A
“Calcium Carbide: A Unique Reagent for Organic Synthesis and Nanotechnology”, Chem. Asian J., 2016, 11, 965-976,DOI: 10.1002/asia.201501323. Онлайн ссылка: http://dx.doi.org/10.1002/asia.201501323
>
Ацетилен и промышленное использование — nexAir
Ацетилен — бесцветный газ, обладающий более легкими свойствами, чем атмосферный воздух. Это побочный продукт химической реакции между карбидом кальция и водой. Использование ацетилена довольно распространено в нескольких отраслях промышленности. Для сравнения, ацетилен является наиболее эффективным и одним из самых горячих газов.
Преимущественно использование ацетилена стало стандартом в процессах нагрева.
История ацетилена
В качестве сырья ацетилен стал важным химическим продуктом в 21 веке. История ацетилена восходит к 20 веку как основного источника света для городских улиц и поездов. В конечном итоге вскоре выяснилось, что ацетилен горит с кислородом и дает горячее пламя. В кратчайшие сроки ацетилен стал наиболее часто используемым химическим продуктом для соединения металлов.
Текущее использование ацетилена
В настоящее время ацетилен используется в баллонах под давлением, которые содержат комбинацию ацетона, стабилизаторов, асбеста или диатомовой земли. Еще один безопасный способ перевозки ацетилена — герметичная тара из гранулированного карбида кальция и без воды.
Производство ацетилена
Сегодня существует массовое производство ацетилена как товарного химического вещества. Массовое производство ацетилена предназначено для строительства заводов и нефтехимических предприятий в различных отраслях промышленности.
В современном понимании ацетилен практически не представляет опасности для стандартизированных установок и процессов.
По сути, существует два процесса преобразования для получения ацетилена. Один из них представляет собой химическую реакцию при обычных температурах, а другой – процесс термического крекинга, который происходит при высоких температурах.
Варианты использования ацетилена в различных отраслях промышленности
Производство пластмасс
Возможно, вы не знаете об этом, но производители используют ацетилен для других химических веществ, таких как соляная кислота и хлор. Идея состоит в том, чтобы производить несколько вариантов пластика, таких как PVDF и PVC. В основном, использование этих пластиков довольно распространено для создания различных продуктов коммерческого и бытового стиля.
Сварка и производство металлов
Конечно, пропан широко используется, поскольку он дешевле и доступнее ацетилена. Тем не менее, многие сварочные компании продолжают использовать огромное количество ацетилена.
И это потому, что это идеальный топливный газ для сварки стали, металлических материалов, точечного нагрева и резки. Сварочные компании также используют ацетилен для термического напыления, очистки пламенем и материалов для закалки пламенем.
Научные исследования
Использование ацетилена также имеет место в различных видах научных исследований. Ученые используют ацетилен для улетучивания углерода на радиоуглеродной временной шкале, чтобы установить возраст углеродных предметов.
Заключительные мысли
По мере того, как все больше внимания уделяется новым разработкам, использование ацетилена также будет постепенно увеличиваться в обозримом будущем. Во-первых, одним из таких применений является преобразование ацетилена в этилен при производстве различных типов полиэтиленовых пластиков.
Потребность в высококачественном ацетилене никогда не была так актуальна, как сейчас. А nexAir хочет стать основным поставщиком ацетилена для различных отраслей промышленности.
nexAir знает историю и варианты использования ацетилена и хочет поставлять ацетилен высшего качества.
Постройте свою карьеру на правильном пути с nexAir
Узнайте, как ноу-хау nexAir повлиял на бизнес по всему Юго-Востоку
Наш опыт делает нас не просто ценным партнером, он делает нас главными заголовками
|
Ацетилен (систематическое название: этин ) представляет собой углеводород, принадлежащий к группе алкинов. Он считается самым простым из всех алкинов, так как состоит из двух атомов водорода и двух атомов углерода. Ацетилен является ненасыщенным органическим соединением, поскольку его четыре атома связаны тройной ковалентной связью. Тройная связь углерод-углерод оставляет атомы углерода с двумя sp-гибридными орбиталями для сигма-связи, помещая все четыре атома на одну прямую с углами связей CCH 180°. Ацетилен был открыт в 1836 году Эдмундом Дэви, который определил его как «новый карбюратор водорода». Дополнительные рекомендуемые знания
ПодготовкаОсновным сырьем для производства ацетилена являются карбонат кальция (известняк) и уголь. Карбонат кальция сначала превращается в оксид кальция, а уголь — в кокс, затем они вступают в реакцию друг с другом с образованием карбида кальция и монооксида углерода:
Карбид кальция (или ацетилид кальция) и вода затем реагируют любым из нескольких способов с получением ацетилена и гидроксида кальция.
реакция синтеза карбида кальция производится в электродуговой печи. Эта реакция была важной частью революции в химии конца 1800-х годов, которая стала возможной благодаря масштабному проекту гидроэлектростанции на Ниагарском водопаде. Ацетилен также можно производить путем частичного сжигания метана с кислородом или путем крекинга углеводородов. Бертело смог получить ацетилен из метилового спирта, этилового спирта, этилена или эфира, пропустив любой из них в виде газа или пара через раскаленную трубку. Бертло также обнаружил, что ацетилен образуется при искровом разряде через смесь цианогена и водорода. Он также смог образовать ацетилен напрямую, соединив чистый водород с углеродом с помощью электрического разряда угольной дуги. Реакции
Химия РеппеУолтер Реппе обнаружил, что ацетилен может реагировать при высоких давлениях с катализаторами на основе тяжелых металлов с образованием важных для промышленности химических веществ:
Используется в промышленности для производства 1,4-бутиндиола из формальдегида и ацетилена:
Использует Приблизительно 80 процентов ацетилена, ежегодно производимого в США, используется в химическом синтезе. Ацетилен также используется в ацетиленовой («карбидной») лампе, которая когда-то использовалась шахтерами (не путать с лампой Дэви), в старинных автомобилях и до сих пор иногда используется спелеологами. В этом контексте ацетилен образуется при капании воды из верхней камеры лампы на гранулы карбида кальция (CaC 2 ) в основании лампы. Раньше ацетилен использовался для освещения в нескольких городах, в том числе в Тате в Венгрии, где он был установлен 24 июля 1897 и Норт-Петертон, Англия, в 1898 году. В наше время ацетилен иногда используется для науглероживания (то есть закалки) стали, когда объект слишком велик, чтобы поместиться в печь. Ацетилен был предложен в качестве углеродного сырья для молекулярного производства с использованием нанотехнологий. Поскольку это не происходит естественным образом, использование ацетилена может ограничить неконтролируемое самовоспроизведение. Ацетилен используется для улетучивания углерода при радиоуглеродном датировании. Углеродистый материал в археологическом образце прореагировал в небольшой специализированной исследовательской печи с металлическим литием с образованием карбида лития (также известного как ацетилид лития). Затем карбид может реагировать с водой, как обычно, с образованием газообразного ацетилена, который подается в масс-спектрометр для определения изотопного соотношения углерода 14 к углероду 12. Будущее Ожидается, что использование ацетилена будет постепенно увеличиваться в будущем по мере разработки новых приложений. Одним из новых применений является преобразование ацетилена в этилен для использования в производстве различных полиэтиленовых пластиков. Безопасность и обращениеСжатиеИз-за тройной связи углерод-углерод газообразный ацетилен принципиально нестабилен и будет разлагаться в результате экзотермической реакции при любом сильном сжатии. Ацетилен может взорваться с чрезвычайной силой, если давление газа превышает примерно 100 кПа (≈14,5 фунтов на квадратный дюйм) в виде газа или в жидкой или твердой форме, поэтому его транспортируют и хранят растворенным в ацетоне или диметилформамиде (ДМФА), содержащемся в металлический баллон с пористым наполнением (агамассан), что делает его безопасным при транспортировке и использовании. По всему миру действуют строгие правила перевозки баллонов с опасным газом. Токсическое воздействиеВдыхание ацетилена может вызвать головокружение, головную боль и тошноту. [6] Он также может содержать токсичные примеси: Спецификация товаров Ассоциации сжатых газов для ацетилена установила систему классификации для выявления и количественного определения содержания фосфина, арсина и сероводорода в товарных сортах ацетилена, чтобы ограничить воздействие этих примесей. . Сера, фосфор и мышьяк являются переносчиками кокса, являющегося ингредиентом синтеза, нечистая форма углерода и различные органические примеси ожидаются при термическом крекинге источника углеводородов. В то время как примеси в ацетилене могут быть токсичными и даже смертельными, чистый ацетилен имеет очень низкую токсичность (не считая «наркотических» эффектов). До 80% процентов ( против / против ) ацетилена вводили хирургическим пациентам в качестве общего анестетика. Согласно литературным источникам, ацетилен редко подвергался злоупотреблению в манере, сходной со злоупотреблением закисью азота. Такое злоупотребление может привести к смерти нарушителя из-за токсичности вышеупомянутых примесей фосфина, арсина и сероводорода. Примеси в ацетилене легко обнаруживаются по запаху. Чистый ацетилен — бесцветный газ без запаха. Характерный чесночный запах технического ацетилена объясняется наличием примесей. Примеси, которые могут присутствовать, включают: дивинилсульфид, аммиак, кислород, азот, фосфин, арсин, метан, диоксид углерода, монооксид углерода, сероводород, винилацетилен, дивинилацетилен, диацетилен, пропадиен, гексадиен, бутадиенилацетилен и метилацетилен. Пожарная опасность Смеси с воздухом, содержащие от 3% до 82% ацетилена, взрывоопасны при воспламенении. Минимальная температура воспламенения составляет 335 °С. [6] Большая часть химической энергии ацетилена , а не содержится в тройной связи углерод-углерод; то есть он больше, чем у трех разветвленных углерод-углеродных связей, но не допускается из-за промежутков между его партнером углеродом и всеми другими атомами углерода, также защищенными от заряда. |
Эта реакция была открыта Фридрихом Вёлером в 1862 году.
Основными продуктами являются димер винилацетилена (C 4 H 4 ) и бензол. При температурах выше 900 °С (1173 К) основным продуктом будет сажа.
До появления процесса Вакера эту реакцию проводили в промышленных масштабах. [2] 
Остальные 20 процентов используются в основном для кислородно-ацетиленовой газовой сварки и резки из-за высокой температуры пламени; при сгорании ацетилена с кислородом образуется пламя с температурой более 3300 ° C (6000 ° F) с выделением 11,8 кДж / г. Оксиацетилен является самым горячим топливным газом. [3] Цианоген, более экзотический газ, образует пламя с температурой выше 4525 °C (8180 °F), когда горит в кислороде. [4] 
[3] 
В прошлом небольшое количество ацетилена производилось и тратилось впустую как часть процесса крекинга с водяным паром, используемого для производства этилена. Новый катализатор, разработанный Phillips Petroleum, позволяет преобразовывать большую часть этого ацетилена в этилен для повышения выхода продукции при снижении общих затрат. [5] 
Использование растворенного ацетилена быстро сокращается из-за благоприятных процессов беспламенной сварки.
Торговое название ацетилена было «нарцилен». В бедных 1920-х годах в Германии его использовали экспериментально в изрядных количествах, возможно, на нескольких тысячах пациентов. С медицинской точки зрения ацетилен считался почти таким же безопасным, как закись азота, и обладал немного более высокой эффективностью, что позволяло использовать в смеси более высокое процентное содержание кислорода; он примерно на 50% мощнее. Однако от использования смесей ацетилена и кислорода отказались после нескольких взрывов газа в легких пациентов. Ожидается, что энергия этих взрывов превысит любой из горючих ингаляционных анестетиков из-за нестабильности тройной связи (циклопропан будет почти таким же плохим). Было высказано предположение, что такой внутренний взрыв грудной клетки не мог произойти с воздушными смесями (без очищенного кислорода).
Поскольку газ загружается (поглощается) в резервуары, пропитанные ацетоном над твердой матрицей, некоторое количество ацетона выходит с газом, что еще больше способствует отравлению. Движущая сила этого оскорбительного поведения лучше понята с точки зрения анестезирующих свойств ацетилена и вызывающего привыкание поведения.
