Ացետիլենի կառուցվածքային. Ացետիլենը բոցի ամենաբարձր ջերմաստիճան ունեցող գազն է: Ինչ անել, եթե հրդեհ լինի

Ացետիլենը սխտորի թույլ հոտով գազ է, որը խտանում է հեղուկի մեջ -84°C ջերմաստիճանում և 62 ատմ ճնշման դեպքում։

Օդի հետ ացետիլենի խառնուրդները պայթյունավտանգ են։ Հեղուկ ացետիլենը պայթում է, երբ փոշին մտնում է դրա մեջ:

Ացետիլենը պահվում և տեղափոխվում է կա՛մ կլանված վիճակում՝ ակտիվացված ածխածնի վրա, կա՛մ կարբոնիլային միացությունների լուծույթներում: 1 ծավալ ացետոնը կլանում է 25 ծավալ ացետիլեն (նորմալ պայմաններում)։ Ացետիլենը տեղափոխվում է ակտիվացված ածխածնով լցված բալոններով։ Ացետիլենը տաքացնելիս հեշտությամբ քայքայվում է ածխածնի և ջրածնի:

1. Քիմիական հատկություններ

   1. Ավելացման ռեակցիաներ

Ջրածնի ավելացում

Ջրածինը հիդրոգենացման կատալիզատորների վրա ալկինները վերածում է ալկանների:

Ալկենների ձևավորման փուլում ռեակցիան դադարեցնելու համար ազնիվ խմբի կատալիզատորների համար օգտագործվում են հատուկ հավելումներ.

Հիդրիդները օգտագործվում են որպես քիմիական վերականգնող նյութեր։

Ի տարբերություն կատալիտիկ հիդրոգենացման, որը հանգեցնում է առաջացման cis-ալկենները, քիմիական վերականգնող նյութերը տալիս են տրանս-ալկեններ.

Ներկայումս արդյունաբերության մեջ օգտագործվում են հեղուկ ալյումինի հիդրիդներ.

(RO) 2 AlH – բաց դեղին հեղուկ,

Ջրածնի հալոգենիդների ավելացում

Մեթոդը լայնորեն կիրառվում է արդյունաբերության մեջ վինիլքլորիդի, դիքլորէթանի, տետրաքլորէթիլենի և այլ քլորացված ածանցյալների արտադրության համար։

Ռեակցիան ընթանում է էլեկտրոֆիլ մեխանիզմի համաձայն.

Հալոգենների ավելացում

Ռեակցիան օգտագործվում է տետրաքլորէթիլենի սինթեզման համար։ Արդյունաբերության մեջ բոլոր տեսակի արտադրանքները ստացվում են թաց Ca օքսիդի կամ հիդրօքսիդի, փափուկ վերացման միջոցների միջոցով՝ H-X (դեհիդրոհալոգենացնող ռեագենտներ):

Տետրաքլորէթիլեն ստանալու համար օգտագործվում է երկաստիճան մեթոդ.

Քլորի ավելացումը ացետիլեններին տեղի է ունենում շատ արագ, անվտանգ քլորացումը կարող է իրականացվել քլորի կրիչի լուծույթում.

- անտիմոնի պենտաքլորիդի համալիր պենտաքլորէթանով:

Նուկլեոֆիլային ավելացման ռեակցիաներ ացետիլեններին

Ջրի միացում

Ջուրը չեզոք նուկլեոֆիլ է։

Ռեակցիայի մեխանիզմ.

Ացետիլենի ակտիվացում սնդիկի հետ համալիրի միջոցով

Ալկոհոլների ավելացում

Ալկոհոլները որոշ չափով ավելի ուժեղ չեզոք նուկլեոֆիլներ են, քան ջուրը.

.

Սպիրտների ավելացման ռեակցիան ացիտելեններին կոչվում է սպիրտների վինիլացում:

Վինիլային եթերները վինիլային սպիրտների գոյության կայուն ձև են ( էնոլներ).

1. Վինիլային եթերների որոշ հատկություններ

Վինիլային եթերներն ավելի ռեակտիվ են էլեկտրոֆիլ հավելման ռեակցիաներում, քան էթիլենները:

Ալկոքսի խումբը, կոնյուգացիայի շնորհիվ, առաջացնում է էլեկտրոնների խտության զգալի աճ կրկնակի կապի վրա, ինչը հեշտացնում է -կոմպլեքսի առաջացումը էլեկտրոֆիլ ռեակտիվների հետ։

Օրինակ, բրոմի հետ ռեակցիան ընթանում է քանակական ելքով.

Թթուների առկայության դեպքում վինիլային էսթերները կարող են պոլիմերացվել կատիոնային մեխանիզմի միջոցով.

PVBE, այսպես կոչված Շոստակովսկու բալասան, ունի հակասեպտիկ հատկություն, փոխարինում է պենիցիլիններին։

Կարբոքսիլաթթուների ավելացում ացետիլեններին

PVA-ն օգտագործվում է որպես լաքեր և սոսինձներ; Պոլիվինիլացետատի հիդրոլիզից ստացվում է պոլիվինիլ սպիրտ.

Պոլիվինիլային սպիրտն անփոխարինելի է լաքերի և էմալների պատրաստման համար։

Հիդրոցիանաթթվի ավելացում

Կարբոնիլացման ռեակցիա

Ակրիլաթթվի բոլոր ածանցյալները լայնորեն օգտագործվում են որպես անհատական ​​հատկություններով պոլիմերային նյութեր: Օրինակ՝ պոլիակրիլամիդը օգտագործվում է որպես սինթետիկ սոսինձ, իսկ մեթիլ մետակրիլատը՝ որպես օրգանական ապակի։

Ացետիլենի նիտրացիա

Այն իրականացվում է ծծմբական և ազոտական ​​թթուների խառնուրդով՝ տետրանիտրոմեթան ստանալու համար։

Ռեակցիայի պայմաններում դինիտրոքացախային ալդեհիդը օքսիդացվում է, ապակարբոքսիլացվում և դոնտրացվում.

Ացետիլենի պոլիմերացման ռեակցիաներ

Գծային պոլիմերացում

Կարող է առաջանալ որպես դիմերացում կամ տրիմերացում.

Վինիլացետիլենն օգտագործվում է արդյունաբերության մեջ՝ արտադրելու համար քլորոպրեն.

Պղնձի ացետիլիդի առկայության դեպքում ացետիլենը ձևավորում է նյութը գավաթ:

Ացետիլենի բարձր ջերմաստիճանի ցիկլացում

Եթե ​​դուք օգտագործում եք երկաթի կարբոնիլը որպես կատալիզատոր, կարող եք նույնիսկ ստանալ ցիկլոկտատետրաեն:

Ացետիլենի կառուցվածքային առանձնահատկությունները ազդում են դրա հատկությունների, արտադրության և օգտագործման վրա: Նյութի բաղադրության խորհրդանիշն է C 2 H 2 - սա նրա ամենապարզ և կոպիտ բանաձևն է: Ացետիլենը ձևավորվում է ածխածնի երկու ատոմներից, որոնց միջև առաջանում է եռակի կապ։ Դրա առկայությունը արտացոլվում է էթինի մոլեկուլի տարբեր տեսակի բանաձևերում և մոդելներում, որոնք հնարավորություն են տալիս հասկանալ նյութի հատկությունների վրա կառուցվածքի ազդեցության խնդիրը։

Ալկիններ. Ընդհանուր բանաձև. Ացետիլեն

Ալկինային ածխաջրածինները կամ ացետիլենային ածխաջրածինները ացիկլիկ են և չհագեցած։ Ածխածնի ատոմների շղթան փակ չէ, այն պարունակում է պարզ և բազմակի կապեր. Ալկինների բաղադրությունը արտացոլվում է C n H 2n - 2 ամփոփ բանաձևով։ Այս դասի նյութերի մոլեկուլները պարունակում են մեկ կամ մի քանի եռակի կապ։ Ացետիլենային միացությունները չհագեցած են։ Սա նշանակում է, որ ածխածնի միայն մեկ վալենտություն է իրականացվում ջրածնի կողմից։ Մնացած երեք կապերն օգտագործվում են ածխածնի այլ ատոմների հետ փոխազդեցության ժամանակ։

Ալկինների առաջին և ամենահայտնի ներկայացուցիչը ացետիլենն է կամ էթիլենը։ Չնչին բառը գալիս է լատիներեն «acetum» - «քացախ» և հունարենից «hyle» - «փայտ»: Հոմոլոգ շարքի նախահայրը հայտնաբերվել է 1836 թվականին, իսկ ավելի ուշ նյութը սինթեզվել է ածուխից և ջրածնից Է. Դեյվիի և Մ. Բերթելոտի կողմից (1862): Նորմալ ջերմաստիճանի և նորմալ մթնոլորտային ճնշման դեպքում ացետիլենը գտնվում է գազային վիճակում։ Անգույն, անհոտ գազ է, ջրի մեջ մի փոքր լուծելի։ Էթինն ավելի հեշտ է լուծվում էթանոլի և ացետոնի մեջ։

Ացետիլենի մոլեկուլային բանաձևը

Էթինը իր հոմոլոգ շարքի ամենապարզ անդամն է, նրա բաղադրությունը և կառուցվածքը արտացոլվում են բանաձևերով.

1. C 2 H 2-ը էթինի բաղադրության մոլեկուլային նշում է, որը տալիս է այն միտքը, որ նյութը կազմված է երկու ածխածնի ատոմներից և նույն թվով ջրածնի ատոմներից։ Օգտագործելով այս բանաձևը, կարող եք հաշվարկել մոլեկուլային և միացությունները: պարոն (C 2 H 2) = 26 ա. e.m., M (C 2 H 2) = 26.04 գ / մոլ:
2. H:S:::S:H-ն ացետիլենի էլեկտրոնային կետերի բանաձևն է: Նման պատկերները, որոնք կոչվում են «Լյուիսի կառուցվածքներ», արտացոլում են մոլեկուլի էլեկտրոնային կառուցվածքը։ Գրելիս պետք է հետևել կանոններին. ջրածնի ատոմը քիմիական կապ ստեղծելիս հակված է հելիումի վալենտային թաղանթի կոնֆիգուրացիան, մյուս տարրերը՝ արտաքին էլեկտրոնների օկտետ: Յուրաքանչյուր կետ ներկայացնում է ընդհանուր կամ միայնակ զույգ էլեկտրոններ արտաքին էներգիայի մակարդակում:
3. H—C≡C—H ացետիլենի կառուցվածքային բանաձևն է, որն արտացոլում է ատոմների միջև կապերի կարգն ու բազմապատկությունը։ Մեկ գծիկ փոխարինում է մեկ զույգ էլեկտրոնների:

Ացետիլենի մոլեկուլների մոդելներ

Էլեկտրոնների բաշխումը ցուցադրող բանաձևերը հիմք են ծառայել ատոմային ուղեծրային մոդելների և մոլեկուլների տարածական բանաձևերի ստեղծման համար (ստերեոքիմիական): 18-րդ դարի վերջում լայն տարածում գտան գնդիկավոր մոդելները, օրինակ՝ տարբեր գույների և չափերի գնդիկներ՝ մատնանշելով ածխածինը և ջրածինը, որոնք կազմում են ացետիլեն։ Մոլեկուլի կառուցվածքային բանաձեւը ներկայացված է ձողերի տեսքով, որոնք խորհրդանշում են քիմիական կապերը և դրանց թիվը յուրաքանչյուր ատոմում։

Ացետիլենի գնդիկավոր մոդելը վերարտադրում է կապի անկյունները, որոնք հավասար են 180°-ի, սակայն միջմիջուկային հեռավորությունները մոլեկուլում արտացոլվում են մոտավորապես։ Գնդիկների միջև եղած բացերը չեն ստեղծում ատոմների տարածությունը էլեկտրոնային խտությամբ լցնելու գաղափար։ Թերությունը վերացված է Դրեյդինգի մոդելներում, որոնք ատոմների միջուկները նշանակում են ոչ թե որպես գնդիկներ, այլ ձողերի միմյանց կցման կետեր։ Ժամանակակից եռաչափ մոդելներն ապահովում են ատոմային և մոլեկուլային օրբիտալների ավելի հստակ պատկեր:

Ացետիլենի հիբրիդային ատոմային ուղեծրեր

Ածխածինը գրգռված վիճակում պարունակում է երեք p օրբիտալ և մեկ s ուղեծր՝ չզույգված էլեկտրոններով։ Մեթանի (CH 4) առաջացման ժամանակ նրանք մասնակցում են ջրածնի ատոմների հետ համարժեք կապերի ստեղծմանը։ Հայտնի ամերիկացի հետազոտողը մշակել է ատոմային ուղեծրերի հիբրիդային վիճակի (AO) ուսմունքը։ Քիմիական ռեակցիաներում ածխածնի վարքագծի բացատրությունը կայանում է նրանում, որ AO-ն իր ձևով և էներգիայով հավասարեցված է, նոր ամպերի ձևավորում: Հիբրիդային ուղեծրերը տալիս են ավելի ամուր կապեր, և բանաձևը դառնում է ավելի կայուն:

Ածխածնի ատոմները ացետիլենի մոլեկուլում, ի տարբերություն մեթանի, ենթարկվում են sp-հիբրիդացման։ s- և p էլեկտրոնների ձևն ու էներգիան խառնված են։ Առաջանում են երկու sp ուղեծրեր՝ ընկած 180° անկյան տակ՝ ուղղված միջուկի հակառակ կողմերին։

Եռակի կապ

Ացետիլենում ածխածնի հիբրիդային էլեկտրոնային ամպերը մասնակցում են σ կապերի ստեղծմանը նույն հարևան ատոմների և ջրածնի հետ՝ C–H զույգերով։ Մնում են երկու ոչ հիբրիդային p-ուղիղներ՝ միմյանց ուղղահայաց։ Էթինի մոլեկուլում նրանք մասնակցում են երկու π կապերի առաջացմանը։ σ-ի հետ միասին առաջանում է եռակի կապ, որն արտացոլվում է կառուցվածքային բանաձեւում. Ատոմների միջև հեռավորությամբ ացետիլենը տարբերվում է էթանից և էթիլենից։ Եռակի կապը ավելի կարճ է, քան կրկնակի կապը, բայց ունի ավելի մեծ քանակությամբ էներգիա և ավելի ամուր է: σ- և π կապերի առավելագույն խտությունը գտնվում է ուղղահայաց հատվածներում, ինչը հանգեցնում է գլանաձև էլեկտրոնային ամպի առաջացմանը։

Քիմիական կապերի առանձնահատկությունները ացետիլենում

Էթինի մոլեկուլն ունի գծային ձև, որը հաջողությամբ արտացոլվում է ացետիլենի քիմիական բանաձևով՝ H—C≡C—H։ Ածխածնի և ջրածնի ատոմները գտնվում են նույն ուղիղ գծի երկայնքով, և նրանց միջև առաջանում են 3 σ- և 2 π կապեր։ Ազատ տեղաշարժը, C-C առանցքի երկայնքով ռոտացիան անհնար է, դա կանխվում է բազմաթիվ կապերի առկայությամբ։ Եռակի կապի այլ հատկանիշներ.

• ածխածնի երկու ատոմ միացնող էլեկտրոնների զույգերի թիվը 3 է.
• երկարությունը - 0,120 նմ;
• խզման էներգիան՝ 836 կՋ/մոլ։

Համեմատության համար՝ էթանի և էթիլենի մոլեկուլներում մեկ և կրկնակի քիմիական կապերի երկարությունը համապատասխանաբար 1,54 և 1,34 նմ է, C-C ճեղքման էներգիան՝ 348 կՋ/մոլ, C=C՝ 614 կՋ/մոլ։

Ացետիլենի հոմոլոգներ

Ացետիլենը ալկինների ամենապարզ ներկայացուցիչն է, որի մոլեկուլները նույնպես պարունակում են եռակի կապ։ Propyne CH 3 C≡CH-ը ացետիլենի հոմոլոգ է: Ալկինների երրորդ ներկայացուցչի՝ բութին-1-ի բանաձևը CH 3 CH 2 C≡CH է։ Ացետիլենը էթիլենի ընդհանուր անունն է: ալկինները ենթարկվում են IUPAC կանոններին.

• գծային մոլեկուլներում նշվում է հիմնական շղթայի անվանումը, որը ծագում է հունարեն թվից, որին ավելացվում է -ine վերջածանցը և եռակի կապի ատոմի թիվը, օրինակ՝ էթին, պրոպին, բուտին-1;
• Ատոմների հիմնական շղթայի համարակալումը սկսվում է եռակի կապին ամենամոտ գտնվող մոլեկուլի վերջից.
• ճյուղավորված ածխաջրածինների համար առաջին տեղում է կողային ճյուղի անվանումը, որին հաջորդում է ատոմների հիմնական շղթայի անվանումը՝ -in վերջածանցով։
• Անվան վերջնական մասը մի թիվ է, որը ցույց է տալիս մոլեկուլում եռակի կապի տեղը, օրինակ՝ բութին-2։

Ալկինների իզոմերիզմ. Հատկությունների կախվածությունը կառուցվածքից

Էթինը և պրոպինը չունեն եռակի կապի դիրքի իզոմերներ. Պենտինը և նրան հաջորդող հոմոլոգներն ունեն ածխածնի կմախքի իզոմերներ։ Եռակի կապի հետ կապված ացետիլենային ածխաջրածինների տարածական իզոմերիզմը չի երևում։

Էթինի առաջին 4 հոմոլոգները ջրում վատ լուծվող գազեր են։ Ացետիլենային ածխաջրածինները C 5 - C 15 հեղուկներ են: Պինդ մարմինները էթինի հոմոլոգներ են՝ սկսած C17 ածխաջրածինից։ Ալկինների քիմիական բնույթի վրա էականորեն ազդում է եռակի կապը։ տպում են ավելի ակտիվ, քան էթիլենը, ամրացնում են տարբեր մասնիկներ։ Այս հատկությունը հիմք է հանդիսանում արդյունաբերության և տեխնոլոգիայի մեջ էթիլենի լայն կիրառման համար: Երբ ացետիլենն այրվում է, մեծ քանակությամբ ջերմություն է արտանետվում, որն օգտագործվում է գազահատման և մետաղի եռակցման ժամանակ։

Ացետիլեն

Այս նյութի անվանումը կապված է «քացախ» բառի հետ։ Այսօր այն արդյունաբերության մեջ լայնորեն կիրառվող միակ գազն է, որի այրումը և պայթյունը հնարավոր է բացակայությամբ. թթվածինկամ այլ օքսիդացնող նյութեր: Այրվելով թթվի մեջ՝ տալիս է շատ տաք բոց՝ մինչև 3100°C։

Ինչպես է սինթեզվում ացետիլենը

Առաջին ստացել է ացետիլեն 1836 թվականին Էդմունդ Դեյվիը՝ հայտնի Համֆրի Դեյվիի զարմիկը։ Կալիումի կարբիդի վրա ներգործեց ջուրը՝ K 2 C 2 + 2H 2 O=C 2 H 2 + 2KOH և ստացավ նոր գազ, որն անվանեց ջրածնի բիկարբոնատ։ Այս գազը հիմնականում հետաքրքրում էր քիմիկոսներին օրգանական միացությունների կառուցվածքի տեսության տեսանկյունից։ Այսպես կոչված արմատական ​​տեսության ստեղծողներից մեկը՝ Յուստուս Լիբիգը, անվանել է ատոմների խումբը (այսինքն՝ ռադիկալ) C 2 H 3։ ացետիլ.
Լատիներեն acetum նշանակում է քացախ; քացախաթթվի մոլեկուլը (C 2 H 3 O + O + H, ինչպես այն ժամանակ գրված էր դրա բանաձևը) համարվում էր ացետիլային ածանցյալ: Երբ ֆրանսիացի քիմիկոս Մարսելին Բերթելոյին 1855 թվականին հաջողվեց միանգամից մի քանի եղանակով ստանալ «ջրածնի բիկարբոնատ», նա այն անվանեց. ացետիլեն . Բերթելոտը ացետիլենը համարել է ացետիլի ածանցյալ, որից հեռացվել է ջրածնի մեկ ատոմ՝ C 2 H 3 - H = C 2 H 2: Նախ, Բերթելոտը ստացավ ացետիլեն՝ էթիլենի, մեթիլային և էթիլային սպիրտի գոլորշիները շիկացած խողովակի միջով անցկացնելով։ 1862 թվականին նրան հաջողվեց սինթեզել ացետիլենը տարրերից՝ ջրածինը երկու ածխածնային էլեկտրոդների միջև վոլտային աղեղի բոցի միջով անցնելով։ Նշված սինթեզի բոլոր մեթոդները միայն տեսական էին, և ացետիլենը հազվագյուտ և թանկ գազ էր, մինչև որ ստեղծվեց էժան մեթոդ կալցիումի կարբիդի արտադրության համար՝ ածուխի և ածուխի խառնուրդի կալցինացման միջոցով՝ CaO + 3C = CaC 2 + CO: Դա տեղի ունեցավ 19-րդ դարի վերջին։
Հետո ացետիլենը սկսեց օգտագործել լուսավորության համար . Բարձր ջերմաստիճանի բոցի մեջ այս գազը, որը պարունակում է 92,3% ածխածին (սա մի տեսակ քիմիական ռեկորդ է), քայքայվում է՝ ձևավորելով պինդ ածխածնի մասնիկներ, որոնք կարող են պարունակել մի քանիից մինչև միլիոնավոր ածխածնի ատոմներ։ Ուժեղ տաքանալով բոցի ներքին կոնում՝ այդ մասնիկները հանգեցնում են նրան, որ բոցը վառ շողում է՝ դեղինից սպիտակ՝ կախված ջերմաստիճանից (որքան տաք է բոցը, այնքան նրա գույնն ավելի մոտ է սպիտակին):
Ացետիլենային ջահեր 15 անգամ ավելի շատ լույս է տվել, քան փողոցները լուսավորող սովորական գազային լամպերը։ Աստիճանաբար դրանք փոխարինվեցին էլեկտրական լուսավորությամբ, բայց երկար ժամանակ դրանք օգտագործվում էին հեծանիվների, մոտոցիկլետների և ձիաքարշ կառքերի փոքր լամպերի մեջ։
Երկար ժամանակ տեխնիկական կարիքների համար ացետիլենը (օրինակ՝ շինհրապարակներում) ստանում էին կարբիդը ջրով «մարելով»։ Տեխնիկական կալցիումի կարբիդից ստացված ացետիլենը տհաճ հոտ ունի ամոնիակի, ջրածնի սուլֆիդի, ֆոսֆինի և արսինի կեղտերի պատճառով:

Ացետիլենն այսօր. արտադրության մեթոդներ

Արդյունաբերության մեջ ացետիլենը հաճախ արտադրվում է կալցիումի կարբիդի վրա ջրի ազդեցությամբ:
Այժմ լայնորեն կիրառվում են բնական գազից՝ մեթանից ացետիլենի արտադրության մեթոդները.
էլեկտրոկրեյքինգ (1600°C ջերմաստիճանում էլեկտրոդների միջև մեթանի հոսք է անցնում և արագ սառչում՝ ացետիլենի քայքայումը կանխելու համար);
ջերմային օքսիդատիվ ճեղքվածք (թերի օքսիդացում), որտեղ ռեակցիայի մեջ օգտագործվում է ացետիլենի մասնակի այրման ջերմությունը։

Դիմում

Ացետիլենը օգտագործվում է.

• մետաղների եռակցման և կտրման համար,
• որպես շատ պայծառ, սպիտակ լույսի աղբյուր ազատ կանգնած լամպերում, որտեղ այն ստացվում է կալցիումի կարբիդի և ջրի ռեակցիայի արդյունքում,
• պայթուցիկ նյութերի արտադրության մեջ,
• քացախաթթվի, էթիլային սպիրտի, լուծիչների, պլաստմասսաների, կաուչուկի, անուշաբույր ածխաջրածինների արտադրության համար։

Ացետիլենի հատկությունները

Իր քիմիապես մաքուր ձևով ացետիլենն ունի թույլ եթերային հոտ։ Տեխնիկական ացետիլենը, դրա մեջ կեղտերի, մասնավորապես ջրածնի ֆոսֆիդի առկայության պատճառով, ունի սուր, յուրահատուկ հոտ: Ացետիլենը օդից թեթև է։ Ացետիլեն գազը անգույն գազ է, որի մոլեկուլային զանգվածը 26,038 է։
Ացետիլենը ունակ է լուծվել բազմաթիվ հեղուկների մեջ։ Նրա լուծելիությունը կախված է ջերմաստիճանից. որքան ցածր է հեղուկի ջերմաստիճանը, այնքան այն ավելի շատ է կարողանում «վերցնել» ացետիլենը: Լուծված ացետիլենի արտադրության պրակտիկայում օգտագործվում է ացետոն, որը 15 ° C ջերմաստիճանում լուծում է մինչև 23 ծավալ ացետիլեն:
Ջրածնի ֆոսֆիդի պարունակությունը ացետիլենում պետք է խստորեն սահմանափակվի, քանի որ բարձր ջերմաստիճաններում օդի առկայության դեպքում ացետիլենի ձևավորման պահին կարող է առաջանալ ինքնաբուխ բռնկում:
Ացետիլենը միակ գազն է, որը լայնորեն օգտագործվում է արդյունաբերության մեջ և այն քիչ միացություններից է, որի այրումը և պայթյունը հնարավոր են թթվածնի կամ այլ օքսիդացնող նյութերի բացակայության դեպքում:
Դեռևս 1895 թվականին A.L. Le Chatelier-ը հայտնաբերեց, որ ացետիլենը, երբ այրվում է թթվի մեջ, առաջացնում է շատ տաք բոց (մինչև 3150°C), ուստի այն լայնորեն օգտագործվում է հրակայուն մետաղների եռակցման և կտրման համար։ Այսօր ացետիլենի օգտագործումը մետաղների գազաբոցով մշակման համար ուժեղ մրցակցություն է զգում ավելի մատչելի այրվող գազերից (բնական գազ, պրոպան-բութան և այլն): Այնուամենայնիվ, ացետիլենի առավելությունը նրա այրման ամենաբարձր ջերմաստիճանն է: Նման բոցի մեջ նույնիսկ հաստ պողպատի կտորները շատ արագ հալվում են։ Այդ իսկ պատճառով մեքենաշինական կառույցների կրիտիկական բաղադրիչների գազաբոցային մշակումն իրականացվում է միայն ացետիլենի օգնությամբ, որն ապահովում է եռակցման գործընթացի ամենաբարձր արտադրողականությունը և որակը։
Բացի այդ, ացետիլենը լայնորեն օգտագործվում է տարբեր նյութերի օրգանական սինթեզում՝ ացետալդեհիդ և քացախաթթու, սինթետիկ կաուչուկներ (իզոպրեն և քլորոպրեն), պոլիվինիլքլորիդ և այլ պոլիմերներ։

ԲԱՑՄԱՆ ՊԱՏՄՈՒԹՅՈՒՆ

ԱՑԵՏԻԼԵՆԻ ԱՆՎԱՆՈՒՄԸ ԸՍՏ IUPAC ԱՆՎԱՆԱԿԱՆՈՒԹՅԱՆ

ՖԻԶԻԿԱԿԱՆ ԲՆՈՒԹԱԳԻՐՆԵՐ

ացետիլենի կառուցվածքային բանաձև

ԱՑԵՏԻԼԵՆԻ ՕՐԳԱՆԱԿԱՆ ՄԻԱՑՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐԻ ԴԱՍԻ ԲՆՈՒԹԱԳԻՐՆԵՐԸ.

ՌԵԱԿՑԻԱՆԵՐ ԱՑԵՏԻԼԵՆ ԱՐՏԱԴՐԵԼՈՒ ՀԱՄԱՐ

ԱՑԵՏԻԼԵՆԻ ԲՆՈՒԹԱԳՐԱԿԱՆ ՔԻՄԻԱԿԱՆ ՌԵԱԿՑԻԱՆԵՐԸ

ԱՑԵՏԻԼԵՆԻ ԿԻՐԱՌՄԱՆ ՏԱՐԱԾՔՆԵՐԸ

ացետիլենի ազդեցությունը մարդու մարմնի և շրջակա միջավայրի վրա.

ՕԳՏԱԳՈՐԾՎԱԾ ՀՂՈՒՄՆԵՐԻ ՑԱՆԿ

ԲԱՑՄԱՆ ՊԱՏՄՈՒԹՅՈՒՆ

Ացետիլենն առաջին անգամ արտադրվել է 1836 թվականին Էդմունդ Դեյվիի կողմից, որը հայտնի Համֆրի Դեյվիի զարմիկն է: Նա ջրի արձագանքեց կալիումի կարբիդի վրա՝ K2C2 + H2O=C2H2 + 2KOH և ստացավ նոր գազ, որը նա անվանեց ջրածնի բիկարբոնատ։ Այս գազը հիմնականում հետաքրքրում էր քիմիկոսներին օրգանական միացությունների կառուցվածքի տեսության տեսանկյունից։ Այսպես կոչված ռադիկալների տեսության ստեղծողներից մեկը՝ Յուստուս Լիբիգը, ատոմների մի խումբ (այսինքն՝ ռադիկալ) անվանեց C2H3 ացետիլ։

Լատիներեն acetum նշանակում է քացախ; քացախաթթվի մոլեկուլը (C2H3O+O+H, ինչպես այն ժամանակ գրված էր դրա բանաձևը) համարվում էր ացետիլային ածանցյալ։ Երբ ֆրանսիացի քիմիկոս Մարսելին Բերթելոն 1855 թվականին կարողացավ միանգամից մի քանի եղանակով ստանալ «ջրածնի բիկարբոնատ», նա այն անվանեց ացետիլեն։ Բերթելոտը ացետիլենը համարել է ացետիլի ածանցյալ, որից հեռացվել է ջրածնի մեկ ատոմ՝ C2H3 - H = C2H2: Նախ, Բերթելոտը ստացավ ացետիլեն՝ շիկացած խողովակի միջով էթիլենի, մեթիլային և էթիլային սպիրտի գոլորշիները փոխանցելով։ 1862 թվականին նրան հաջողվեց սինթեզել ացետիլենը տարրերից՝ ջրածինը երկու ածխածնային էլեկտրոդների միջև վոլտային աղեղի բոցի միջով անցնելով։ Նշված սինթեզի բոլոր մեթոդները միայն տեսական էին, իսկ ացետիլենը հազվագյուտ և թանկ գազ էր, մինչև որ ստեղծվեց կալցիումի կարբիդի արտադրության էժան մեթոդ՝ ածուխի և ածուխի խառնուրդի կալցինացման միջոցով՝ CaO + 3C = CaC2 + CO: Դա տեղի ունեցավ 19-րդ դարի վերջին։

Հետո լուսավորության համար սկսեցին օգտագործել ացետիլեն։ Բարձր ջերմաստիճանի բոցի մեջ այս գազը, որը պարունակում է 92,3% ածխածին (սա մի տեսակ քիմիական ռեկորդ է), քայքայվում է՝ ձևավորելով պինդ ածխածնի մասնիկներ, որոնք կարող են պարունակել մի քանիից մինչև միլիոնավոր ածխածնի ատոմներ։ Ուժեղ տաքանալով բոցի ներքին կոնում՝ այդ մասնիկները հանգեցնում են նրան, որ բոցը վառ շողում է՝ դեղինից սպիտակ՝ կախված ջերմաստիճանից (որքան տաք է բոցը, այնքան նրա գույնն ավելի մոտ է սպիտակին):

Ացետիլենային ջահերը 15 անգամ ավելի շատ լույս էին արտադրում, քան սովորական գազային լամպերը, որոնք լուսավորում էին փողոցները։ Աստիճանաբար դրանք փոխարինվեցին էլեկտրական լուսավորությամբ, բայց երկար ժամանակ դրանք օգտագործվում էին հեծանիվների, մոտոցիկլետների և ձիաքարշ կառքերի փոքր լամպերի մեջ։

Երկար ժամանակ տեխնիկական կարիքների համար ացետիլենը (օրինակ՝ շինհրապարակներում) ստանում էին կարբիդը ջրով «մարելով»։ Տեխնիկական կալցիումի կարբիդից ստացված ացետիլենը տհաճ հոտ ունի ամոնիակի, ջրածնի սուլֆիդի, ֆոսֆին PH3-ի, արսինի AsH3-ի կեղտերի պատճառով:

ԱՑԵՏԻԼԵՆԻ ԱՆՎԱՆՈՒՄԸ ԸՍՏ IUPAC ԱՆՎԱՆԱԿԱՆՈՒԹՅԱՆ

Համաձայն IUPAC անվանակարգի՝ համապատասխան հագեցած ածխաջրածինների անվանումներում ալկինների անվանումները կառուցելիս -an վերջածանցը փոխարինվում է -ին վերջածանցով։ Եռակի կապի և փոխարինող խմբերի դիրքը նշելու համար շղթան համարակալվում է այնպես, ինչպես համապատասխան ալկեններում։ Էթինը կարելի է անվանել նաև տրիվիալ՝ ացետիլեն։

ՖԻԶԻԿԱԿԱՆ ԲՆՈՒԹԱԳԻՐՆԵՐ

Նորմալ պայմաններում այն ​​անգույն գազ է, ջրի մեջ մի փոքր լուծվող, օդից թեթեւ։ Եռման կետը 83,8 °C: Սեղմվելիս այն պայթուցիկ կերպով քայքայվում է այն բալոններում, որոնք լցված են kieselguhr-ով կամ ացետոնով ներծծված ակտիվացված ածխածնի մեջ, որոնցում ացետիլենը լուծվում է մեծ քանակությամբ: Պայթուցիկ. Հնարավոր չէ բաց թողնել բաց երկնքի տակ: C2H2-ը հայտնաբերվել է Ուրանի և Նեպտունի վրա:

ացետիլենի կառուցվածքային բանաձևը

ԱՑԵՏԻԼԵՆԻ ՕՐԳԱՆԱԿԱՆ ՄԻԱՑՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐԻ ԴԱՍԻ ԲՆՈՒԹԱԳԻՐՆԵՐԸ.

Ացետիլենը պատկանում է ալկինների դասին։

Ալկի ?nes (այլապես ացետիլենային ածխաջրածիններ) ածխաջրածիններ են, որոնք պարունակում են եռակի կապ ածխածնի ատոմների միջև, որոնք կազմում են հոմոլոգ շարք CnH2n-2 ընդհանուր բանաձևով։ Ածխածնի ատոմները եռակի կապում գտնվում են sp-hybridization վիճակում։

Ալկինները բնութագրվում են հավելման ռեակցիաներով։ Ի տարբերություն ալկենների, որոնք ենթարկվում են էլեկտրոֆիլ հավելման ռեակցիաների, ալկինները կարող են ենթարկվել նաև նուկլեոֆիլ միացման ռեակցիաների։ Դա պայմանավորված է կապի զգալի s-նիշով և, որպես հետևանք, ածխածնի ատոմի էլեկտրաբացասականության բարձրացմամբ: Բացի այդ, ջրածնի ատոմի բարձր շարժունակությունը եռակի կապում որոշում է ալկինների թթվային հատկությունները փոխարինող ռեակցիաներում։

Ալկիններն իրենց ֆիզիկական հատկություններով նման են համապատասխան ալկեններին։ Ստորին (մինչև C4) անգույն և անհոտ գազերն են, որոնք ունեն ավելի բարձր եռման կետ, քան ալկեններում իրենց անալոգները։ Ալկինները վատ են լուծվում ջրում, բայց ավելի լավ են օրգանական լուծիչներում։

ացետիլենային ռեակցիայի միացությունների բանաձևը

ՌԵԱԿՑԻԱՆԵՐ ԱՑԵՏԻԼԵՆ ԱՐՏԱԴՐԵԼՈՒ ՀԱՄԱՐ

Լաբորատորիայում ացետիլենն արտադրվում է կալցիումի կարբիդի վրա ջրի ազդեցությամբ։

2 H2O = C2H2? + Ca(OH)2

ինչպես նաև մեթանի երկու մոլեկուլների ջրազրկման ժամանակ 1400 °C-ից բարձր ջերմաստիճանում.

CH4 = C2H2? +3H2?

ԱՑԵՏԻԼԵՆԻ ԲՆՈՒԹԱԳՐԱԿԱՆ ՔԻՄԻԱԿԱՆ ՌԵԱԿՑԻԱՆԵՐԸ

Ացետիլենի հիմնական քիմիական ռեակցիաները (ավելացման ռեակցիաներ).

Ացետիլենի հիմնական քիմիական ռեակցիաները (ավելացման ռեակցիաներ, դիմերացում, պոլիմերացում, ցիկլոմերացում):

ԱՑԵՏԻԼԵՆԻ ԿԻՐԱՌՄԱՆ ՏԱՐԱԾՔՆԵՐԸ

Ացետիլենը օգտագործվում է.

մետաղների եռակցման և կտրման համար,

որպես շատ պայծառ, սպիտակ լույսի աղբյուր ազատ կանգնած լամպերում, որտեղ այն արտադրվում է կալցիումի կարբիդի և ջրի ռեակցիայի արդյունքում (տես կարբիդային լամպ),

պայթուցիկ նյութերի արտադրության մեջ (տես ացետիլենիդներ),

քացախաթթվի, էթիլային սպիրտի, լուծիչների, պլաստմասսաների, կաուչուկի, անուշաբույր ածխաջրածինների արտադրության համար,

ածխածնի սև ստանալու համար,

ատոմային կլանման սպեկտրոֆոտոմետրիայում բոցի ատոմացման ժամանակ,

հրթիռային շարժիչներում (ամոնիակի հետ միասին):

ԱՑԻՏԵԼԵՆԻ ԱԶԴԵՑՈՒԹՅՈՒՆԸ ՄԱՐԴԿԱՆ ՕՐՄՄԻ ԵՎ ՇՐՋԱՊԱՀՈՒԹՅԱՆ ՎՐԱ.

Քանի որ ացետիլենը լուծելի է ջրում, և դրա խառնուրդները թթվածնի հետ կարող են պայթել կոնցենտրացիաների շատ լայն շրջանակում, այն չի կարող հավաքվել գազաչափերում:

Ացետիլենը պայթում է մոտ 500 °C ջերմաստիճանում կամ 0,2 ՄՊա-ից բարձր ճնշումներում; CPV 2.3-80.7%, ինքնաբռնկման ջերմաստիճան 335 °C: Պայթուցիկությունը նվազում է, երբ ացետիլենը նոսրացվում է այլ գազերով, ինչպիսիք են ազոտը, մեթանը կամ պրոպանը: Երբ ացետիլենը երկար ժամանակ շփվում է պղնձի և արծաթի հետ, ձևավորվում են պղնձի և արծաթի ացետիլենիդներ, որոնք պայթում են հարվածի կամ ջերմաստիճանի բարձրացման դեպքում: Հետեւաբար, ացետիլենը պահելու ժամանակ պղինձ պարունակող նյութեր (օրինակ՝ բալոնային փականներ) չեն օգտագործվում։

Ացետիլենը թույլ թունավոր ազդեցություն ունի: Ացետիլենի համար առավելագույն թույլատրելի կոնցենտրացիայի սահմանը նորմալացված է: = MPC s.s. = 1,5 մգ/մ3՝ ըստ հիգիենիկ ստանդարտների GN 2.1.6.1338-03 «Աղտոտիչների առավելագույն թույլատրելի կոնցենտրացիաները (ԱՄԿ) բնակեցված տարածքների մթնոլորտային օդում»:

MPCr.z. (աշխատանքային տարածք) հաստատված չէ (ըստ ԳՕՍՏ 5457-75 և GN 2.2.5.1314-03), քանի որ օդի հետ խառնուրդում բոցի բաշխման կոնցենտրացիայի սահմանները 2,5-100% են:

Այն պահվում և տեղափոխվում է սպիտակ պողպատե բալոններում՝ լցված իներտ ծակոտկեն զանգվածով (օրինակ՝ փայտածուխ) (կարմիր «Ա» տառատեսակով)՝ ացետոնի մեջ լուծույթի տեսքով՝ 1,5-2,5 ՄՊա ճնշման տակ։

ՕԳՏԱԳՈՐԾՎԱԾ ՀՂՈՒՄՆԵՐԻ ՑԱՆԿ

1.Նյուլանդ Յ., Ֆոգտ Ռ., Ացետիլենի քիմիա, Ինիզդատ, 1947։

.Ֆեդորենկո Ն.Պ., Ացետիլենի արտադրության մեթոդներ և տնտեսագիտություն, Քիմիական գիտություն և արդյունաբերություն, 3, հատոր 1, 1956 թ.

.Ֆեդորենկո Ն.Պ. Քիմիա և քիմիական տեխնոլոգիա, թիվ 3, հ. I, 1956 թ.

Կրկնուսույց

Օգնության կարիք ունե՞ք թեման ուսումնասիրելու համար:

Մեր մասնագետները խորհուրդ կտան կամ կտրամադրեն կրկնուսուցման ծառայություններ ձեզ հետաքրքրող թեմաներով:
Ներկայացրե՛ք Ձեր դիմումընշելով թեման հենց հիմա՝ խորհրդատվություն ստանալու հնարավորության մասին պարզելու համար:

Գազի բոցով աշխատանքի համար անհրաժեշտ է ջերմություն բոցից մետաղին փոխանցել որոշակի աշխատանքային պայմանների համար բավարար քանակությամբ: Այրվող գազերը սովորաբար այրվում են թթվածնի հետ խառնուրդում: Ամենաբարձր ջերմաստիճանը ացետիլեն-թթվածնային բոցն է (3200°C), որը թույլ է տալիս օգտագործել ացետիլենը մետաղների գազաբոցով մշակման ցանկացած տեսակի մեջ։ Բոցի այրման ինտենսիվությունը որոշվում է այրման նորմալ արագության և խառնուրդի այրման ջերմության արտադրանքով: Ամենաբարձր «այրման ինտենսիվությունն» ունի ացետիլենը, որը ստոյխիոմետրիկ բաղադրության խառնուրդի համար կազմում է 27700 կկալ/(մ 2*վ):

Ացետիլեն

Ացետիլենը պատկանում է C n H 2n-2 շարքի չհագեցած ածխաջրածինների խմբին։ . Այն անգույն դյուրավառ գազ է՝ հատուկ հոտով; դրա մեջ կեղտերի առկայության պատճառով՝ ջրածնի ֆոսֆոր, ջրածնի սուլֆիդ և այլն, ացետիլենի խտությունը 20 ° C և 760 մմ Hg: Արվեստ. հավասար է 1,091 կգ/մ3; 0°C և 760 մմ Hg ջերմաստիճանում: Արվեստ. – – խտությունը 1,171 կգ/մ3. Ացետիլենը ավելի թեթև է, քան օդը; խտությունը օդի խտության համեմատ 0,9; մոլեկուլային քաշը 26.038. Ացետիլենի կրիտիկական կետը բնութագրվում է 61,65 կգ/սմ 2 հագեցած գոլորշու ճնշմամբ և 35,54°C ջերմաստիճանով: 760 մմ Hg-ում: Արվեստ. իսկ –84°C ջերմաստիճանում ացետիլենը վերածվում է հեղուկ վիճակի, իսկ –85°C ջերմաստիճանի դեպքում՝ պնդանում։

Ացետիլենը միակ գազն է, որը լայնորեն օգտագործվում է արդյունաբերության մեջ և այն քիչ միացություններից է, որի այրումը և պայթյունը հնարավոր են թթվածնի կամ այլ օքսիդացնող նյութերի բացակայության դեպքում: Ացետիլենը բարձր էնդոթերմիկ միացություն է. 1 կգ ացետիլենի տարրալուծման արդյունքում արձակվում է ավելի քան 2000 կկալ, այսինքն՝ մոտավորապես 2 անգամ ավելի, քան 1 կգ պինդ պայթուցիկ տրոտիլի պայթյունից։ Ացետիլենի ինքնաբռնկման ջերմաստիճանը տատանվում է 500-ից մինչև 600°C 2 կգ/սմ2 ճնշման դեպքում և նկատելիորեն նվազում է ճնշման բարձրացման հետ: Այսպիսով, 22 կգֆ/սմ2 ճնշման դեպքում ացետիլենի ինքնաբռնկման ջերմաստիճանը 350°C է, իսկ այնպիսի կատալիզատորների առկայության դեպքում, ինչպիսիք են երկաթի փոշին, սիլիկոնային գելը, ակտիվացված ածխածինը և այլն, ացետիլենի տարրալուծումը սկսվում է 280-ից։ – 300°C։ Պղնձի օքսիդի առկայությունը նվազեցնում է ինքնաբռնկման ջերմաստիճանը մինչև 246°C: Որոշակի պայմաններում ացետիլենը փոխազդում է պղնձի հետ՝ առաջացնելով պայթուցիկ միացություններ. Հետևաբար, ացետիլենային սարքավորումների արտադրության ժամանակ արգելվում է ավելի քան 70% Cu պարունակող համաձուլվածքներ օգտագործել:

Ացետիլենի պայթուցիկ տարրալուծումը, որպես կանոն, սկսվում է 100 – 500°C/վ արագությամբ ինտենսիվ տաքացումից։ Դանդաղ տաքացման դեպքում տեղի է ունենում ացետիլենի պոլիմերացման ռեակցիա, որն անջատում է ջերմություն, որը, որպես կանոն, 530°C-ից բարձր ջերմաստիճանում հանգեցնում է ացետիլենի պայթյունավտանգ տարրալուծմանը։ Ստորին սահմանային ճնշումը, որի դեպքում հնարավոր է ացետիլենի տարրալուծումը, 0,65 կգ/սմ2 է: Ացետիլենի պայթյունի սահմանները լայն են (Աղյուսակ 2): Ամենավտանգավորը ացետիլենի խառնուրդներն են ստոյխիոմետրիկ բաղադրության թթվածնի հետ (~30%)։ Բոցի տարածման և պայթեցման արագությունները հասնում են իրենց ամենամեծ արժեքին ացետիլենի և թթվածնի 1:2,5 հարաբերակցությամբ և նորմալ պայմաններում համապատասխանաբար հավասար են 13,5 և 2400 մ/վ: Ացետիլենի պայթյունի ժամանակ առաջացած ճնշումը կախված է սկզբնական պարամետրերից և պայթյունի բնույթից: Այն կարող է աճել մոտավորապես 10-12 անգամ՝ համեմատած սկզբնականի հետ փոքր անոթներում պայթյունի ժամանակ և կարող է աճել 22 անգամ՝ մաքուր ացետիլենի պայթեցմամբ և 50 անգամ՝ ացետիլեն-թթվածին խառնուրդի պայթեցմամբ:

Մետաղների գազային բոցով մշակման ժամանակ ացետիլենն օգտագործվում է կա՛մ գազային վիճակում, երբ արտադրվում է շարժական կամ անշարժ ացետիլենային գեներատորներում, կա՛մ լուծարված վիճակում։ Լուծված ացետիլենը ացետիլենի լուծույթ է ացետոնի մեջ, որը հավասարաչափ բաշխված է ծակոտկեն լցնում ճնշման տակ: Ացետիլենի լուծելիությունը կախված է ջերմաստիճանից և ճնշումից։ Մխոցում ծակոտկեն զանգվածն ապահովում է ացետիլենի ցրումը ողջ ծավալով և ացետիլենի պայթուցիկ տարրալուծման տեղայնացումը: Մխոցում ծակոտկեն զանգվածի բացակայության դեպքում ացետոնի մեջ լուծված ացետիլենի պայթուցիկ տարրալուծումը տեղի է ունենում 5 կգֆ/սմ2-ից ցածր ճնշման դեպքում։ Որպես ծակոտկեն լցանյութ կարող են օգտագործվել ոչ միայն մեծածավալ ծակոտկեն զանգվածները, այլ նաև ձուլածածկ ծակոտկեն զանգվածները, որոնք կիրառություն են գտել արտերկրում։

Գազային և լուծված տեխնիկական ացետիլենի ֆիզիկաքիմիական պարամետրերը նշված են ԳՕՍՏ 5457 - 75-ով: Կեղտերի թույլատրելի քանակի պարունակության հիման վրա առանձնանում են լուծված, լուծված և գազային ացետիլենը. կեղտերի թույլատրելի պարունակությունը (ծավալային մասնաբաժիններով) համապատասխանաբար հավասար է.

• օդը և ջրի մեջ վատ լուծվող այլ գազեր - ոչ ավելի, քան 0,9, 1,0, 1,5;
• ջրածնի ֆոսֆիդ - 0,01; 0,04; 0,08;
• ջրածնի սուլֆիդ - 0,005; 0,05; 0,15;
• ջրի գոլորշի 20°C և 760 մմ Hg ջերմաստիճանում: Արվեստ. - 0,5; 0.6.

Տեխնիկական լուծարված ացետիլենը տեղափոխվում է պողպատե բալոններով: Բալոններում թույլատրելի առավելագույն ճնշումը չպետք է գերազանցի 13,4 կգ/սմ 2 –5°C ջերմաստիճանի և 760 մմ Hg ճնշման դեպքում: Արվեստ. իսկ 30 կգֆ/սմ 2 +40°C ջերմաստիճանի և 760 մմ Hg ճնշման դեպքում: Արվեստ. Նույն պարամետրերով մխոցում մնացորդային ճնշումը չպետք է լինի համապատասխանաբար 0,5 և 3,0 կգ/սմ 2-ից պակաս:

Մետաղների գազային բոցով մշակման համար, կալցիումի կարբիդից ստացված ացետիլենի հետ մեկտեղ, օգտագործվում է պիրոլիզի ացետիլենը, որը ստացվում է բնական գազից թթվածնի հետ մեթանի ջերմաօքսիդատիվ պիրոլիզի միջոցով։ Պիրոլիզի ացետիլենը նույնպես պահվում և տեղափոխվում է բալոններում՝ լուծված տեսքով: Պիրոլիզի ացետիլենի լցոնիչը և լուծիչը նույնն են, ինչ կալցիումի կարբիդ ացետիլենը:

Լուծված ացետիլեն օգտագործելիս, գազային ացետիլենի համեմատ, ապահովվում է կարբիդի օգտագործման ամենաբարձր գործակիցը, եռակցողի աշխատավայրի մաքրությունը, սարքավորումների կայուն շահագործումը և շահագործման անվտանգությունը: Ացետիլենի արտադրության հիմնական հումքը, որն օգտագործվում է մետաղների գազաբոցով մշակման համար, կալցիումի կարբիդն է։ Կալցիումի կարբիդը արտադրվում է էլեկտրական վառարաններում՝ կալցինացված կրաքարի արձագանքելով կոքսի կամ անտրացիտի հետ։ Հալած կալցիումի կարբիդը լցվում է կաղապարների մեջ, որտեղ այն ամրանում է. Այնուհետև այն մանրացնում են միանվագ ջարդիչներում և տեսակավորում ըստ կտորների չափերի՝ համաձայն ԳՕՍՏ 1460-ի: Ացետիլենը ստացվում է կալցիումի կարբիդի ջրով տարրալուծման (հիդրոլիզի) արդյունքում: ացետիլենի փաստացի «լիտր ծավալը» 1 կգ տեխնիկական կարբիդից 20°C և 760 մմ Hg: Արվեստ. չի գերազանցում 285 լ և կախված է կարբիդային հատիկավորումից: Քանի որ կարբիդի կտորների չափը մեծանում է, տեղաշարժը մեծանում է, բայց քայքայման արագությունը նվազում է, այսինքն՝ մեծանում է կարբիդի տարրալուծման տևողությունը (Աղյուսակ 1):

Ջրածնի ֆոսֆիդի պարունակությունը ացետիլենում 0,08%-ից ոչ ավելի է, ծծմբի ծծմբի պարունակությունը՝ 1,2%-ից ոչ ավելի: ԳՕՍՏ 1460-ը նաև սահմանում է այլ չափերի կալցիումի կարբիդի կտորների թույլատրելի քանակը նշված հատիկավորման խմբաքանակներում: Կարբիդի տարրալուծման ռեակցիայի մեծ ջերմային ազդեցությունը ստեղծում է խիստ գերտաքացման վտանգ։ Առանց ջերմության հեռացման, ստոյխիոմետրիկ քանակի կալցիումի կարբիդի և ջրի փոխազդեցության ժամանակ ռեակցիայի զանգվածը տաքացվում է մինչև 700 – 800°C: Անբավարար սառեցմամբ և հատկապես օդի առկայությամբ կարբիդի տարրալուծումը կարող է հանգեցնել պայթյունի, ուստի գործընթացը պետք է իրականացվի ջրի զգալի ավելցուկով։ 1 կգ կարբիդը քայքայելու համար պահանջվում է 5–20 լիտր ջուր։ Առանձնահատուկ ուշադրություն պետք է դարձնել կարբիդի մեջ կարբիդային փոշու առկայությանը: Փոշին գրեթե ակնթարթորեն քայքայվում է. ակնթարթային տաքացման պատճառով կարող է առաջանալ ացետիլենի պայթյուն: Հետևաբար, փոշու վերամշակումը սովորական գեներատորներում, որոնք հարմար չեն փոշու օգտագործման համար, չի թույլատրվում: Եթե ​​փոշու պարունակությունը զգալի է, կալցիումի կարբիդը մաղում են 2 մմ տրամագծով բջիջներով մաղով, նախքան գեներատորի մեջ բեռնելը: Կուտակված փոշին պետք է քայքայվի բաց երկնքի տակ՝ առնվազն 800-1000 լիտր տարողությամբ հատուկ տարայում՝ ուժեղ խառնելով՝ միաժամանակ թափելով ոչ ավելի, քան 250 գ կարբիդային փոշի։ Ջուրը պետք է փոխել փոշու քայքայվելուց հետո՝ մինչև 100 կգ:

Կալցիումի կարբիդը տեղափոխվում և պահվում է երկաթե թմբուկների մեջ՝ առնվազն 0,51 մմ պատի հաստությամբ և 50-130 կգ քաշով: Թմբուկների կողային մակերեսը ծալքավոր է ավելի մեծ կոշտության համար: Կալցիումի կարբիդը ինտենսիվորեն կլանում է խոնավությունը նույնիսկ օդից, ուստի, եթե բեռնարկղը վատ փակված է, ացետիլենը կարող է ուղղակիորեն թմբուկի մեջ առաջանալ: Թմբուկների խստությունը պետք է ուշադիր ստուգվի. Բաց մեքենաներով թմբուկներ տեղափոխելիս անհրաժեշտ է թմբուկները ծածկել բրեզենտով։ Եթե ​​թմբուկի վնասը հայտնաբերվի, ապա կարբիդը պետք է լցվի մեկ այլ կնքված տարայի մեջ:

Անշարժ գեներատորների սպասարկման ժամանակ թմբուկներից կարբիդը լցվում է հատուկ ընդունիչ-հենարանների մեջ: Կայանում թմբուկների բացումը սովորաբար մեքենայացված է։ Այդ նպատակների համար օգտագործվում են մեքենաներ, որոնցում վերին ծածկը կտրված է հատուկ կտրող գլանով կամ սեպ դանակներով: Դանակներն ու գլանակը պատրաստված են չկայծող նյութից։ Բացի այդ, կտրման վայրին մատակարարվում է նավթ կամ ազոտ:

20 մ 3/ժ-ից ավելի հզորությամբ ստացիոնար գեներատորների համար կալցիումի կարբիդի տեղափոխումը թմբուկներով տնտեսապես հիմնավորված չէ, քանի որ թմբուկների փաթեթավորումը զգալի ժամանակ է պահանջում. կուտակվում են մեծ քանակությամբ դատարկ տարաներ, որոնք հնարավոր չէ նորից օգտագործել. Կարբիդի կորուստը թմբուկների գլորման ժամանակ դրա ջախջախման և փոշուց հետագա մաքրման պատճառով զգալի է: Հետևաբար, ստացիոնար կայանքների համար կարբիդի տեղափոխման և պահպանման բեռնարկղային մեթոդը կարելի է համարել ամենահեռանկարայինը: Ալյումինի, արույրի, կապարի և պողպատի հալման կետից ցածր հալման ջերմաստիճան ունեցող մետաղների բոցով մշակելիս խորհուրդ է տրվում օգտագործել ոչ թե ացետիլենը որպես այրվող գազ, այլ ացետիլենի փոխարինիչներ կամ հեղուկ այրվող գազեր: Այրվող գազերի հիմնական ֆիզիկական և ջերմային հատկությունները տրված են աղյուսակում: 2.

Աղյուսակ 1. Կալցիումի կարբիդի ֆիզիկաքիմիական պարամետրերը

Աղյուսակ 2. Այրվող գազերի հիմնական ֆիզիկական և ջերմային հատկությունները

Դյուրավառ գազի անվանումը և քիմիական բանաձևը

Ավելի ցածր ջերմային արժեք 20°C և 760 մմ Hg: փող., կկալ/մ

Թթվածնի հետ խառնուրդի կրակի ջերմաստիճանը, °C

Ացետիլենի փոխարինման տոկոսադրույքը

Խտությունը 20°C-ում և 760 մմ Hg: Արտ., կգ/մ 3

Կրիտիկական ճնշում, կգ/սմ 2

Ջերմաստիճանը, °C

Պայթյունի սահմանները, խառնուրդում վառելիքի պարունակության տոկոսը

Խառնուրդի մեջ թթվածնի և այլ վառելիքի օպտիմալ հարաբերակցությունը

Օդի հետ բոցի տարածման հարաբերական արագությունը

քննադատական ​​* 1

հալվելը

օդով

թթվածնի հետ

Ացետիլեն C 2 H 2

Ջրածին H 2

Մեթան CH 4

Էթան C 2 H 6

Պրոպան C 3 H 8

Բութան C 4 H 10

Պրոպան-բութան

Էթիլեն C 2 H 4

Ածխածնի երկօքսիդ CO

Թերթաքարային գազ * 2

Կոքս վառարանի գազ * 2

Բնական գազ * 2 (մեթան 98%)

Նավթ (հարակից) գազ

Քաղաքային գազ * 2

Պիրոլիզ գազ

MAPP կամ MAF

Բենզինի գոլորշիներ (~ С 7 Н 15)

10 հազար կկալ/կգ

0,7-0,74 կգ/լ

Կերոսինի գոլորշի (~ С 7 Н 14)

10 հազար կկալ/կգ

0,79-0,82 կգ/լ

*1 Կրիտիկական ջերմաստիճանն այն ջերմաստիճանն է, որից բարձր գազը ոչ մի ճնշման դեպքում չի վերածվում հեղուկ վիճակի:

*2 Դյուրավառ գազային խառնուրդների համար տրված տվյալները վերաբերում են այդ գազերի միջին բաղադրությանը:

Խտության, բոցի ջերմաստիճանի և այրման ջերմության փոփոխությունների լայն շրջանակը բացատրվում է այդ գազերի փոփոխվող քիմիական կազմով՝ կախված հանքավայրից կամ արտադրության վայրից։

Մեթիլացետիլեն պրոպադիեն MAPP(Լայնորեն օգտագործվում է ԱՄՆ-ում) - դյուրավառ գազերի խառնուրդ; Նրա ֆիզիկական հատկությունները մոտ են պրոպանին։ MAPP-ի պայթյունավտանգ սահմանները օդի հետ խառնուրդում կազմում են 3,4 - 10,8%, թթվածնի հետ խառնուրդում 2,5 - 60%: Մեթիլացետիլենի և պրոպադիենի խառնուրդները թերմոդինամիկորեն անկայուն են, ուստի MAPP կազմին ավելացվում է կայունացուցիչ: Մեթիլացետիլենի տարրալուծումը, որը նման է ացետիլենին, տեղի է ունենում ջերմության մեծ արտանետմամբ: MAPP-ի բոցի ջերմաստիճանը (2900°C) մոտ է ացետիլենի ջերմաստիճանին: MAPP-ն օգտագործվում է թթվածնի կտրման և եռակցման և գազի բոցի այլ գործընթացների համար:

MAF վառելիք- մեթիլացետիլենային պրոպադիեն ֆրակցիան օլիֆինի արտադրության թափոն է, ինչպես նաև էթիլենի և մոնովինիլացետիլենի արտադրության թափոն: Այս մասնաբաժինը պարունակում է 48-75% մեթիլացետիլենի և պրոպադիենի խառնուրդ և կայունացուցիչներ՝ 3% պրոպիլեն, 15% պրոպան, 7% այլ ածխաջրածիններ: Պայթյունի սահմանաչափերը MAF-ի համար նույնն են, ինչ MAPP-ի համար: MAF-ն անզգա է ցնցումների նկատմամբ: MAF բալոնները չեն պայթում, երբ գտնվում են այրվող բալոնի կողքին: Խառնուրդն իներտ է մինչև 215°C ջերմաստիճանի և մինչև 20 կգֆ/սմ 2 ճնշման դեպքում: Պղնձի հետ շփվելիս առաջանում են պայթուցիկ միացություններ՝ պղնձի ացետիլենիդներ։ MAF բոցի տարածման արագությունը 470 սմ/վ է: Հեղուկ գազերի համար բալոնների հզորությունը 40 կամ 55 դմ 3 է; պատի հաստությունը 3 մմ: Հեղուկ գազերի համար բալոններում առավելագույն աշխատանքային ճնշումը (կգֆ/սմ2) տարբեր է՝ պրոպանի համար՝ ոչ ավելի, քան 16, պրոպիլենի համար՝ 20, բութանի և բուտիլենի համար՝ 3.8։ Հեղուկ գազերով բալոնների լցման գործակիցը (կգ/մ 3-ով) համապատասխանաբար հավասար կլինի՝ 425 պրոպանի, 445 պրոպիլենի, 448 բութանի և 526 բութիլենի համար։ Լցման գործակիցը ցույց է տալիս գազի զանգվածը կգ-ով բալոնային հզորության 1 մ 3-ի դիմաց և չպետք է գերազանցի յուրաքանչյուր գազի համար սահմանված արժեքները: