В промышленности ацетилен получают действием воды на карбид кальция в стационарных генераторах (Ф. Вёлер, 1862 г.), а также при дегидрировании двух молекул метана при температуре свыше 1400° Цельсия.
Ацетилен представляет собой бесцветный газ, запах которого напоминает запах чеснока. Он немного легче воздуха.
Ацетилен проявляет снотворное действие и при больших концентрациях вызывает удушье.
Ацетилен также содержит сульфит водорода, арсен и фосфин, а потому следует избегать вдыхания его в большой концентрации.
Ацетилен очень легко воспламеняется и горит. Уже при избыточном давлении 0,6 бар ацетилен может разлагаться на элементы – углерод и водород. Разложение может происходить взрывообразно.
Ацетилен широко применяется для газовой резки из-за высокого его энергосодержания.
Применение ацетилена для газопламенной обработки металлов испытывает сильную конкуренцию со стороны более доступных горючих газов (природный газ, пропан–бутан и т.д). Однако, преимущество ацетилена – в самой высокой температуре горения, которая достигает 3100°С. Именно поэтому газопламенная обработка ответственных узлов машиностроительных конструкций производится только с помощью ацетилена, который обеспечивает наивысшую производительность и качество процесса сварки. Ацетилен – единственный широко используемый в промышленности газ, относящийся к числу немногих соединений, горение и взрыв которых возможны в отсутствии кислорода или других окислителей.
Свойства
Ацетилен (С2Н2) представляет собой химическое соединение углерода и водорода. При нормальных условиях (20° С и атмосферном давлении) ацетилен является газом. В химически чистом виде ацетилен обладает слабым эфирным запахом. Технический ацетилен, благодаря наличию в нем примесей, в частности фосфористого водорода, имеет резкий специфический запах. Ацетилен легче воздуха. Технический ацетилен существует в двух видох: растворенный и газообразный. Газообразный ацетилен – бесцветный газ плотностью при 0 оС и 101,3 кПа (760 м рт. ст.) 1,173кг/м3. Молекулярная масса – 26,038.
Растворенный ацетилен представляет собой находящийся под давлением в баллоне раствор ацетилена в ацетоне, равномерно распределенный в пористой массе.
Ацетилен способен растворяться во многих жидкостях. Растворимость ацетилена в жидкостях зависят от температуры, чем ниже температура жидкости, тем больше она способна растворить в себе ацетилена. В практике производства растворенного ацетилена используют ацетон, который при температуре 15°С растворяет до 23 объемов ацетилена.
Технической ацетилен, полученный при разложении карбида кальция водой, может содержать примеси:
- фосфористый водород;
- сероводород и органические сернистые соединения;
- аммиак;
- кремнистый водород;
- воздух;
- мышьяковые соединения;
- метан, окись углерода;
- углекислоту и водные пары.
Содержание фосфористого водорода в ацетилене должно быть строго ограничено, так как в момент образования ацетилена в присутствии воздуха при высокой температуре может произойти самовоспламенение.
Области применения
Технический растворенный ацетилен марки «А» предназначается для питания осветительных установок; технический растворенный ацетилен марки «Б» и технический газообразный ацетилен предназначаются для использования в качестве горючего газа при газопламенной обработке металлов.
Хранение и перевозка
Техническим растворенным ацетиленом наполняют стальные баллоны для растворенного ацетилена с пористой массой (активным углем или литой пористой массой) и ацетоном. Баллоны окрашены в белый цвет и оснащены вентилями специальных типов, предназначенными для ацетиленовых баллонов. Растворенный ацетилен в баллонах ёмкостью 40 литров 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.
При хранении ацетилена и его применении необходимо заботиться о достаточной вентиляции и учесть правила классификации электрооборудования. Открытое пламя и курение категорически запрещены.
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. Температура воспламенения ацетилено-воздушных смесей 305-470°С, ацетилено-кислородных 297-306оС, температура самовоспламенения ацетилена 335°С;
- 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.