Acetylen

...produkcja szkła była niegdyś bardzo czasochłonnym procesem, podczas którego stopione szkło wdmuchiwano do indywidualnych form. Aby zapobiec przyleganiu szkła do ścianek, robotnik musiał wcześniej pokryć ich wewnętrzne powierzchnie tłustą i lepką substancją. Spalając acetylen, a następnie zmniejszając dopływ tlenu, uzyskuje się osad sadzy węglowej o właściwościach smarnych, który może być nanoszony bezpośrednio na wewnętrzną powierzchnię formy do szkła. Proces ten, zwany kopceniem acetylenowym, jest nie tylko szybszy i łatwiejszy, ale również czystszy, bezpieczniejszy, a w czasie jego trwania wydziela się mniej oparów. W XIX wieku acetylen ? powstający w wyniku reakcji karbidu z wodą ? był powszechnie używany do wytwarzania płomienia w lampach karbidowych, które stosowano w reflektorach samochodowych i rowerowych. Jego niezwykłe właściwości reaktywne sprawiają, że idealnie nadaje się również do zastosowania w nowoczesnych procesach produkcji szklanych słoików i butelek. W większości przypadków acetylen jest produkowany w typowy sposób, w reakcji węgliku wapnia (karbidu) z wodą. Chociaż czysty acetylen jest bezwonny, to gaz techniczny otrzymywany w takiej reakcji ma przykrą woń pochodzącą od zanieczyszczeń związkami fosforu i siarki. Proces otrzymywania acetylenu na bazie karbidu należy do najbardziej energochłonnych i długo stanowił jedyną metodę techniczną otrzymywania acetylenu. Rozkład karbidu przeprowadza się generatorach acetylenu metodą mokrą (najczęściej sposobem karbid do wody w stosunku 1:10 w ilości stechiometrycznej) lub bezszlamową metodą suchą. W masowej produkcji acetylenu wykorzystuje się w większości instalacje pracujące metodą suchą. Stanowią je wysokie aparaty cylindryczne wyposażone w specjalne półki z otworami połączone z wolnoobrotowym wałem, na którym umieszczone są ramiona mieszadeł. Surowiec doprowadzany jest na najwyższą półkę przy jednoczesnym podawaniu wody w niedużym nadmiarze do ilości węglika wapnia. Medium, przepływając przez kolejne półki, wyzwala ciepło, które odprowadzane jest poprzez odparowanie nadmiaru wody (o temp. 50?60°C). Produktem ubocznym jest zanieczyszczona zawiesina mleka wapiennego, która po rozdzieleniu daje suchy proszek wodorotlenku wapniowego, jest on łatwy do magazynowania i transportu (możliwość jego zużytkowania w rolnictwie jako nawozu i w przemyśle budowlanym). Zanieczyszczenia pochodzące z karbidu technicznego pozostają w fazie wodnej. Acetylen opuszczający wytwornicę rozcieńcza się wodą i poddaje się oczyszczaniu z amoniaku, siarkowodoru, krzemowodoru, fosforowodorów, związków arsenu i innych w skruberach zawierających różne środki myjące. Ostatnim etapem jest osuszanie acetylenu polegające na odparowaniu wody. Podczas wytwarzania niektórych produktów szklanych potrzebna jest jednak wyższa jakość lub wysoka klasa tego gazu. W nowoczesnych procesach produkcji szkła najczęściej wymagany jest czysty acetylen, dostarczany wraz z odpowiednim rozpuszczalnikiem. Alternatywną metodą otrzymywania acetylenu jest częściowe utlenienie metanu w wysokiej temperaturze. W przemyśle do produkcji acetylenu wykorzystuje się surowce węglowodorowe ? gaz ziemny o wysokiej zawartości metanu lub alkany C2-C4 i frakcje benzynowe. Acetylen ma właściwości wybuchowe oraz skłonność do zapalenia się w mieszaninie z tlenem lub powietrzem. Należy przedsięwziąć specjalne środki ostrożności, a zwłaszcza zapobiec możliwości przenikania acetylenu do atmosfery i pomieszczeń produkcyjnych. Spalanie acetylenu w tlenie daje bardzo wysoką temperaturę (ponad 3000°C). Z tego powodu dużych ilości acetylenu używa się do spawania metali. Jako związek nienasycony acetylen łatwo ulega reakcjom addycji wodoru, chlorowców lub chlorowcowodorów oraz wody (reakcja Kuczerowa), prowadzącym do wysycenia potrójnego wiązania. Acetylen z metalami tworzy związki o charakterze jonowym ( Me-CC-Me/H ), zwane karbidami, węglikami lub acetylenkami. Poza tym acetylen jest substancją wyjściową do wielu syntez organicznych (m.in. kwasu octowego oraz związków nienasyconych znajdujących zastosowanie w produkcji tworzyw sztucznych i syntetycznego kauczuku). Acetylen jako związek nienasycony ulega oligomeryzacji i polimeryzacji. Największe znaczenie przemysłowe ma dimeryzacja acetylenu do winyloacetylenu, z którego po przyłączeniu cząsteczki chlorowodoru powstaje chloropren.