Asetilen , kendine has bir kokusu olan renksiz, yanıcı bir gazdır. Asetilen sıvılaştırıldığında, sıkıştırıldığında, ısıtıldığında veya hava ile karıştırıldığında, çok patlayıcı olur. Sonuç olarak, üretim ve kullanım sırasında özel önlemler alınması gerekir. Asetilen’in en yaygın kullanımı , poliüretan ve polyester plastiklerin hazırlanmasında yaygın olarak kullanılan 1,4-bütandiol dahil çeşitli organik kimyasalların üretimi için bir hammaddedir . En yaygın ikinci kullanım oksi-asetilen kaynağında yakıt bileşenidirve metal kesme. Bazı ticari olarak yararlı asetilen bileşikleri, bazı kuru pillerde kullanılan asetilen siyahını ve vitaminlerin sentezinde kullanılan asetilenik alkolleri içerir.

Asetilen, 1836’da Edmund Davy’nin potasyum karbürle deney yaptığı sırada keşfedildi . Kimyasal reaksiyonlarından biri, şimdi asetilen olarak bilinen yanıcı bir gaz üretti. 1859’da Marcel Morren, hidrojen atmosferinde elektrik arkını vurmak için karbon elektrotları kullandığında başarıyla asetilen üretti. Elektrik arkı karbon atomlarını elektrotlardan uzaklaştırır ve asetilen molekülleri oluşturmak için bunları hidrojen atomlarıyla birleştirir. Bu gaza kömürleşmiş hidrojen dedi.

Asetilen Nedir uretimi ozellikleri Yapisi ve Nasil Yapilir Bilgi

1800’lerin sonunda, kalsiyum karbürün suyla reaksiyona sokulmasıyla asetilen yapımı için bir yöntem geliştirilmiştir. Bu, parlak bir beyaz ışık üretmek için havada yanabilen kontrollü bir asetilen akışı oluşturdu. Karbür fenerler madenciler tarafından, karbür lambalar ise elektrik ışıklarının genel olarak bulunmasından önce sokak aydınlatması için kullanılmıştır. 1897’de Georges Claude ve A. Hess, asetilen gazının aseton içinde çözülerek güvenle depolanabileceğini belirtti. Nils Dalen bu yeni yöntemi 1905’te uzun yanan, otomatik deniz ve demiryolu sinyal lambaları geliştirmek için kullandı. 1906’da Dalen, kaynak ve metal kesimi için bir asetilen meşalesi geliştirmeye devam etti.

1920’lerde, Alman BASF firması asetilen üretimi için doğal gaz ve petrol esaslı hidrokarbonlardan bir işlem geliştirdi. İlk fabrika 1940’ta Almanya’da faaliyete geçti. Teknoloji 1950’lerin başında Amerika Birleşik Devletleri’ne geldi ve hızlı bir şekilde asetilen üretiminin birincil yöntemi haline geldi.

Asetilene olan talep, onu yararlı plastik ve kimyasallara dönüştürmek için yeni yöntemler geliştirildikçe artmıştır. Amerika Birleşik Devletleri’nde, talep 1965 ve 1970 arasında bir zaman sonra zirveye ulaştı, daha sonra yeni, düşük maliyetli alternatif dönüşüm materyalleri keşfedilirken hızla düştü. 1980’lerin başından beri, asetilene olan talep, yılda yaklaşık% 2-4 oranında yavaşça artmıştır.

1991’de, ABD’de asetilen üreten sekiz bitki vardı. Birlikte, yılda toplam 352 milyon lb (160 milyon kg) asetilen ürettiler. Bu üretimin% 66’sı doğal gazdan,% 15’i petrol işlenmesinden elde edildi. Bu iki kaynaktan elde edilen asetilenlerin çoğu, diğer organik kimyasalları yapmak için üretildiği alan üzerinde veya yakınında kullanılmıştır. Kalan% 19’u kalsiyum karbürden geldi. Bu kaynaktan elde edilen asetilenlerin bir kısmı organik kimyasallar yapmak için kullanılmış, geri kalanı bölgesel sanayi gazı üreticileri tarafından yerel kaynak ve metal kesme müşterileri için basınçlı silindirleri doldurmak için kullanılmıştır.

Batı Avrupa’da, doğal gaz ve petrol 1991’deki asetilen kaynakları, kalsiyum karbür ise Doğu Avrupa ve Japonya’daki başlıca kaynak olmuştur.

İşlenmemiş içerikler

Asetilen, iki karbon atomu ve iki hidrojen atomundan oluşan bir hidrokarbondur . Kimyasal sembolü C 2 H 2 . Ticari amaçlar için asetilen, kullanılan işleme bağlı olarak birkaç farklı ham maddeden yapılabilir.

En basit işlem, asetilen gazı ve hidratlanmış kireç olarak adlandırılan bir kalsiyum karbonat bulamacını üretmek için kalsiyum karbürü suyla reaksiyona sokar. Kimyasal reaksiyon, CAC olarak yazılabilir 2 + 2 H 2 C → O 2 H 2 + Ca (OH) 2 .

Diğer işlemlerde, çoğunlukla metan olan doğal gaz veya ham yağ, nafta veya bunker C yağı gibi petrol bazlı bir hidrokarbon kullanılır. Kömür de kullanılabilir. Bu işlemler, ham maddeleri hidrojen, karbon monoksit, karbon dioksit, asetilen ve diğerleri dahil olmak üzere çok çeşitli gazlara dönüştürmek için yüksek sıcaklık kullanır. Asetilen ve hidrojene metanole dönüştürülmesi için bir kimyasal reaksiyon CH2CH yazılabilir 4 → Cı 2 H 2 + 3 H 2 . Diğer gazlar oksijenle yanma ürünleridir. Asetileni ayırmak için, su, susuz amonyak, soğutulmuş metanol veya aseton gibi bir çözücü içinde veya işleme bağlı olarak diğer birkaç çözücü içinde çözülür.

Üretim Süreci

Asetilen yapmak için kullanılan iki temel dönüşüm işlemi vardır. Birincisi normal sıcaklıklarda meydana gelen kimyasal bir reaksiyon sürecidir. Diğeri ise aşırı yüksek sıcaklıklarda meydana gelen termal bir çatlama işlemidir.

İki temel işlemin her biri tarafından çeşitli hammaddeleri asetilene dönüştürmek için kullanılan işlemlerin tipik dizileri aşağıdadır.

Kimyasal reaksiyon süreci

Asetilen, kalsiyum karbid ve su arasındaki kimyasal reaksiyonla üretilebilir. Bu reaksiyon, asetilen gazının patlamasını önlemek için çıkarılması gereken önemli miktarda ısı üretir. Bu işlemin suya kalsiyum karbürün ilave edildiği veya kalsiyum karbürün içine su eklendiği çeşitli varyasyonları vardır. Bu varyasyonların her ikisine de ıslak işlemler adı verilir, çünkü reaksiyonun ısısını almak için fazla miktarda su kullanılır. Kuru bir işlem adı verilen üçüncü bir varyasyon, yalnızca sınırlı miktarda su kullanır ve bu da ısıyı emdiğinde buharlaşır . İlk varyasyon en sık ABD’de kullanılır ve aşağıda açıklanmıştır.

Çoğu yüksek kapasiteli asetilen jeneratörü, kalsiyum karbür granüllerini, suyla belirli bir seviyeye kadar doldurulmuş reaksiyon odasına beslemek için dönen bir vidalı konveyör kullanır. Granüller, tam bir reaksiyon sağlamak için doğru miktarda maruz kalan yüzey miktarını sağlayan, yaklaşık 0.28 inç x 0.25 inç (2 mm x 6 mm) ölçmektedir. Besleme hızı, istenen gaz akış hızı ile belirlenir ve odanın içindeki bir basınç şalteri ile kontrol edilir. Bir seferde çok fazla gaz üretiliyorsa, basınç şalteri açılır ve ilerleme hızını azaltır.

Tam bir reaksiyonun sağlanması için, kalsiyum karbür granül ve su çözeltisi, reaksiyon bölmesi içinde dönen bir takım kürekler tarafından sürekli olarak çalkalanır. Bu aynı zamanda, herhangi bir granülün aşırı ısınabileceği ve asetileni ateşleyebileceği yüzeyde yüzmelerini önler.

Asetilen gazı yüzeye kabarcıklar ve düşük basınç altında çekilir. Reaksiyon odasından çıktığında, gaz bir su spreyi tarafından soğutulur. Bu su spreyi ayrıca reaksiyonu yeni kalsiyum karbid eklendikçe devam etmesini sağlamak için reaksiyon odasına da su ekler. Gaz soğutulduktan sonra, odanın akış aşağısındaki ekipmandan yanlışlıkla tutuşmayı önleyen bir flaş tutucudan geçer.

Kalsiyum karbid su ile reaksiyona girdiğinde, odanın dibine batmakta olan bir kalsiyum karbonat bulamacı oluşturur. Oluşan bulamacın giderilmesi için periyodik olarak reaksiyon durdurulmalıdır.  Asetilen, kalsiyum karbid ve su arasındaki kimyasal reaksiyonla üretilebilir.  Bu reaksiyon, asetilen gazının patlamasını önlemek için çıkarılması gereken önemli miktarda ısı üretir.

Asetilen, kalsiyum karbid ve su arasındaki kimyasal reaksiyonla üretilebilir. Bu reaksiyon, asetilen gazının patlamasını önlemek için çıkarılması gereken önemli miktarda ısı üretir.

bulamaç odadan boşaltılır ve kalsiyum karbonatın çökeldiği ve suyun çekildiği bir tutma havuzuna pompalanır. Kalınlaşmış kalsiyum karbonat daha sonra kurutulur ve yol yapımında endüstriyel atık su arıtma maddesi, asit nötrleştirici veya toprak düzenleyici olarak kullanılmak üzere satılır .

Termal çatlama işlemi

Asetilen Nedir uretimi ozellikleri Yapisi ve Nasil Yapilir Bilgi

Asetilen ayrıca, çeşitli hidrokarbonların sıcaklığının, termal bir kırma işlemi olarak bilinen bir durumda atomik bağlarının kırıldığı veya çatladığı bir noktaya yükseltilmesiyle de üretilebilir. Hidrokarbon atomları parçalandıktan sonra, orijinal hammaddelerden farklı malzemeler oluşturmak üzere yeniden bir araya getirilebilirler. Bu işlem, petrol veya doğal gazı çeşitli kimyasallara dönüştürmek için yaygın olarak kullanılır.

Kullanılan hammaddelere ve sıcaklığı arttırma yöntemine bağlı olarak bu işlemin birkaç çeşidi vardır. Bazı çatlama işlemleri, hammaddeleri ısıtmak için bir elektrik arkı kullanırken, diğerleri bir alev sağlamak için hidrokarbonların bir kısmını yakan bir yanma odası kullanır. Bazı asetilen, etilen yapmak için kullanılan buharla parçalama işleminin bir kopyası olarak üretilir . Amerika Birleşik Devletleri’nde, en yaygın işlem, aşağıda açıklandığı gibi doğal gazı ısıtmak ve yakmak için bir yanma odası kullanır.

Çoğunlukla metan olan doğal gaz, yaklaşık 1.200 ° F’ye (650 ° C) kadar ısıtılır. Gazın ön ısıtılması, brülöre ulaştığında ve yanma için daha az oksijen gerektirdiğinde kendiliğinden tutuşmasına neden olur.

Isıtılmış gaz, oksijenin enjekte edildiği ve sıcak gazla karıştırıldığı venturi adı verilen dar bir borudan geçer.

Sıcak gaz ve oksijen karışımı, hızını istenen hıza düşüren bir difüzörden geçer. Bu kritik. Hız çok yüksekse, gelen gaz brülördeki alevi üfler. Hız çok düşükse, alev geri dönebilir ve brülöre ulaşmadan önce gazı ateşleyebilir.

Gaz karışımı, 100’den fazla dar kanal içeren brülör bloğuna akar. Gaz her kanala akarken, kendiliğinden tutuşur ve gaz sıcaklığını yaklaşık 2.730 ° F’ye (1.500 ° C) yükselten bir alev üretir. Yakmayı dengelemek için brülöre az miktarda oksijen eklenir.

Yanan gaz, yüksek sıcaklığın metanın yaklaşık üçte birinin asetilene dönüşmesine neden olurken, yüksek sıcaklığın metanın geri kalanının yandığı reaksiyon alanına akar. Tüm yanma işlemi sadece birkaç milisaniye alır.

Alevlenen gaz, asetilen dönüşümünün en büyük olduğu noktada hızla su spreyleri ile söndürülür. Soğutulan gaz daha az miktarda büyük miktarda karbon monoksit ve hidrojen içerir  Asetilen ayrıca, çeşitli hidrokarbonların sıcaklığının, termal bir kırma işlemi olarak bilinen bir durumda atomik bağlarının kırıldığı veya çatladığı bir noktaya yükseltilmesiyle de üretilebilir.

Asetilen ayrıca, çeşitli hidrokarbonların sıcaklığının, termal bir kırma işlemi olarak bilinen bir durumda atomik bağlarının kırıldığı veya çatladığı bir noktaya yükseltilmesiyle de üretilebilir.

karbon kurumları artı karbondioksit, asetilen, metan ve diğer gazları tutar.

Gaz, karbon kurumunun çoğunu gideren bir su temizleyiciden geçer. Ardından gaz, asetileni emen, ancak diğer gazları değil, N-metilpirrolidinon olarak bilinen bir çözücü ile püskürtüldüğü ikinci bir temizleyiciden geçer.

Çözücü, asetilenin çözücüden kaynatıldığı ve kulenin tepesinde bir gaz olarak çekildiği ve çözücü alttan çekildiği bir ayırma kulesine pompalanır.

Depolama ve Taşıma

Asetilen Nedir uretimi ozellikleri Yapisi ve Nasil Yapilir Bilgi

Asetilen oldukça patlayıcı olduğundan, büyük dikkatle depolanmalı ve kullanılmalıdır. Boru hatlarından taşındığında, basınç çok düşük tutulur ve boru hattının uzunluğu çok kısadır. Çoğu kimyasal üretim işleminde, asetilen, yalnızca bitişik bir tesise kadar veya kimyasal işleme sektöründe söyledikleri gibi “çitin üzerinden” taşınır.

Asetilen basınçlandırılmalı ve oksi-asetilen kaynağı ve metal kesme işlemlerinde kullanılmak üzere depolandığında, özel depolama silindirleri kullanılır. Silindirler, diyatomlu toprak gibi emici bir materyal ve az miktarda aseton ile doldurulur. Asetilen silindirlere, yaklaşık 300 psi (2,070 kPa) basınçta pompalanır, burada aseton içinde çözülür. Bir kez çözüldüğünde, patlayıcı özelliğini kaybederek taşımayı güvenli hale getirir. Silindir valfi açıldığında, basınç düşüşü asetilenlerin bir kısmının tekrar gaz halinde buharlaşmasına ve bağlantı hortumundan kaynak veya kesme torçuna akmasına neden olur.

Kalite kontrol

B sınıfı asetilen maksimum% 2 safsızlığa sahip olabilir ve genellikle oksiasetilen kaynağı ve metal kesimi için kullanılır. Kimyasal reaksiyon işlemi ile üretilen asetilen bu standarda uygundur. A sınıfı asetilen,% 0.5’den daha fazla safsızlığa sahip olmayabilir ve genellikle kimyasal üretim işlemleri için kullanılır. Termal kırma işlemi ile üretilen asetilen bu standardı karşılayabilir veya spesifik işleme ve ham maddelere bağlı olarak daha fazla saflaştırma gerektirebilir.

Gelecek

Asetilen kullanımının, yeni uygulamalar geliştirilirken gelecekte giderek artmaya devam etmesi beklenmektedir. Yeni bir uygulama, çeşitli polietilen plastiklerin yapımında kullanım için asetilenin etilene dönüştürülmesidir. Geçmişte, etilen yapımında kullanılan buharla parçalama işleminin bir parçası olarak az miktarda asetilen üretildi ve israf edildi. Phillips Petroleum tarafından geliştirilen yeni bir katalizör, bu asetilenin çoğunun, düşük bir toplam maliyetle artan verimler için etilene dönüştürülmesine izin verir.

Daha Fazla Bilgi Nerede?

Kitaplar

Brady, George S., Henry R. Clauser ve John A. Vaccari. Malzeme El Kitabı, 14. baskı. McGraw-Hill, 1997.

Kroschwitz, Jacqueline I. ve Mary Howe-Grant, ed. Kimyasal Teknoloji Ansiklopedisi, 4. baskı. John Wiley ve Sons, Inc., 1993.

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here