W celu uzyskania acetylenu z metanu konieczne jest przeprowadzenie reakcji odwodornienia. Zanim przejdziemy do jego rozważań, przeanalizujmy niektóre cechy węglowodoru.
Charakterystyka acetylenu
Jest to substancja gazowa, która jest pierwszym przedstawicielem klasy nienasyconych węglowodorów (alkinów). Jest lżejszy od powietrza i słabo rozpuszczalny w wodzie. Wzór cząsteczkowy C2H2, wspólny dla całej klasy SpN2n-2. Acetylen jest uważany za aktywną substancję chemiczną i wysoce wybuchową. Aby uniknąć sytuacji awaryjnych, przechowuje się go w szczelnych stalowych pojemnikach z dodanym węglem drzewnym.
Produkcja z alkanów
Acetylen otrzymano z rozkładu metanu. Ta reakcja chemiczna jest przeprowadzana przy użyciu katalizatora i zachodzi w podwyższonej temperaturze. Materiałem wyjściowym jest pierwszy przedstawiciel klasy parafin. Odwodornienie wytwarza wodór oprócz acetylenu.
Odpowiadając na pytanie, jak uzyskać acetylen z metanu, równanie reakcji można przedstawić jako:
2CH4=C2H2+3H2
Metoda karbidowa
Możliwe jest otrzymanie acetylenu z metanu lub jakomateriał wyjściowy do pobierania węglika wapnia. Proces przebiega w normalnych warunkach. Gdy węglik wapnia wchodzi w interakcję z wodą, powstaje nie tylko acetylen, ale także wodorotlenek wapnia (wapno gaszone). Oznakami procesu chemicznego będą wydzielanie się gazu (syczenie), a także zmiana koloru roztworu po dodaniu fenoloftaleiny do koloru malinowego.
Gdy jako materiał wyjściowy stosuje się węglik techniczny zawierający różne zanieczyszczenia, podczas interakcji obserwuje się nieprzyjemny zapach. Tłumaczy się to obecnością w produktach reakcji takich toksycznych substancji gazowych jak fosfina, siarkowodór.
Pękanie produktów naftowych
Obecnie możliwe jest uzyskanie acetylenu nie tylko z metanu. Główną przemysłową metodą produkcji tego przedstawiciela alkinów jest kraking (rozszczepianie) węglowodorów. Jeśli acetylen pozyskuje się z metanu, koszty energii będą minimalne. Oprócz niedrogich i dostępnych surowców technologia ta przyciąga producentów surowców węglowodorowych prostotą wyposażenia technologicznego wykorzystywanego w procesie odwodornienia metanu.
Istnieją dwie opcje takiego procesu chemicznego. Pierwsza metoda polega na przepuszczaniu metanu przez elektrody rozgrzane do 1600 stopni Celsjusza. Technologia obejmuje gwałtowne schłodzenie powstałego produktu. Druga możliwość odwodornienia metanu w celu wytworzenia acetylenu polega na wykorzystaniu energii, która powstaje podczas częściowego spalania tego alkinu.
Cylindry zawierające acetylen nie mogą być wyposażone w zawory z brązu, ponieważ brąz zawiera miedź. Oddziaływaniu tego metalu z acetylenem towarzyszy tworzenie wybuchowej soli.
Wniosek
Acetylen jest obecnie używany w różnych obszarach przemysłowych. Jest cennym surowcem do syntezy etanolu, tworzyw sztucznych, gumy i kwasu octowego. Ten przedstawiciel klasy alkinów jest poszukiwany podczas cięcia i spawania metali, jako jasne światło w poszczególnych lampach.
Na bazie acetylenu przeprowadzana jest synteza materiałów wybuchowych wykorzystywanych jako detonatory. W reakcji utleniania tego alkinu w tlenie atmosferycznym obserwuje się silny płomień. Metan ma nie mniejszą wartość w przemyśle chemicznym. Oprócz zastosowania jako materiał wyjściowy do produkcji acetylenu, jest on w dużych ilościach zużywany jako naturalny węglowodór w przemyśle paliwowym. Kiedy się pali, uwalniana jest znaczna ilość ciepła.
