Norint gauti acetileną iš metano, būtina atlikti dehidrogenavimo reakciją. Prieš pradėdami svarstyti, išanalizuokime kai kurias angliavandenilio savybes.
Acetileno charakteristika
Tai dujinė medžiaga, kuri yra pirmasis nesočiųjų angliavandenilių (alkinų) klasės atstovas. Jis yra lengvesnis už orą ir blogai tirpus vandenyje. Molekulinė formulė C2H2, bendra visai klasei SpN2n-2. Acetilenas laikomas aktyvia chemine medžiaga ir labai sprogi. Siekiant išvengti avarinių situacijų, jis laikomas sandariuose plieniniuose induose, į kuriuos įpilama medžio anglies.
Gamyba iš alkanų
Acetilenas buvo gautas skaidant metaną. Ši cheminė reakcija vykdoma naudojant katalizatorių ir vyksta aukštesnėje temperatūroje. Pradinė medžiaga yra pirmasis parafinų klasės atstovas. Dehidrogenuojant, be acetileno, susidaro vandenilis.
Atsakant į klausimą, kaip iš metano gauti acetileno, reakcijos lygtis gali būti pavaizduota taip:
2CH4=C2H2+3H2
Karbido metodas
Acetileną galima gauti iš metano arba kaippradinė medžiaga kalcio karbidui vartoti. Procesas vyksta įprastomis sąlygomis. Kalcio karbidui sąveikaujant su vandeniu susidaro ne tik acetilenas, bet ir kalcio hidroksidas (gesintos kalkės). Cheminio proceso požymiai bus dujų išsiskyrimas (šnypštimas), taip pat tirpalo spalvos pokytis, kai fenolftaleinas tampa avietine spalva.
Kai kaip pradinė medžiaga naudojamas techninis karbidas, kuriame yra įvairių priemaišų, sąveikos metu atsiranda nemalonus kvapas. Tai paaiškinama tuo, kad reakcijos produktuose yra tokių toksiškų dujinių medžiagų kaip fosfinas, vandenilio sulfidas.
Naftos produktų krekingas
Šiuo metu acetileną galima gauti ne tik iš metano. Pagrindinis pramoninis šio alkinų atstovo gamybos būdas yra angliavandenilių krekingas (skaldymas). Jei acetilenas gaunamas iš metano, energijos sąnaudos bus minimalios. Be nebrangių ir prieinamų žaliavų, ši technologija angliavandenilių žaliavų gamintojus vilioja metano dehidrinimo procese naudojamos technologinės įrangos paprastumu.
Yra dvi tokio cheminio proceso galimybės. Pirmasis metodas pagrįstas metano praleidimu per elektrodus, įkaitintus iki 1600 laipsnių Celsijaus. Ši technologija apima aštrų gauto produkto aušinimą. Antrasis metano dehidrogenavimo variantas, norint gauti acetileną, apima energijos, kuri susidaro dalinio šio alkino degimo metu, naudojimą.
Cilindrai, kuriuose yra acetileno, negali būti su bronziniais vožtuvais, nes bronzoje yra vario. Dėl šio metalo sąveikos su acetilenu susidaro sprogi druska.
Išvada
Acetilenas šiuo metu naudojamas įvairiose pramonės srityse. Tai vertinga žaliava etanolio, plastikų, gumos, acto rūgšties sintezei. Šis alkinų klasės atstovas yra paklausus pjaustant ir suvirinant metalus, kaip ryški šviesa atskirose lempose.
Acetileno pagrindu atliekama sprogmenų, naudojamų kaip detonatoriai, sintezė. Šio alkino oksidacijos reakcijoje atmosferos deguonyje pastebima stipri liepsna. Ne mažesnė vertė metanas yra ir chemijos pramonėje. Be to, kad jis naudojamas kaip pradinė medžiaga acetileno gamybai, jis dideliais kiekiais sunaudojamas kaip natūralus angliavandenilis kuro pramonėje. Kai jis dega, išsiskiria daug šilumos.
