第一節(jié) 乙炔的簡(jiǎn)介
乙炔,分子式C2H2,俗稱風(fēng)煤和電石氣,是炔烴化合物系列中體積最小的一員,主要作工業(yè)用途,特別是燒焊金屬方面。乙炔在室溫下是一種無色、極易燃的氣體。純乙炔是無臭的,但工業(yè)用乙炔由于含有硫化氫、磷化氫等雜質(zhì),而有一股大蒜的氣味。(可研報(bào)告)
第二節(jié) 乙炔的制備方法
電石法
由電石(碳化鈣)與水作用制得。
實(shí)驗(yàn)室中常用電石跟水反應(yīng)制取乙炔。與水的反應(yīng)是相當(dāng)激烈的,可用分液漏斗控制加水量以調(diào)節(jié)出氣速度。也可以用飽和食鹽水。
原理:電石發(fā)生水解反應(yīng),生成乙炔。裝置:燒瓶和分液漏斗(不能使用啟普發(fā)生器)。燒瓶口要放棉花,以防止泡沫溢出。
試劑:電石(CaC₂)和水。
反應(yīng)方程式:CaC₂+2H-OH→Ca(OH)₂+CH≡CH↑
收集方法:排水集氣法 或向下排空氣集氣法(不常用)
尾氣處理:點(diǎn)燃
制備裝置與氫氣等氣體類同。
天然氣法
天然氣制乙炔法
預(yù)熱到600-650℃的原料天然氣和氧進(jìn)入多管式燒嘴板乙炔爐,在1500℃下,甲烷裂解制得8%左右的稀乙炔,再用N-甲基吡咯烷酮提濃制得99%的乙炔成品。
第三節(jié) 乙炔的應(yīng)用范圍
乙炔可用以照明、焊接及切斷金屬(氧炔焰),也是制造乙醛、醋酸、苯、合成橡膠、合成纖維等的基本原料。
乙炔燃燒時(shí)能產(chǎn)生高溫,氧炔焰的溫度可以達(dá)到3200℃左右,用于切割和焊接金屬。供給適量空氣,可以完全燃燒發(fā)出亮白光,在電燈未普及或沒有電力的地方可以用做照明光源。乙炔化學(xué)性質(zhì)活潑,能與許多試劑發(fā)生加成反應(yīng)。在20世紀(jì)60年代前,乙炔是有機(jī)合成的最重要原料,現(xiàn)仍為重要原料之一。如與氯化氫、氫氰酸、乙酸加成,均可生成生產(chǎn)高聚物的原料。
乙炔在不同條件下,能發(fā)生不同的聚合作用,分別生成乙烯基乙炔或二乙烯基乙炔,前者與氯化氫加成可以得到制氯丁橡膠的原料2-氯-1,3-丁二烯。乙炔在400~500℃高溫下,可以發(fā)生環(huán)狀三聚合生成苯;以氰化鎳Ni(CN)2為催化劑,在50℃和1.2~2MPa下,可以生成環(huán)辛四烯。
乙炔在高溫下分解為碳和氫,由此可制備乙炔炭黑。一定條件下乙炔聚合生成苯,甲苯,二甲苯,,萘,蒽,苯乙烯,茚等芳烴。通過取代反應(yīng)和加成反應(yīng),可生成一系列極有價(jià)值的產(chǎn)品。例如乙炔二聚生成乙烯基乙炔,進(jìn)而與氯化氫進(jìn)行加成反應(yīng)得到氯丁二烯;乙炔直接水合制取乙醛;乙炔與氯化氫進(jìn)行加成反應(yīng)而制取氯乙烯;乙炔與乙酸反應(yīng)制得乙酸乙烯;乙炔與氰化氫反應(yīng)制取丙烯腈;乙炔與氨反應(yīng)生成甲基吡啶和2-甲基-5-乙基吡啶;乙炔與甲苯反應(yīng)生成二甲苯基乙烯,進(jìn)一步催化劑裂化生成三種甲基苯乙烯的異構(gòu)體:乙炔與一分子甲醛縮合為丙炔醇,與二分子甲醛縮合為丁炔二醇;乙炔與丙酮進(jìn)行加成反應(yīng)可制取甲基炔醇,進(jìn)而反應(yīng)生成異戊二烯;乙炔和一氧化碳及其他化合物(如水,醇,硫醇)等反應(yīng)制取丙烯酸及其衍生物。
第四節(jié) 乙炔的儲(chǔ)存方法
操作
密閉操作,全面通風(fēng)。操作人員必須經(jīng)過專門培訓(xùn),嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。建議操作人員穿防靜電工作服。遠(yuǎn)離火種、熱源,工作場(chǎng)所嚴(yán)禁吸煙。使用防爆型的通風(fēng)系統(tǒng)和設(shè)備。防止氣體泄漏到工作場(chǎng)所空氣中。避免與氧化劑、酸類、鹵素接觸。在傳送過程中,鋼瓶和容器必須接地和跨接,防止產(chǎn)生靜電。搬運(yùn)時(shí)輕裝輕卸,防止鋼瓶及附件破損。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。
儲(chǔ)存
乙炔的包裝法通常是溶解在溶劑及多孔物中,裝入鋼瓶?jī)?nèi)。儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的庫(kù)房。遠(yuǎn)離火種、熱源。庫(kù)溫不宜超過30℃。應(yīng)與氧化劑、酸類、鹵素分開存放,切忌混儲(chǔ)。采用防爆型照明、通風(fēng)設(shè)施。禁止使用易產(chǎn)生火花的機(jī)械設(shè)備和工具。儲(chǔ)區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。
運(yùn)輸
采用鋼瓶運(yùn)輸時(shí)必須戴好鋼瓶上的安全帽。鋼瓶一般平放,并應(yīng)將瓶口朝同一方向,不可交叉;高度不得超過車輛的防護(hù)欄板,并用三角木墊卡牢,防止?jié)L動(dòng)。運(yùn)輸時(shí)運(yùn)輸車輛應(yīng)配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材。裝運(yùn)該物品的車輛排氣管必須配備阻火裝置,禁止使用易產(chǎn)生火花的機(jī)械設(shè)備和工具裝卸。嚴(yán)禁與氧化劑、酸類、鹵素等混裝、混運(yùn)。夏季應(yīng)早晚運(yùn)輸,防止日光曝曬。中途停留時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離火種、熱源。公路運(yùn)輸時(shí)要按規(guī)定路線行駛,勿在居民區(qū)和人口稠密區(qū)停留。鐵路運(yùn)輸時(shí)要禁止溜放。
廢棄處理
處置前應(yīng)參閱國(guó)家和地方有關(guān)法規(guī)。建議用焚燒法處置和填埋。
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