Ацетилен

Ацетилен С₂Н₂, (НСºСН) ненасыщенный ациклический углеводород, бесцветный, весьма горючий газ. Температура плавления –81,8 °C, кипения: –75,0 °C. Плотность 1,173 кг/м³ (при p = 101,3 кПа = 760 мм рт. ст. и t = 0 °C); мало растворим в воде, хорошо в ацетоне (при 15 °C 25 объёмов ацетилена – в 1 объёме ацетона). Плотность по отношению к воздуху 0,91.

Получают из природных газов и карбида кальция в стационарных генераторах. Растворенный ацетилен представляет собой находящийся под давлением в баллоне раствор ацетилена в ацетоне, равномерно распределенный в пористой массе.

Химически чистый ацетилен имеет слабый эфирный запах. Технический ацетилен обладает характерным сладковатым, резко выраженным чесночным запахом, который зависит от наличия в нем сероводорода, аммиака, фосфористого и кремнистого водорода. При давлении 46 кгс/см² и температуре 0 °C ацетилен сгущается в жидкость. В твердое состояние ацетилен переходит при нормальном атмосферном давлении и температуре –81 °C.

Назначение. Технический растворенный ацетилен марки «А» предназначается для питания осветительных установок; технический растворенный ацетилен марки «Б» и технический газообразный ацетилен предназначаются для использования в качестве горючего газа при газопламенной обработке металлов: газовой сверке и резке, поверхностной закалке, заварке дефектов отливок и др.

Сырье для синтеза многих химических продуктов (винилхлорид, акрилонитрил, ацетальдегид, винилацетат).

При сжигании ацетилен выделяется большое количество тепла (14000 ккал/м³). Вследствие неполного сгорания углерода ацетилен горит на воздухе белым, сильно коптящим пламенем. Яркое свечение пламени вызывается наличием в нем сильно раскаленных твердых частичек углерода. При сжигании в сварочной горелке в смеси с кислородом ацетилен горит ярко светящимся пламенем высокой температуры. Наивысшая температура пламени в наиболее горячей его части равна 3 200 °C. Для полного сгорания одного объема ацетилена требуется 2,5 объема кислорода. Температура самовоспламенения ацетилена 335 °С.

Ацетилен – наиболее взрывоопасный газ из всех углеводородных газов. Это свойство ацетилена представляет главную опасность при обращении с ацетиленовыми баллонами. Статистика показывает, что более 60 % взрывов происходит вследствие образования ацетилено-воздушной смеси, взрывающейся при огневом или тепловом импульсе (открытый огонь, раскаленная поверхность и др.). Интервал взрывоопасных концентраций смеси ацетилена с воздухом весьма широк. При атмосферном давлении нижний предел взрыва 2,2 %, а верхний – 82 %. Это значит, что если в помещении скопится ацетилена больше 2,2 % от объема воздуха этого помещения, то при наличии источника воспламенения такая смесь взорвется. Если же ацетилена в воздухе будет 82 % или больше, то и при наличии источника воспламенения эта смесь не взорвется, так как для взрыва газа не хватает кислорода, содержащегося в воздухе. Самый сильный взрыв происходит при содержании в воздухе 7 – 11 % ацетилена.

При воспламенении ацетилено-воздушных смесей наибольшее давление взрыва может достичь 600 кгс/см². Смесь ацетилена с техническим кислородом, содержащая от 2,8 до 93 % ацетилена, взрывается при тех же условиях, что и ацетилено-воздушная смесь. Химически чистый газообразный ацетилен (без смеси с воздухом или кислородом) взрывается при давлении 1,5–2 кгс/см² и температуре выше 450–500 °C.

При взаимодействии ацетилена, содержащего влагу и аммиак, с медью и серебром образуются соединения, которые взрываются при нагревании до 120–150 °C. Поэтому применение серебряных припоев для пайки ацетиленовой аппаратуры запрещено.

Ацетилен способен к полимеризации. Процесс полимеризации состоит в том, что при температуре выше 400 °C молекулы ацетилена соединяются и образуют более сложные вещества. Образование их происходит с выделением значительного количества тепла. В присутствии окислов металлов и других катализаторов (веществ, ускоряющих химическую реакцию) полимеризация ацетилена может начаться при
240–300 °C. Выделяющееся тепло способствует дальнейшей полимеризации, ускоряет этот процесс. При определенных условиях полимеризация ацетилена завершается взрывчатым распадом. Особое значение для распада ацетилена имеет давление. При повышении давления начавшийся в каком-либо месте распад ацетилена может распространиться на всю массу газа. Если температура ацетилена, находящегося под давлением выше 1,5 кгс/см², превышает 550 °C, то возможно взрывчатое разложение всей массы ацетилена.

Примеси, часто содержащиеся в техническом ацетилене – мышьяковистый и фосфористый водород – ядовиты. Наиболее токсичен фосфористый водород: предельно допустимая концентрация в воздухе равна 0,1 мг/м³, 1 класс опасности. Для ацетилена предельно допустимая концентрация содержания в воздухе не установлена.

Перевозка. Техническим растворенным ацетиленом наполняют стальные баллоны для растворенного ацетилена с пористой массой (активным углем или литой пористой массой) и ацетоном. Баллоны окрашены в белый цвет и оснащены вентилями специальных типов, предназначенными для ацетиленовых баллонов. Растворенный ацетилен в баллонах перевозят всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозки опасных грузов, действующими на данном виде транспорта.

Технические требования по ГОСТ
Ацетилен растворенный марки «Б» ГОСТ 5457-75 изм. № 1 – 2 Класс опасности 2.3	Объемная доля ацетилена не менее 99,1 % Воздух и др. мало раствор. в воде газы не более 0,8 % Фосфористый водород не более 0,02 % Сероводород не более 0,005 % Водяные пары не более 0,5 г/м3

Бутаны

Бутаны, насыщенные углеводороды общей формулы C₄H₁₀; газы без цвета и запаха. Известны два изомерных бутана: нормальный CH₃(CH₂)₂CH₃ и изобутан (СН₃)₂СНСН₅ с t _кип –0,5 и –11,7 °C соответственно; их смеси с воздухом, содержащие 1,5–8,5 % нормального бутана или 1,8–8,4 % изобутана, взрывоопасны.

Источники бутана – нефтяные газы, бутан-бутиленовая фракция газов нефтепереработки и природный газ. Значительные количества изобутана получают изомеризацией нормального бутана (в присутствии AlCl₃ и HCl при 90–105 °C и давлении
10–20 кгс/см²). В промышленности каталитическим дегидрированием из нормального бутана получают бутадиен, из изобутана – изобутилен. Алкилированием олефинами из изобутана синтезируют неогексан и изооктан – ценные добавки к моторному топливу. Кроме того, бутаны в смеси с пропаном и другими углеводородами используют как газообразное топливо. Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны 300 мг/м³. Класс опасности 4.