martes, 29 de octubre de 2013

Producción de Acetileno.

La producción de acetileno es a partir del carburo de calcio.

Acetileno: Es el alquino más sencillo. Es un gas, altamente inflamable, un poco más ligero que el aire e incoloro. Produce una llama de hasta 3 000°C, la mayor temperatura por combustión hasta ahora conocida.


El acetileno es un compuesto exotérmico. Esto significa que su descomposición en los elementos libera calor. Por esto su generación suele necesitar elevadas temperaturas en alguna de sus etapas o el aporte de energía química de alguna otra manera.

Los átomos de hidrógeno del acetileno pueden disociarse, por lo que tiene carácter levemente ácido. A partir del acetileno y una solución básica de un metal pueden formarse acetiluros. Algunos de estos acetiluros (especialmente los de cobre y de plata) son explosivos y pueden detonarse con activación mecánica. Cuando se disuelve en sustancia polar su estructura cambia a una molécula eléctricamente negativa lo que explica que los aviones puedan volar. 

OBTENCIÓN:

Se obtiene mediante la reacción del agua con el y Carburo de Calcio, la cual libera un gas volátil que es capaz de producir hasta 3000 ºC.

En petroquímica se obtiene el acetileno por enfriamiento rápido de una llama de gas natural o de fracciones volátiles del petróleo con aceites de elevado punto de ebullición. El gas formado en esta reacción a menudo tiene un olor característico a ajo debido a trazas de fosfina. Es utilizado directamente en plantas como producto de partida en síntesis de acetaldehído por hidratación, viniléteres por adición de alcoholes, etc., o vendido en bombonas disuelto en acetona. Así se baja la presión necesaria para el transporte ya que a altas presiones el acetileno es explosivo.

COMPOSICIÓN:

-7.74% de Hidrógeno
-92.96% de Carbono

PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS


  • Gas
  • Incoloro
  • Inodoro
  • Más ligero que el aire
  • Punto de Ebullición -57ºC
  • Punto de Fusión -81ºC
  • Presión de Vapor 4460 kPa a 20ºC
  • Densidad Relativa 0.907
  • Solubilidad en Agua 1.66 g/ 100 mL a 20ºC
  • Peso Molecular 26 uma


APLICACIONES:

El principal uso del acetileno se realiza en el corte y la soldadura de metales en combustión con el oxígeno.
Antiguamente el acetileno se utilizaba como fuente de iluminación. En la vida diaria el acetileno es conocido como gas utilizado en equipos de soldadura debido a las elevadas temperaturas (hasta 3.000 ºC) que alcanzan las mezclas de acetileno y oxígeno en su combustión.
El acetileno es además un producto de partida importante en la Industria Química. Hasta la Segunda Guerra Mundial una buena parte de los procesos de síntesis se basaron en el acetileno. Hoy en día pierde cada vez más en importancia debido a los elevados costos energéticos de su generación.



Carburo de Calcio 
El carburo de calcio es una sustancia sólida de color grisáceo que reacciona exotérmicamente con el agua para dar cal apagada (hidróxido de calcio) y acetileno. Son compuestos que se forman a partir de la unión entre el carbono y un elemento E (generalmente más electropositivo que el carbono).
PROPIEDADES.
El Carburo de Calcio industrial es un producto sólido, duro, compacto, de coloración variando de acuerdo con la pureza, de gris marrón hasta casi el negro-azulado.
Fragmentado, ofrece aspecto amorfo y cristalino. Químicamente es formado por un átomo de calcio y dos de carbono (CaC2) y es normalmente clasificado en bandas granulométricas estandarizadas, de acuerdo con el uso a que se destina. Las principales materias primas son la energía eléctrica, el calcáreo y fuentes de carbono, tales como el coque de petróleo y el carbón vegetal.
Como sustancia pura el carburo de calcio es un sólido incoloro que existe en dos variedades que son accesibles por calentamiento a 440 °C (modificación tetragonal) o temperaturas superiores (modificación cúbica).
APLICACIONES
  • Producción de Acetileno
  • Producción de cianamida de calcio
  • Corte y Soldadura de Metales: Por su elevada temperatura de llama, el acetileno producido a partir del Carburo de Calcio es ideal para obtener el mejor acabado.
  • Detector de Humedad del Suelo: Debido a su propiedad higroscópica.
  • Producción de Negro de Acetileno: Para la fabricación de baterías.
  • Producción de Negro de Acetileno: Para la fabricación de baterías.
  • Siderurgia y Fundición: Debido a su fuerte potencial de desulfuración, es usado para retirar el azufre del arrabio, acero, hierro fundido y ferroníquel. El Carburo de Calcio es también excelente agente desoxidante de escorias de acería, generando óptimos resultados en la metalurgia secundaria, tanto en la salida del acero para la cuchara, como en el horno cuchara. En los hornos cubilote sustituye parcialmente el coque metalúrgico, propiciando la obtención de hierros fundidos con menor contenido de azufre y operaciones con mayor aprovechamiento de aleaciones.


MÉTODO DE OBTENCIÓN DE PREPARACIÓN DE ACETILENO.
El acetileno se prepara industrialmente a partir de de dos rutas de síntesis que se describen de acuerdo a las siguientes reacciones:
CaC2 + 2 H2O-------------> H - C  C - H + Ca(OH)2
CH4 + O2----------------> 2 H- C  C- H + 2 CO + 10 H2
- La primera reacción es importante se ha logrado que a través de un compuesto inorgánico económico se haya obtenido un compuesto orgánico en condiciones de temperatura y presión normales. El Acetileno se obtiene por medio de la reacción de hidrólisis de carburo de calcio [CaC2]. Lo que sucede en esta reacción es que los dos carbonos que están enlazados con el calcio, se saturan con dos hidrógenos y ocurre una reacción de desplazamiento donde se crea un hidróxido en relación con el agua. Los carbonos rompen el enlace con el calcio y se unen entre sí creando un triple enlace (Acetileno (etino) [C2H2]) el calcio que queda con dos valencias libres se uno con los dos hidróxidos formándose un enlace sencillo.
- En la segunda reacción involucra la oxidación parcial controlada, a presión elevada del metano. Esta reacción actualmente tiene mayor importancia debido a que exploraciones que se han hecho en el campo petrolero se han hallado grandes yacimientos de gas natural que se consideran como la fuente principal para la síntesis del acetileno.

USOS DEL ACETILENO EN LA INDUSTRIA QUÍMICA



  • La aplicación industrial del acetileno se basa fundamentalmente en su transformación en monómeros para su posterior polimerización
  • Éste también se utiliza en especial en la fabricación del cloroetileno (cloruro de vinilo) para plásticos.
  • Es el hidrocarburo que proporciona el nombre a la serie de hidrocarburos acetilénicos (alquinos), de la que constituye su miembro más sencillo.
  • Disolventes como el tricloretileno, el tetracloretano, productos de base como viniléteres y vinilésteres y algunos carbociclos (síntesis según Reppe) se obtienen a partir del acetileno.
  • La producción de negro de humo en la industria del vidrio, aluminio y cobre.