La historia y las materias primas del acetileno

El acetileno es un gas incoloro y combustible con un olor característico. Cuando el acetileno es licuado, comprimido, calentado o mezclado con aire, se vuelve altamente explosivo. Como resultado, se requieren precauciones especiales durante su producción y manipulación.acetileno

El uso más común del acetileno es como materia prima para la producción de diversos productos químicos orgánicos, incluido el 1,4-butanodiol, que se utiliza ampliamente en la preparación de poliuretanos y plásticos de poliéster.

El segundo uso más común es como componente de combustible en la soldadura de oxiacetileno y el corte de metales. Algunos compuestos de acetileno comercialmente útiles incluyen el acetileno negro, que se utiliza en ciertas pilas secas, y los alcoholes acetilénicos, que se utilizan en la síntesis de vitaminas.

La historia del acetileno

El acetileno fue descubierto en 1836, cuando Edmund Davy estaba experimentando con carburo de potasio. Una de sus reacciones químicas produjo un gas inflamable, que ahora se conoce como acetileno. En 1859, Marcel Morren generó con éxito acetileno cuando utilizó electrodos de carbono para golpear un arco eléctrico en una atmósfera de hidrógeno. El arco eléctrico arrancó los átomos de carbono de los electrodos y los unió con átomos de hidrógeno para formar moléculas de acetileno. Llamó a este gas hidrógeno carbonizado.

A finales del siglo XIX, se había desarrollado un método para hacer acetileno reaccionando carburo de calcio con agua. Esto generaba un flujo controlado de acetileno que podía ser quemado en el aire para producir una luz blanca brillante. Las linternas de carburo fueron utilizadas por los mineros y las lámparas de carburo fueron utilizadas para la iluminación de las calles antes de la disponibilidad general de las luces eléctricas. En 1897, Georges Claude y A.La historia del acetileno

Hess señalaron que el gas acetileno podía almacenarse de forma segura disolviéndolo en acetona. Nils Dalen utilizó este nuevo método en 1905 para desarrollar luces de señalización marinas y ferroviarias automatizadas de combustión prolongada. En 1906, Dalen desarrolló un soplete de acetileno para soldadura y corte de metales.

En la década de 1920, la empresa alemana BASF desarrolló un proceso para la fabricación de acetileno a partir de gas natural e hidrocarburos derivados del petróleo. La primera planta entró en funcionamiento en Alemania en 1940. La tecnología llegó a los Estados Unidos a principios de la década de 1950 y rápidamente se convirtió en el método principal de producción de acetileno.

La demanda de acetileno aumentó a medida que se desarrollaban nuevos procesos para convertirlo en plásticos y productos químicos útiles. En los Estados Unidos, la demanda alcanzó su punto máximo entre 1965 y 1970, y luego cayó bruscamente a medida que se descubrieron nuevos materiales de conversión alternativos de menor costo. Desde principios de los años ochenta, la demanda de acetileno ha crecido lentamente a un ritmo de alrededor del 2-4% anual.

En 1991, había ocho plantas en los Estados Unidos que producían acetileno. Juntos produjeron un total de 160 millones de kg de acetileno al año. De esta producción, el 66% se derivó del gas natural y el 15% del procesamiento de petróleo. La mayor parte del acetileno de estas dos fuentes se usaba en o cerca del lugar donde se producía para fabricar otros productos químicos orgánicos.

El 19% restante provino del carburo de calcio. Parte del acetileno de esta fuente se utilizó para fabricar productos químicos orgánicos, y el resto fue utilizado por los productores regionales de gas industrial para llenar cilindros presurizados para clientes locales de soldadura y corte de metales.

En Europa Occidental, el gas natural y el petróleo fueron las principales fuentes de acetileno en 1991, mientras que el carburo de calcio fue la principal fuente en Europa Oriental y Japón.Materias primas del acetileno

Materias primas del acetileno

El acetileno es un hidrocarburo formado por dos átomos de carbono y dos átomos de hidrógeno. Su símbolo químico es C 2 H 2 . Para fines comerciales, el acetileno puede fabricarse a partir de varias materias primas diferentes dependiendo del proceso utilizado.

El proceso más sencillo consiste en reaccionar el carburo de calcio con agua para producir gas acetileno y una pasta de carbonato de calcio, llamada cal hidratada. La reacción química puede escribirse como CaC 2 + 2 H 2 O → C 2 H 2 + Ca(OH) 2 .

Otros procesos utilizan gas natural, que en su mayoría es metano, o un hidrocarburo a base de petróleo, como el petróleo crudo, la nafta o el petróleo del búnker C como materia prima. También se puede utilizar carbón. Estos procesos utilizan altas temperaturas para convertir las materias primas en una amplia variedad de gases, incluyendo hidrógeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono, acetileno y otros.

La reacción química para convertir el metano en acetileno e hidrógeno puede escribirse 2 CH 4 → C 2 H 2 + 3 H 2 . Los otros gases son los productos de la combustión con oxígeno. Para separar el acetileno, se disuelve en un disolvente como agua, amoniaco anhidro, metanol refrigerado, o acetona, o varios otros disolventes dependiendo del proceso.

Almacenamiento y manipulación del acetilenoAlmacenamiento y manipulación del acetileno

Debido a que el acetileno es altamente explosivo, debe ser almacenado y manipulado con mucho cuidado. Cuando se transporta a través de tuberías, la presión se mantiene muy baja y la longitud de la tubería es muy corta. En la mayoría de las operaciones de producción de productos químicos, el acetileno se transporta sólo hasta una planta adyacente, o «sobre la valla» como se dice en el negocio de procesamiento químico.

Cuando el acetileno debe presurizarse y almacenarse para su uso en operaciones de soldadura de oxiacetileno y corte de metales, se utilizan cilindros de almacenamiento especiales. Los cilindros se llenan con un material absorbente, como tierra de diatomeas, y una pequeña cantidad de acetona.

El acetileno se bombea a los cilindros a una presión de aproximadamente 2.070 kPa, donde se disuelve en la acetona. Una vez disuelto, pierde su capacidad explosiva, lo que lo hace seguro para su transporte. Cuando se abre la válvula del cilindro, la caída de presión hace que parte del acetileno se vaporice de nuevo en gas y fluya a través de la manguera de conexión hacia el soplete de soldadura o de corte.

Control de calidad del acetileno

El acetileno de grado B puede tener un máximo de 2% de impurezas y se utiliza generalmente para la soldadura de oxiacetileno y el corte de metales. El acetileno producido por el proceso de reacción química cumple esta norma. El acetileno de grado A no puede tener más de 0,5% de impurezas y se utiliza generalmente para procesos de producción química.

El acetileno producido por el proceso de craqueo térmico puede cumplir esta norma o puede requerir una mayor purificación, dependiendo del proceso específico y de las materias primas.

El Futuro del acetileno

Se espera que el uso de acetileno continúe aumentando gradualmente en el futuro a medida que se desarrollen nuevas aplicaciones. Una nueva aplicación es la conversión del acetileno en etileno para su uso en la fabricación de una variedad de plásticos de polietileno.

En el pasado, una pequeña cantidad de acetileno había sido generada y desperdiciada como parte del proceso de craqueo al vapor usado para hacer etileno. Un nuevo catalizador desarrollado por Phillips Petroleum permite que la mayor parte de este acetileno se convierta en etileno para aumentar los rendimientos a un coste global reducido.