Ацетилен

Ацетилен, газообразный углеводород, С₂Н₂, за последние 10-15 лет получивший очень большое техническое значение. Он приготовляется из карбида кальция или углеродистого кальция, СаС₂, который впервые был получен Муассаном во Франции и Вильсоном в Америке путем сплавления смеси измельченных извести и кокса в электрических печах. Употребляемые для производства карбида печи должны быть построены из особо огнеупорного материала, не проводящего ток даже и при повышенной температуре, а внутренняя облицовка их чаще всего делается из угля, бауксита и магнезии. Так как образование карбида кальция есть реакция исключительно термическая и обусловливается исключительно высокой температурой электрических печей, то для производства карбида можно пользоваться как постоянным, так и переменным током. Карбидные печи строятся как прерывно, так и непрерывно работающие, и работающие как вольтовой дугой, так и с введенным в цепь накаливающимся сопротивлением. В среднем 1 килограмм карбида получается при затрате 4-6 киловатт-часов.

При обработке водой карбид разлагается с образованием А. и извести, и обыкновенно хорошие сорта карбида из одного килограмма дают до 300 литров А. Реагируя с водой, - карбид выделяет большое количество тепла, около 400 калорий на килограмм. Газ из продажного карбида всегда содержит большее или меньшее количество примесей: сернистого водорода, фосфористого водорода, аммиака, водорода, кремнистого водорода. В виду содержания указанных примесей сырой газ обыкновенно подвергается очистке, для чего его пропускают через известковое молоко и различные окислительные смеси, напр., смесь раствора белильной извести с известковым молоком.

Приборов, в которых производится разложение карбида водой, патентовано множество, но все они могут быть отнесены к трем типам: a., приборов, в которых карбид падает в воду; b., приборов, в которых вода вливается к карбиду, и c., приборов, называемых контактными, в которых вода и карбид периодически приходят в соприкосновение.

При обыкновенном давлении чистый А. представляет бесцветный газ, уд. веса (воздух = 1) 0,92. При +1° Ц. под давлением в 48 атмосфер он сгущается в сильно преломляющую жидкость, которая при 0° имеет уд. вес 0,451. Жидкий А. представляет довольно опасное вещество, взрывающееся иногда без всякой видимой причины. А. в обыкновенных горелках горит хотя и очень ярким, но сильно коптящим пламенем; в специально приспособленных для него горелках он обладает выдающеюся световою силою, в 15 раз превосходящею силу света каменноугольного газа. Теплотворная способность А. тоже очень велика; в среднем она не ниже 13.000 калорий на куб. метр, т. е в 2¹/₂ раза больше теплотворной способности каменноугольного газа, и при сжигании с воздухом (7,7% А.) температ. пламени доходит до 2400°, что делает А. в высшей степени пригодным для паяния и резания газом металлов - нового приема работы, который быстро входит в обыденную практику больших механических заводов. Особенностью конструкции ацетиленовых горелок является значительно меньшее газоприточное отверстие, чем при сжигании каменноуг. газа; с другой стороны, давление, под которым А. выходит из горелки, должно быть значительно больше - до 80 миллиметров водяного столба (при сжигании каменноугольн. газа 25-35 мм.). К числу наиболее употребительных ацетиленовых горелок принадлежат вилкообразные горелки Лебо, особенность конструкции которых состоит в том, что газ выделяется с двух противоположных сторон горелки из нескольких отверстий, причем пламя образуется в месте соприкосновения газового потока и таким образом не соприкасается с самою горелкой. Этим совершенно устраняется образование коксоподобных продуктов полимеризации, нередко засоряющих газоприточные отверстия горелки. Наряду с простыми горелками теперь имеются также и ауэровские (с накаливанием чулочка из окислов редких металлов) ацетиленовые горелки: Зильбермана, Якоби и Шимека, в которых почти на 50% сокращается расход А. В обыкновенных горелках расход А. на свечу-час не превышает 1 литра.

Стоимость приборов для получения А. и сжигания его в горелках силою света в 16 свечей сравнительно не велика: на 20 горелок около 250 рублей, на 100 горелок около 600 рублей и на 400 горелок около 1.500 рублей. Карбид в России готовится на двух заводах в Западном Крае и в Финляндии и стоит около 3 руб. пуд. Устройство газоносной ацетиленовой сети стоит значительно дешевле, чем устройство газоносной сети для каменноугольного газа одинаковой по интенсивности световой установки, так как трубопроводы, сифоны, часы, регуляторы и др. в виду меньшего расхода газа могут быть соответственно меньшего диаметра.

Во Франции и Германии А. представляет теперь довольно распространенный источник света. В Германии в 1908 г. имелось 110 ацетиленовых заводов, освещавших маленькие города и местечки с числом жителей от 400 до 7000. Как на пример такого рода установок можно указать на газовый завод в Гемау, в Оберпфальце, в Германии, построенный в 1907 г. Завод с газоносною сетью протяжением 5.500 метров стоил всего 45.000 марок; он обслуживал 110 домов и 42 уличных фонаря. Горелки употреблялись силою света в 20, 40 и 60 свечей; последние главным образом для уличного освещения. В специально приспособленных для сжигания А. газомоторах, он, благодаря значительной теплотворной способности, развивает значительный силовой эффект (при расходе 1 куб. метра дает 5 сил в час). Сжиганием А. в кислороде температура пламени повышается до 3500°Ц., и этот прием работы часто применяется для автогенной пайки и резки металлов. При 780° Ц. А. разлагается с взрывом, причем образуются: водород, болотный газ и сажа. Эта реакция в настоящее время используется технически на одном заводе около Фридрихсгафена на Боденском озере, для получения водорода, необходимого для наполнения цеппелиновских шаров; как побочный продукт получается сажа. Из чисто химических применений А. можно указать на получение четыреххлористого углерода и тетрахлор-этилена, находящих применение при маслоэкстракционном производстве, а также на попытки получения, исходя из ацетилена, винного спирта.

Литература. Garo, Ludwig und Vogel, "Handbuch. fur Acetylen" (1904); Lewes, Vivian, "Acetylene. A Handbook for Students and Manufacturers" (1900); Liebetans, F., "Handbuch der Kalziumkarbidfabrikation und Acetylenbeleuchtung" (1909).

А. Лидов.

Источники:

1. Энциклопедический словарь Русского библиографического института Гранат. Том 4/11-е стереотипное издание, до 33-го тома под редакцией проф. Ю. С. Гамбурова, проф. В. Я. Железнова, проф. М. М. Ковалевского, проф. С. А. Муромцева и проф. К. А. Тимирязева- Москва: Русский Библиографический Институт Гранат - 1924.