生產乙炔有什么方法?
實驗室k / 2019-05-08
烴分子中含有碳-碳三鍵(-C≡C-)的一類碳氫化合物,叫做炔烴。如乙炔(CH≡CH)、丙炔(CH3C≡CH)、丁炔-[1](CH3-CH2-C≡CH)等。“炔”就是表示分子中所含有的氫原子數與“烯”比較更為缺少之意。由于炔烴在組成上比相應的烯烴再少兩個氫原子,所以炔烴的通式為CnH2n-2。
乙炔是炔烴中最重要和最簡單的代表物。是制造許多有機化工產品最古老的起始原料。目前,雖然有些產品已改用廉價的乙烯、丙烯等來制造,但仍有不少產品如乙醛、氯乙烯以及維綸纖維的原料醋酸乙烯酯等,以乙炔為原料比通過用乙烯來制造具有方法和設備簡單、技術成熟等優(yōu)點。所以,乙炔還是一種非常寶貴的基本有機化工原料。
自然界中不存在乙炔,必須由人工來合成。目前工業(yè)上生產乙炔的方法按原料來源分有兩種:一種是以天然氣和石油為原料的烴類裂解法;另一種是以煤炭為原料的電石法。
1.烴類裂解法
前面講過,甲烷在高溫下裂解可制得乙炔:
2CH4 →(1500℃) CH≡CH+3H2↑
此法要求乙炔生成后,在0.001秒的時間內很快離開反應區(qū),并使其溫度急驟冷卻至300℃以下,否則在高溫下,乙炔容易分解,生成碳和氫氣,還可引起聚合反應,使乙快產量大大降低。
隨著石油化工的發(fā)展,近來還在試用原油、重油和輕汽油等高溫裂解來制取乙炔。我國天然氣和石油資源都極豐富,對發(fā)展烴類高溫裂解法來制取乙炔,具有良好的物質基礎,是一個很重要的發(fā)展方向。
2.電石法
此法分兩步:第一步由生石灰和焦炭在電爐3000℃的高溫下生產電石(碳化鈣,CaC2),第二步將電石加水分解生成乙炔:
CaO+3C →(電爐,3000℃) CaC2+CO
CaC2+2H2O → Ca(OH)2+CH≡CH
電石法生產乙炔的方法較古老,但技術比較成熟,容易掌握。缺點是耗電量大,每生產一噸乙炔,約用電石三噸,折合耗電量約1萬度,因此成本很高。如有大量廉價的電力供應,此法仍是可取的。
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