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—5 киловатт-часов.

При обработке водой карбид разлагается с образованием ацетилена и извести, и обыкновенно хорошие сорта карбида из одного килограмма дают до 300 литров ацетилена. 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. Ввиду содержания указанных примесей сырой газ обыкновенно подвергается очистке, для чего его пропускают через известковое молоко и различные окислительные смеси, например, 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: а) приборам, в которых карбид падает в воду; б) приборам, в которых вода вливается к карбиду, и с) приборам, называемых контактными, в которых вода и карбид периодически приходят в соприкосновение.

При обыкновенном давлении чистый ацетилен  представляет бесцветный газ, удельного веса (воздух = 1) 0,92. При + 1°С под давлением в 48 атмосфер он сгущается в сильно преломляющую жидкость, которая при 0° имеет удельный вес 0,451. Жидкий ацетилен  представляет довольно опасное вещество, взрывающеся иногда без всякой видимой причины. Ацетилен  в обыкновенных горелках горит хотя и очень ярким, но сильно коптящим пламенем; в специально приспособленных для него горелках он обладает выдающейся световой силой, в 15 раз превосходящей силу света каменноугольного газа. Теплотворная способность ацетилена тоже очень велика; в среднем она не ниже 13 000 калорий на кубический метр, т. е. в 2 ½  раза больше теплотворной способности каменноугольного газа, и при сжигании с воздухом (7,7% ацетилена) температура пламени доходит до 2400°, что делает ацетилен  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 каменноугольного газа; с другой стороны давление, под которым ацетилен  выходит из горелки, должно быть значительно больше — до 80 миллиметров водяного столба (при сжигании каменноугольного 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 самой горелкой. Этим совершенно устраняется образование коксоподобных продуктов полимеризации, нередко засоряющих газоприточные отверстия горелки. Наряду с простыми горелками теперь имеются также и ауэровские (с накаливаньем чулочка из окислов редких металлов) ацетиленовые горелки: Зильбермана, Якоби и Шимека, в которых почти на 50% сокращается расход ацетилена. В обыкновенных горелках расход ацетилена на свечу-час не превышает 1 литра.

Стоимость приборов для получения ацетилена и сжигания его в горелках силой света в 16 свечей сравнительно невелика: 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. ввиду меньшего расхода газа могут быть соответственно меньшего диаметра.

Во Франции и Германии ацетилен  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 газоносной сетью протяжением 5 500 метров стоил всего 45 000 марок; он обслуживал 110 домов и 42 уличных фонаря. Горелки употреблялись силой света в 20, 40 и 60 свечей; последние главным образом для уличного освещения. В специально приспособленных для сжигания ацетилена газомоторах, он, благодаря значительной теплотворной способности, развивает значительный силовой эффект (при расходе 1 куб. метра дает 5 сил в час). Сжиганием ацетилена в кислороде температура пламени повышается до 3500°С, и этот прием работы часто применяется для автогенной пайки и резки металлов. При 780°С ацетилен  разлагается со 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 ацетилена можно указать на получение четыреххлористого углерода и тетрахлорэтилена, находящих применение при маслоэкстракционном производстве, а также на попытки получения, исходя из ацетилена, винного спирта.

Литература. Caro, Ludwig und Vogel, «Handbuch für Acetylen» (1904); Lewes, Vivian, «Acetylene. А Handbook for Students and Manufacturers» (1900); Liehetans, F., «Handbuch der Kalzium- karbidfabrikation und Acetylenbeleuchtung» (1909).

А. Лидов.