PRODUCCIÓN

DE ACETILENO

Yorman Zambrano SilvaIngeniería Química

UNIVERSIDAD DE PAMPLONA

ACETILENO : Generalidades.

El acetileno fue descubierto por el químico inglés Edmond Davy en 1836 y  es ampliamente disponible desde 1891.

A finales de 1800, un método ha sido desarrollado para la fabricación de acetileno mediante la reacción de carburo de calcio con agua.

ACETILENO : Generalidades.

El acetileno o etino 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 ºC; superada solamente por la del hidrógeno atómico (3400ºC–4000ºC), el cianógeno (4525ºC) y la del dicianoacetileno (4987 ºC).

APLICACIONES Y USOSDebido a las propiedades FQ del acetileno, este, resulta ser un compuesto de gran aplicación industrial.

Las aplicaciones más importantes son: Calentamiento y precalentamiento con 

sopletes especiales con oxígeno y aire comprimido.

Proyección térmica de  superficies y metalización con llama. (Metales)

La producción de negro de humo en la  industria del vidrio, aluminio y cobre

SOPLETE OXIACETILÉNICO

APLICACIONES Y USOS

Otra aplicación importante es en la Síntesis de muchos compuestos de valor agregado como etanal; la reacción es la siguiente:

También en la síntesis de:

1. Acetaldehído

2. Acido acético

3. Tetrafluoretileno.

4. Tetracloroetano.

5. Vinil éteres.

6. Ácidos carboxílicos.

7. Cloruro de vinilo .

8. Plásticos.

9. Neopreno.

MÉTODOS DE OBTENCIÓNHay dos procesos de conversión básicos utilizados para hacer acetileno:

1. Uno es un proceso de craqueo térmico, que se produce a temperaturas extremadamente altas.

2. El otro es un proceso de reacción química, que se produce a temperaturas normales. 

1. CRAQUEO TÉRMICOSe genera con el aumento de la temperatura de varios hidrocarburos hasta el punto en sus enlaces atómicos se rompen.

Utilizan el gas natural (metano) o un hidrocarburo a base de petróleo (petróleo crudo, nafta…)

La reacción química para convertir el metano en hidrógeno y acetileno se puede escribir:

Los otros gases son los productos de la combustión con el oxígeno.

1. CRAQUEO TÉRMICO

La obtención de Acetileno por cracking tiene sigue los siguientes pasos principales:

1. El gas natural, que es principalmente metano, se calienta a aproximadamente 1200 ° F (650 ° C).

2. Luego fluye a un bloque quemador (en el mismo reactor )que eleva la temperatura del gas a aproximadamente 2730 ° F (1500 ° C).

3. El gas en llamas se inactiva rápidamente con chorros de agua en el punto donde la conversión a acetileno es el más grande.

4. El gas pasa a través de un lavador de agua, que elimina gran parte del hollín de carbono. Luego pasa entonces a través de un segundo lavador donde se pulveriza con un disolvente.

5. El disolvente se bombea en una torre de separación en el que el acetileno se hierve fuera del este y se extrae en la parte superior de la torre como un gas. 

REACCIÓN QUÍMICAEl acetileno se puede obtener por la reacción química entre el carburo de calcio y agua.

La reacción que modela este proceso es la siguiente:

Este proceso  puede resumirse en dos pasos:

1. Obtención del Carburo de Calcio (CaC2).

2. Reacción entre el Carburo de Calcio y agua.

REACCIÓN QUÍMICA

1.Obtención del Carburo de Calcio.

Este es la operación con más restricciones dentro del proceso general, ya que se requiere mucha energía para que la reacción se lleve a cabo.

El CC se obtiene por la reacción entre el Óxido de Calcio y Coque, así:

REACCIÓN QUÍMICA2.Obtención del Acetileno.El carburo de calcio reacciona con el agua a temperatura ambiente en un “Generador de Acetileno” para producir Acetileno, así:

Esta reacción produce una cantidad considerable de calor, que debe ser eliminado para evitar que el gas acetileno a partir de la explosión.

COMBUSTION DEL ACETILENO

DIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESO

PROCESO DE MANUFACTURA

1. Generador de acetileno.

2. Soporte de gas.

3. Purificador.

4. Secado a baja presión.

5. Compresor del acetileno.

6. Separador de aceite.

7. Secado a alta presión.

8. Llenado.

PROCESO DE PRODUCCIÓN

Generador de acetileno.

Generador tipo húmedo:

Este proceso es usado para producir acetileno disuelto. carburo de

calcio y agua son colocados dentro del contenedor para generar el

acetileno, a una T= 70°C.

Generador tipo seco.

La cantidad de agua suministrada se ajusta para mantener el

desecho de carburo de calcio en polvo seco. Este método consume

menos agua pero es mucho más peligroso ya que sise sobrecalienta

el reactor de Generación, el acetileno generado puede explotar.

GENERADOR DE ACETILENO.

ALMACENAMIENTO Y MANEJO El acetileno es un gas explosivo si su

contenido en aire está comprendido entre 2 y 82%.

También explota si se comprime solo, sin disolver en otra sustancia, por lo que para almacenar se disuelve en acetona, un disolvente líquido que lo estabiliza.

Cuando se transporta a través de tuberías, la presión se mantiene muy baja y la longitud de la tubería debe ser muy corto

Los cilindros se llenan con un material absorbente y acetona. 

CONTROL DE CALIDAD

El Acetileno grado B tiene un máximo de 2% de impurezas y se utiliza generalmente para la soldadura de oxiacetileno y corte de metal. El acetileno producido por el proceso de reacción química cumple esta norma. 

El grado A puede tener no más de 0,5% de impurezas. El acetileno producido por el proceso de craqueo térmico puede cumplir este estándar o puede requerir una purificación adicional, dependiendo del proceso específico y materias primas.

EL FUTURO

Se espera que el uso de acetileno para continuar un aumento gradual en el futuro como se desarrollan nuevas aplicaciones. 

Una aplicación nueva es la conversión de acetileno a etileno para su uso en la fabricación de una variedad de plásticos de polietileno.

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