כדי להשיג אצטילן מהמתאן, יש צורך לבצע תגובת דה-הידרוגנציה. לפני שנמשיך לשיקולו, הבה ננתח כמה תכונות של הפחמימן.
מאפיין אצטילן
זהו חומר גזי, שהוא הנציג הראשון של קבוצת הפחמימנים הבלתי רוויים (אלקינים). הוא קל יותר מאוויר ומסיס במים בצורה גרועה. הנוסחה המולקולרית C2H2, המשותפת לכל המחלקה SpN2n-2. אצטילן נחשב לכימיקל פעיל ונפיץ מאוד. על מנת למנוע מצבי חירום, הוא מאוחסן במיכלי פלדה אטומים עם תוספת פחם.
הפקה מ-alkanes
אצטילן התקבל מפירוק מתאן. תגובה כימית זו מתבצעת באמצעות זרז ומתרחשת בטמפרטורה גבוהה. חומר המוצא הוא הנציג הראשון של מחלקת הפרפינים. דה-hydrogenation מייצר מימן בנוסף לאצטילן.
בתשובה לשאלה איך מקבלים אצטילן מהמתאן, משוואת התגובה יכולה להיות מיוצגת כ:
2CH4=C2H2+3H2
שיטת קרביד
אפשר להשיג אצטילן מתאן או כמוחומר מוצא לקחת סידן קרביד. התהליך ממשיך בתנאים רגילים. כאשר סידן קרביד יוצר אינטראקציה עם מים, לא רק אצטילן נוצר, אלא גם סידן הידרוקסיד (סיד מושפל). סימנים לתהליך כימי יהיו התפתחות גזים (שריקה), וכן שינוי בצבע התמיסה בעת הוספת פנולפטלין לצבע פטל.
כאשר קרביד טכני המכיל זיהומים שונים משמש כחומר מוצא, נצפה ריח לא נעים במהלך האינטראקציה. זה מוסבר על ידי נוכחות בתוצרי התגובה של חומרים גזים רעילים כמו פוספין, מימן גופרתי.
פיצוח מוצרי נפט
כיום אפשר להשיג אצטילן לא רק מהמתאן. השיטה התעשייתית העיקרית לייצור נציג זה של אלקינים היא פיצוח (פיצול) של פחמימנים. אם אצטילן מתקבל מתאן, אזי עלויות האנרגיה יהיו מינימליות. בנוסף לחומרי גלם זולים ונגישים, טכנולוגיה זו מושכת יצרנים של חומרי גלם פחמימניים על ידי הפשטות של הציוד הטכנולוגי המשמש בתהליך של פירוק מתאן.
יש שתי אפשרויות לתהליך כימי כזה. השיטה הראשונה מבוססת על העברת מתאן דרך אלקטרודות מחוממות ל-1600 מעלות צלזיוס. הטכנולוגיה כוללת קירור חד של המוצר המתקבל. האפשרות השנייה לדה-הידרוגנציה של מתאן לייצור אצטילן כוללת שימוש באנרגיה שנוצרת במהלך הבעירה החלקית של אלקין זה.
צילינדרים המכילים אצטילן אינם יכולים להיות מצוידים בשסתומי ברונזה, מכיוון שברונזה מכילה נחושת. האינטראקציה של מתכת זו עם אצטילן מלווה ביצירת מלח נפץ.
מסקנה
אצטילן נמצא כיום בשימוש באזורי תעשייה שונים. זהו חומר גלם בעל ערך לסינתזה של אתנול, פלסטיק, גומיות וחומצה אצטית. נציג זה של קבוצת האלקינים מבוקש בעת חיתוך וריתוך מתכות, כאור בהיר במנורות בודדות.
על בסיס אצטילן מתבצעת סינתזה של חומרי נפץ המשמשים כמפוצצים. בתגובת החמצון של אלקין זה בחמצן אטמוספרי, נצפית להבה חזקה. למתאן יש ערך לא פחות בתעשייה הכימית. בנוסף לשימוש בו כחומר מוצא לייצור אצטילן, הוא נצרך בכמויות גדולות כפחמימנים טבעיים בתעשיית הדלק. כאשר הוא נשרף, משתחררת כמות משמעותית של חום.
