Acetileno

El Acetileno es un gas compuesto por Carbono e Hidrógeno (12/1 aprox. en peso). En condiciones normales es un gas un poco más liviano que el aire, incoloro. El Acetileno 100% puro es inodoro, pero el gas de uso comercial tiene un olor característico, semejante al ajo. No es un gas tóxico ni corrosivo. Es muy inflamable. Arde en el aire con llama luminosa, humeante y de alta temperatura. Los limites inferior y superior de inflamabilidad son 2.8% y 93% en volumen de Acetileno en Aire.

El Acetileno puro sometido a presión es inestable, se descompone con inflamación dentro de un amplio rango de presión y temperatura. Por esto, en el cilindro se entrega diluido en un solvente, que generalmente es acetona, impregnado en un material poroso contenido en el cilindro, que almacena el Acetileno en miles de pequeñas cavidades independientes. En esta forma, el Acetileno es seguro en su transporte y almacenamiento.

Propiedades físicas y químicas

Densidad de gas a 0°C (32°F), 1 atm:                   1.1716 kg/m3 (0.07314 lb/ft3)

Punto de ebullición a 1 atm:                                     -75,2°C (-103.4°F)

Punto de fusión a 1 atm:                                          -82.2°C (-116 °F)

Peso especifico del líquido a -80°C (-112°F):                0.613  

Peso especifico (aire = 1) a 0°C (32°F):                       0.908

Peso molecular:                                                        26.038

Solubilidad en agua vol/vol a 0°C (32°F) y 1 atm:          1.7

Umbral de olor:                                                        226 ppm (detección)

Temperatura de combustión (en aire):                      aprox. 1900ºC (3450ºF)

Temperatura de combustión (en oxígeno):               aprox. 3100ºC (5610ºF)

Volumen especifico del gas a 21.1°C (70°F) 1 atm:   0.918 m3/kg (14.7 ft3/lb)

Presión de vapor a 21.1°C (70°F):                            4378 kPa (635 psig)

Punto de inflamación:                                                gas inflamable

Temperatura de autoignición:                                      305°C

Límites de explosividad, % en volumen en el aire:         2.5-100

Coeficiente de reparto octanol/agua como log Pow:        0.37

Apariencia y color:   Gas incoloro. El acetileno 100% puro no tiene olor, pero a la pureza comercial tiene un olor parecido al ajo. 

Uso

Como agente calorífico es un combustible de alto rendimiento, utilizado grandemente en las aplicaciones oxiacetilénicas. Las temperaturas alcanzadas por esta mezcla varían según la relación Acetileno-Oxígeno, pudiendo llegar a más de 3000 ºC. En la industria química, por su gran reactividad, es utilizado en síntesis de muchos productos orgánicos.

·         Primeros usos (s. XX)

A principios del siglo XX, el acetileno tenía múltiples aplicaciones debido a la fijeza y claridad de su luz, su potencia calorífica, su facilidad de obtención y su bajo costo. Los aparatos generadores se habían también perfeccionado, siendo casi todos ellos del sistema en que el agua cae sobre el carburo, estando la caída de aquélla graduada de tal modo por diversos juegos deválvulas, palancas y contrapesos que casi se llegó a evitar la sobreproducción de gas que tanto dañaba a los aparatos anteriores.  

El acetileno se utilizaba en generadores, en lámparas de minería o en el soplete oxiacetilénico empleado en la soldadura autógena produciendo temperaturas de hasta 3.000º, el alumbrado de proyectores para la marina y para cinematógrafos. Los automóviles llevaban también a principios del siglo en su mayoría faros con aparatos autogeneradores de acetileno. Se llegaron a construir diversos aparatos de salvamento como cinturones, chalecos, boyas, etc., en cuyo interior y en un depósito ad hoc llevaban una dosis de carburo de calcio dispuesto de tal suerte, que al ponerse el carburo en contacto con el agua se produjera el gas acetileno, dejando henchido convenientemente el aparato.

·         En la actualidad

El acetileno se utilizaba como fuente de iluminación y de calor. En la vida diaria el acetileno es conocido como gas utilizado en equipos de soldadura debido a las elevadas temperaturas (hasta 3.000 °C) que alcanzan las mezclas de acetileno y oxígeno en su combustión.

El acetileno es además un producto de partida importante en la industria química. Hasta la segunda guerra mundial una buena parte de los procesos de síntesis se basaron en el acetileno. Hoy en día pierde cada vez más en importancia debido a los elevados costes energéticos de su generación.

Disolventes como el tricloretileno, el tetracloretano, productos de base como viniléteres y vinilésteres y algunos carbociclos (síntesis según Reppe) se obtienen a partir del acetileno. Éste también se utiliza en especial en la fabricación del cloroetileno (cloruro de vinilo) para plásticos, del etanal (acetaldehido) y de los neoprenos del caucho sintético.

Obtención

• El Acetileno (Etino) [C2H2] se obtiene por medio de la reacción de hidrólisis de carburo de calcio [CaC2]. Lo que sucede en esta reacción es que los dos carbonos que están enlazados con el calcio, se saturan con dos hidrógenos y ocurre una reacción de desplazamiento donde se crea un hidróxido en relación con el agua. Los carbonos rompen el enlace con el calcio y se unen entre si creando un triple enlace (Acetileno (etino) [C2H2]) el calcio que queda con dos valencias libres se uno con los dos hidróxidos formados en un enlace sencillo.

• En petroquímica se obtiene el acetilenopor quenching (el enfriamiento rápido) de una llama de gas natural  o de fracciones volátiles del petróleo con aceites de elevado punto de ebullición. El gas es utilizado directamente en planta como producto de partida en síntesis. Un proceso alternativo de síntesis, más apto para el laboratorio, es la reacción de agua con carburo cálcico (CaC₂);se forma hidróxido de calcio y acetileno, ell gas formado en esta reacción a menudo tiene un olor característico a ajo debido a trazas de fosfina que se forman del fosfuro cálcico presente como impureza.
  CaC₂ + 2H₂O → Ca(OH)₂ + C₂H₂
  
  
  • OBTENCIÓN DEL ACETILENO TIPO HUMEDO: Este proceso es usado para producir acetileno disuelto. Carburo de calcio y agua son colocados dentro del contenedor para generar el acetileno.
  • OBTENCIÓN TIPO SECO: Este proceso es usado con la finalidad de asegurar la producción de gas acetileno desde el carburo de calcio, la cantidad de agua suministrada debe ser ajustada para mantener el desecho de carburo de calcio en polvo seco. 
  • PURIFICADOR SECO: Los agentes purificadores son aplicados para varias estructuras internas en forma de malla. Cuando el gas pasa a través de estas estructuras, las impurezas son absorbidas y removidas. El agente purificador es hecho de una mezcla de ácido sulfúrico, bicromato de sodio, agua y celita.
  • SECADO A BAJA PRESION: El gas acetileno del generador contiene humedad. La humedad se encontrará en el interior del cilindro, la solubilidad del acetileno será reducida y por lo tanto, será removida. Dentro del secador, hay varias estructuras en forma de mallas. El agente de secado, cloruro de calcio, es puesta en la estructura de malla. Como el gas pasa a través de la malla, la humedad es absorbido y el gas secado.
  • SECADO A ALTA PRESION: Para remover la humedad del gas acetileno bajo alta presión, este es pasado a través de un cilindro de acero con cloruro de calcio en su interior.
  • SOPORTE DE GAS: El tanque usado por el gas acetileno es un contenedor sellado al agua, que consiste de un tanque interior y un tanque exterior hechos de una plancha de acero y carbón. El gas de entrada y salida son equipados con un dispositivo de seguridad sellado al agua. 
  • SEPARADOR DE ACEITE: El gas del compresor, contiene aceite en estado gaseoso. Este aceite debe ser removido por el separador de aceite. El separador filtra el aceite a través de los aros de metal o cerámica conocidos como aros Lessing.
  • LLENADO: El gas después de removido el aceite y purificado por secado, es llenado en cilindros de acetona, por lo tanto, este podría ser llenado lentamente para permitir que el acetileno se disuelva completamente en la acetona

Diagrama Industrial del Acetileno