Gasbeschreibung
Acetylen mit der Molekülformel C2H2, allgemein bekannt als Windkohle und Karbidgas, ist das kleinste Mitglied der Alkinverbindungsreihe und wird hauptsächlich für industrielle Zwecke verwendet, insbesondere beim Schweißen von Metallen. Acetylen ist bei Raumtemperatur ein farbloses und leicht entzündliches Gas. Reines Acetylen ist geruchlos, aber industrielles Acetylen hat aufgrund von Verunreinigungen wie Schwefelwasserstoff und Phosphin einen Knoblauchgeruch.
Hauptverwendungszwecke
Acetylen kann zum Anzünden, Schweißen und Schneiden von Metallen (Acetylen-Sauerstoff-Flammen) verwendet werden und ist außerdem ein grundlegender Rohstoff zur Herstellung von Acetaldehyd, Essigsäure, Benzol, Synthesekautschuk, Kunstfasern usw.
Bei der Verbrennung von Acetylen können hohe Temperaturen entstehen, und die Temperatur der Acetylen-Sauerstoff-Flamme kann etwa 3200 °C erreichen. Acetylen wird zum Schneiden und Schweißen von Metallen verwendet. Bei ausreichender Luftzufuhr kann es vollständig verbrennen und helles weißes Licht abgeben. Es kann als Lichtquelle in Bereichen verwendet werden, in denen elektrisches Licht nicht weit verbreitet ist oder es keinen Strom gibt. Acetylen hat aktive chemische Eigenschaften und kann mit vielen Reagenzien Additionsreaktionen eingehen. Vor den 1960er Jahren war Acetylen der wichtigste Rohstoff für die organische Synthese und ist auch heute noch einer der wichtigsten Rohstoffe. Wenn es mit Chlorwasserstoff, Blausäure oder Essigsäure versetzt wird, können daraus Rohstoffe für die Herstellung von Polymeren entstehen.
Acetylen kann unter verschiedenen Bedingungen verschiedene Polymerisationsreaktionen durchlaufen, wobei entweder Vinylacetylen oder Divinylacetylen entsteht. Ersteres kann mit Chlorwasserstoff versetzt werden, um den Rohstoff 2-Chlor-1,3-butadien für die Herstellung von Chloroprenkautschuk zu erhalten. Acetylen kann bei hohen Temperaturen von 400–500 °C eine zyklische Dreifachpolymerisation zu Benzol eingehen; unter Verwendung von Nickelcyanid Ni (CN) 2 als Katalysator kann Cyclohexen bei 50 °C und 1,2–2 MPa erzeugt werden.
Acetylen zersetzt sich bei hohen Temperaturen in Kohlenstoff und Wasserstoff, woraus Acetylenruß hergestellt werden kann. Unter bestimmten Bedingungen erzeugt die Acetylenpolymerisation aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol, Xylol, Naphthalin, Anthracen, Styrol, Inden usw. Durch Substitutions- und Additionsreaktionen können eine Reihe hochwertiger Produkte erzeugt werden. Beispielsweise erzeugt die Acetylendimerisierung Vinylacetylen, das dann eine Additionsreaktion mit Chlorwasserstoff durchläuft, um Chloropren zu erhalten; direkte Hydratisierung von Acetylen zur Herstellung von Acetaldehyd; Acetylen durchläuft eine Additionsreaktion mit Chlorwasserstoff, um Vinylchlorid zu erzeugen; Acetylen reagiert mit Essigsäure zu Ethylenacetat; Acetylen reagiert mit Cyanwasserstoff zu Acrylnitril; Acetylen reagiert mit Ammoniak zu Methylpyridin und 2-Methyl-5-ethylpyridin; Acetylen reagiert mit Toluol zu Xylenylethylen, das durch einen Katalysator weiter gespalten wird, wodurch drei Isomere von Methylstyrol entstehen: Acetylen kondensiert mit einem Molekül Formaldehyd zu Propargylalkohol und mit zwei Molekülen Formaldehyd zu Butindiol; Acetylen und Aceton gehen eine Additionsreaktion ein, bei der Methylpropanol entsteht, das wiederum zu Isopren reagiert; Acetylen reagiert mit Kohlenmonoxid und anderen Verbindungen (wie Wasser, Alkoholen, Thiolen) zu Acrylsäure und deren Derivaten.
