آنچه در خصوص گاز استیلن می خوانید:
گاز استیلن یا اتین یکی از گازهای طبیعی است که کاربرد زیادی در صنایع مختلف دارد. این گاز، سوخت مصرفی بسیاری از کارخانجات است و برای تولید محصولات مختلف، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
سرعت سوخت بالا، ویژگی اصلی این گاز است که موجب پرکاربرد بودن آن نیز می‌شود. علاوه بر کارخانجات، بسیاری از صنایع کوچک مانند جوشکاری یا برشکاری هم از این گاز استفاده می‌کنند.
مصرف استیلن در صنایع کوچک مانند جوشکاری به صورت کپسول و در صنایع بزرگ مانند کارخانجات، به صورت مخازن مخصوص ذخیره‌سازی گاز انجام می‌شود.
با توجه به کاربردی بودن این گاز در کسب و کارهای صنعتی، این مطلب از پارس هوای البرز را به بررسی استیلن، خواص، ویژگی‌ها و کاربردهای آن اختصاص داده‌ایم.
گاز استیلن چیست؟
گاز استیلن یا اتین، یکی از انواع گازهای کاربردی و نوعی ترکیب شیمیایی با فرمول C2H2 است که در خانواده آلکین‌ها قرار می‌گیرد. این گاز، هیدرو کربنی ساده از خانواده آلکین‌ها، بدون رنگ و با خاصیت اشتعال بالاست که به عنوان منبع سوخت استفاده می‌شود. نوع طبیعی و خالص این گاز بدون بو است اما نوع تجاری آن، دارای ناخالصی‌هایی است ک باعث بودار شدن آن می‌شوند.
نام دیگر استیلن چیست؟
ترکیب 2 اتم هیدروژن با 2 اتم کربن که از طریق پیوندی سه گانه ترکیب می‌شوند، عنصری به نام استیلن یا به انگلیسی acetylene را تشکیل می‌دهند که از نام‌های دیگر آن می‌توان به اتین اشاره کرد.
تاریخچه و نحوه کشف استیلن
گاز استیلن که در منابع با نام گاز اتین هم شناخته می‌شود، یکی از کوچک‌ترین اعضای خانواده آلکین‌ها است. این گاز تنها از دو مولکول کربن و هیدروژن تشکیل می‌شود. 2 هیدروژن در استیلن با دو کربن این گاز، ترکیب و پیوندی سه گانه ایجاد می‌کنند. پیوند سه گانه تشکیل دهنده این گاز موجب می‌شود که اتین از جمله گازهای شیمیایی سیر نشده یا در اصطلاح اشباع نشده محسوب شود. این گاز مهم و کاربردی صنعتی، در سال 1836 و توسط فردی به نام ادموند داوی کشف شد.
استیلن در ابتدای کشف با نام کربورتر جدید هیدروژن شناخته می‌شد. اما در سال 1860، یک دانشمند دیگر به نام مارسلین بارتلت موفق به شناسایی دوباره این گاز شد و از همان زمان نام استیلن را برای این گاز انتخاب کرد.
از سال 1950 تا به امروز استیلن با احتراق ناقص متان به دست می‌آید و تقریبا در هر سال 400 هزار تن گاز استیلن با این شیوه تولید می‌شود. در مورد تولید این گاز توجه به یک نکته ضروری است که آن جلوگیری از قرار گرفتن آن همراه با اتیلن است که باعث بروز انفجار شدید می‌شود و کاتالیزور زیگلر ناتا را دفع می‌کند.
ویژگی های فیزیکی و شیمیایی گاز استیلن
همان‌طور که گفته شد، گاز استیلن بی‌رنگ و بو است که در نوع صنعتی یا تجاری بویی شبیه به سیر دارد. این گاز در دمای اتاق قابل نگهداری است اما تحت فشار و دمای زیاد، به سرعت آتش می‌گیرد. سوختن استیلن در هوا شعله‌ای درخشان ایجاد می‌کند. همان‌طور که گفته شد ساختار هیدروژن و کربن‌ها در این گاز، پیوندی سه گانه را ایجاد می‌کنند و این پیوند در گاز استیلن موجب انرژی شیمیایی بالا می‌شود. دیگر خواص فیزیکی و شیمیایی این گاز و مهم‌ترین آن‌ها به شرح زیر هستند:
خواص فیزیکی استیلن
در ابتدا به بررسی خواص فیزیکی گاز استیلن می‌پردازیم. این گاز در فشار جو و فشار معمولی تبدیل به مایع نمی‌شود و برای تبدیل آن به مایع باید فشار را به 1.27 اتمسفر رساند. در این فشار، استیلن در حالت مایع هم پیدا می‌شود که نقطه ذوبی به میزان 80- درجه سلسیوس دارد. دیگر خاصیت فیزیکی این گاز، تجزیه همراه با آزاد شدن مقدار زیاد انرژی در زمان فشرده سازی است. برای جلوگیری از این خاصیت و کنترل آن، ذخیره سازی گاز استیلن تنها در کپسول‌ها یا مخازن فولادی انجام می‌شود تا حین فشرده سازی انرژی زیادی از آن آزاد نشود.
خواص شیمیایی استیلن
خواص ترکیب شیمیایی استیلن هم مانند دیگر ترکیبات شیمیایی، تا حد زیادی به عناصر سازنده آن بستگی دارد. به عبارت دیگر خواص شیمیایی این گاز شباهت زیادی به خواص عنصرهای هیدروژن و کربن که آن را تشکیل می‌دهند، دارد و ویژگی‌های این دو عنصر در آن وجود دارد.
یکی از خواص شیمیایی این گاز، واکنش شدید با فلزاتی مانند نقره یا مس است که باعث انفجاری شدید و اغلب خطرناک و تولید نقره و مس می‌شود. به دلیل این خاصیت شیمیایی و انفجار ناشی از برخورد این گاز با مس و نقره تاکید می‌شود که استیلن با این فلزات به صورت مستقیم تماسی نداشته باشد و در صورت نیاز به تولید استیلید، تنها از محلول‌های آبی نمکی این عناصر استفاده شود. البته این خاصیت شیمیایی استیلن را گاهی برای شناسایی این ماده هم به کار می‌برند.
کاربرد استیلن چیست؟
استیلن، گازی کاربردی است و در صنایع به صورت طبیعی یا صنعتی و سنتز شده مورد استفاده قرار می گیرد. طبق آخرین تحقیقات صورت گرفته در آمریکا، 80 درصد استیلنی که در این کشور تولید می‌شود، برای سنتز ترکیبات و واکنش‌های شیمیایی مختلف استفاده شده و 20 درصد از آن برای صنایع مانند تولید اکسی استیلن و به کارگیری در جوشکاری و برشکاری مورد استفاده قرار می‌گیرد.
اکسی استیلن، از واکنش اکسیژن با گاز استیلن ایجاد می‌شود. زمانی که این گاز با اکسیژن واکنش می‌دهد، شعله‌ای قوی و بسیار داغ تا 3300 درجه سانتیگراد تولید می‌کند.
عرضه استیلنی که در صنایع به کار برده می‌شود و در اصطلاح استیلن تجاری نام دارد، در کپسول‌های زرد همراه استون انجام می‌گیرد. این کپسول‌ها در صنایع مختلف زیر استفاده می‌شوند:
روشنایی لامپ‌های قابل حمل
اولین کاربرد گاز استیلن، روشن کردن لامپ‌های قابل حمل است. این مدل لامپ‌ها در اصطلاح کاربید یا لامپ گاز استیلن نامیده می‌شوند که از اواخر قرن نوزدهم تولید شده و مورد استفاده قرار می‌گیرند.
این لامپ‌ها را در خانه‌ها، برای روشن کردن گاراژ یا زیر شیروانی، دوچرخه و حتی در اتومبیل‌ها استفاده می‌کنند. یکی دیگر از کاربردهای لامپ کاربید یا لامپ‌های قابل حملی که روشنایی آن‌ها با گاز استیلن انجام می‌شود، روشن کردن معادنی است که امکان سیم‌کشی برق در آن‌ها وجود ندارد.
از قرن نوزدهم حتی بعضی از شهرها نیز با لامپ‌های قابل حمل با استیلن روشن می‌شوند. این لامپ‌ها همچنین برای مشاغل شب‌گرد مانند شکارچیان، جنگل بانان و… نیز کاربرد دارند. جالب است بدانید استیلن هنوز هم به عنوان سوخت چراغ در بعضی فانوس‌های دریایی استفاده می‌شود.
جوشکاری و برشکاری
جوشکاری، برشکاری و به طور کلی هر شغلی که نیاز به عملیات حرارتی برای انجام آن باشد نیز محل استفاده از گاز استیلن است. استیلن در این مشاغل سوخت اکسیژن یا برش گاز است که در اثر احتراق با اکسیژن، انرژی حرارتی زیادی تولید کرده و گرمای آن در جوشکاری و برشکاری استفاده می‌شود.
در اتصال فلزاتی که نیاز به دمای بالای 3500 درجه دارند و برش فلزات سخت مانند فلزات فولادی، استفاده از این میزان حرارت مورد نیاز است. در حال حاضر استیلن یکی از گازهایی است که داغ‌ترین شعله را می‌توان با آن تولید کرد.
تولید مواد شیمیایی مختلف
استفاده از استیلن در واکنش‌های شیمیایی مختلف موجب تولید مواد شیمیایی گوناگون می‌شود. همان‌طور که گفته شد در حال حاضر بیشترین استفاده از این گاز در کشورهای صنعتی و پیشرفته مانند آمریکا، برای سنتز شیمیایی و تولید ترکیبات معدنی مختلف است.
از جمله کاربردهای استیلن به این منظور یعنی سنتز مواد، می‌توان به سنتز ویتامین‌هایی مانند A و E اشاره کرد. به علاوه در تولید بعضی محصولات معطر و حلال نیز از این گاز استفاده می‌شود. استیک اسید، بوتان دیول و الکل استیلنیک از جمله ترکیبات و موادی هستند که با استفاده از استیلن ساخته می‌شوند.
تولید پلاستیک‌های پلی اتیلن
از استیلن در تولید پلاستیک‌های پلی اتیلن هم استفاده می‌شود. انواع مختلف پلاستیک‌های PVC و PVDF، از دیگر تولیدات استیلن هستند که برای تولید آن‌ها باید این گاز را با عناصری مانند کلر، اسید کلریدریک و… مخلوط کرد.
دیگر کاربردهای استیلن
استیلن کاربردهای مختلف دیگری هم دارد که از جمله آن‌ها می‌توان به کشت گیاهان و شکل‌گیری گل‌های جدید اشاره کرد. این گاز همچنین یکی از اجزای گازهایی است که برای آزمایش ریه مورد استفاده قرار می‌گیرند.
از این گاز در صنایع تولید شیشه، بلورسازی و نانو لوله‌های کربنی هم استفاده می‌شود. همچنین ترکیب استیلن و هوای مصنوعی یا در اصطلاح نیتروز اکساید را در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی خاک، آب و غذا به عنوان سوخت طیف سنج دستگاه‌های جذب اتم هم استفاده می‌کنند.
نحوه تولید گاز استیلن
مانند دیگر انواع گازها، تولید استیلن هم با روش‌های مختلفی انجام می‌شود. برای تولید این گاز 3 روش کلی وجود دارد که در میان آن‌ها 2 روش کاربردی‌تر است و رواج بیشتری دارد. جزئیات این روش‌ها به شرح زیر است:
- عبور هیدروکربن از طریق قوس الکتریکی
- اکسیژن دادن به متان که در مقادیر جزئی و محدود و دمای بالا گازهایی مانند هیدروژن، مونوکسید کربن و استیلن تولید می‌کند.
- ترکیب آب و کلسیم کاربید که از واکنش آهک و زغال کک در دمای بسیار بالا، تولید می‌شود. واکنش کلسیم کاربید تهیه شده از این واکنش با آب، گاز استیلن را تولید می‌کند. در حالت عادی این واکنش گرمای زیادی تولید می‌کند، بنابراین در انجام آن از آب سرد استفاده می‌کنند و تنها در ژنراتورهای مخصوص انجام می‌شود.
واکنش های استیلن
گاز استیلن هم مانند دیگر ترکیبات شیمیایی قادر به شرکت در واکنش‌های مختلف است و در هر واکنش، اثری متفاوت خواهد داشت. همان‌طور که در تعریف خواص شیمیایی این گاز گفته شد، یکی از واکنش‌های شیمیایی استیلن که در برخورد با فلزات مس و نقره رخ می‌دهد، تولید استیلید است. علاوه بر این، پیوند سه گانه گاز اتین موجب می‌شود که از آن در واکنش‌های افزایش فراوانی استفاده شود.
استیلن در واکنش‌های هالوژن‌زایی هم کاربرد دارد. هیدروژناسیون، واکنش با اسید استیک و الکل اتیل و … از دیگر واکنش‌های استیلن هستند که هر کدام کاربرد متفاوتی داشته و به تولید مواد مختلفی منجر می‌شود.
نکات ایمنی در استفاده از گاز استیلن
برای نگهداری و حمل کپسول یا سیلندر گاز استیلن باید به نکات ایمنی برای انجام این کار توجه کرد که مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:
- نگهداری کپسول و سیلندر در داخل انبار و به دور از تابش نور خورشید و برف و باران
- نگهداری کپسول ان در فضایی که هوا در آن جریان داشته باشد و کاملا بسته نباشد.
- قرار دادن گاز، دور از شعله و حرارت آتش
- قرار دادن کپسول به صورت عمودی
- بررسی دقیق کپسول برای اطمینان از عدم نشتی پیش از هر بار استفاده
- استفاده از لباس مخصوص و پوشش مناسب در زمان کار با این گاز
- نگهداری از کپسول در محیطی دارای تهیه مناسب
- استفاده از وسایل و ابزارهای لازم تقلیل فشار در زمان استفاده
- نگهداری مخزن و کپسول در محیطی خشک و خنک
- توجه به کلاهک داشتن سیلندرها
- دور نگه داشتن گاز از مواد اکسید کننده به دلیل وجود دی اکسید کربن و مونوکسید کربن
اصول بررسی سیلندر گاز استیلن قبل از شارژ کردن
در صورتی که سیلندر یا کپسول اتین شما تمام شد، این امکان را دارید که با شارژ مجدد، از آن استفاده کنید. این کار با بررسی کامل بدنه سیلندر امکان پذیر است و برای انجام آن باید مراقبت بود که سیلندر در بخشی از خود، دچار خورگی یا نقص ظاهری چندانی نباشد.
پوسته پوسته شدن یا تورم پوستی یکی دیگر از مشکلات ناشی از استیلن است. همچنین سیلندرهای آسیب دیده دارای درزهای باز و عمیق هستند که در صورت عدم امکان تامین آن‌ها، تنها گزینه موجود تعویض سیلندر خواهد بود.
کپسول گاز استیلن
گاز اتین در سیلندر گاز نگهداری می شود و برای استفاده از آن در صنایع مختلف، باید کپسول گاز استیلن را تهیه کنید. به دلیل کاربردها و خطراتی که این گاز دارد، کیفیت آن اهمیت بسیاری دارد.
شرکت پارس هوای البرز، عرضه کننده کپسول گاز استیلن با کیفیت بسیار بالا است و شما می توانید برای کسب اطلاعات بیشتر و ثبت سفارش با ما تماس بگیرید. کارشناسان پارس هوای البرز آماده پاسخگویی به سوالات شما هستند.