Gazdasági Mérnök, 1906. január-december (30. évfolyam, 1-52. szám)
1906-01-07 / 1. szám
1. szám. GAZDASÁGI MÉRNÖK 3 Ha a gyárosok olyan tiszta kalciumkarbidot gyártanának, mint amilyen cukorszénből meg márványból égetett kalciumoxidból keletkezhetik, az acetilén tisztítása kevesebb gondot okozna. De, ha a kalciumkarbid előállítására ezeket a nyersanyagokat használnak, fölötte drága. Hiszen annak is, hogy az acetilént fejlesztő karbidok közül épen a kalciumkarbidot használjuk, az az oka, hogy ezt lehet legolcsóbb nyersanyagokból gyártani. Ezek: a mészkőből készített égetett mész meg a fa- vagy ásványi szén. A mészkövet s az ásványi szeneket úgy kell megválasztani, hogy a kalciumkarbidot minél kevesebb olyan melléktermék szennyezze, amelyekből víz hatására szintén gáznemű vegyületek keletkezhetnek. Ha az acetilén képződésekor a hőmérséklet magas, a termékek között szénoxid is található. Továbbá a nyers acetilénben van még hidrogén, methán, nitrogén és oxigén is. Mindezeket a tisztátalanságokat a nyers acetilénből tökéletesen eltávolítani, nehéz feladat. Tisztításra használhatunk oxidáló testeket, melyek e gáznemű tisztátalanságokat nem illő vegylerekké oxidálják. E célra hipochlóros, vagy hipobrómos sókat alkalmaztak. Nem tekintve, hogy ezek az acetilénre is hatnak és mennyiségét csökkentik, azért is alkalmatlanok, mert chloracetiléndurranógáz, vagy chlornitrogén keletkezése miatt robbanást okoznak. Célszerűbb, de nem kielégítő az acetilént chlórmészból, kalciumoxidból meg kalciumchloridból készített keveréken hajtani át. Ezt a tisztító keveréket paratilénnek nevezik. A hipochlóros vegyületeknél jobb 5—20 százalékos chromsavoldattal mosni meg az acetilént, de ez sem kifogástalan, mert foszfor- és kéntartalmú vegyületeket hagy hátra az acetilénben. Az acetilént tisztíthatjuk fémsó-oldatokkal is s különösen jó a sósavas kuprochlorid-oldat, mely 1 rész kuprochloridból, 10 rész 25 százalékos sósavból és 10 rész sósavból és 10 rész vízből készül. E tisztító szernek neve frankolin. A frankólin a foszfor-, a kén-, a nitrogén-, sőt legtöbbször még a szilíciumtartalmú termékeket is visszatartja. Természetes, hogy e tisztító szerek az acetilént a hidrogéntől, a methántól és a nitrogéntől nem mentik meg. Ezek után nem lehet meglepő az a nyilatkozatom, hogy ha tiszta acetilénre van szükségünk, szívesebben fordulunk az ethilénbromidhoz, vagy akár a monobromethilénhez, mert ezekkel dolgozva csak egy tisztátalanságot, t. i. a monobromethilén gőzét kell eltávolítanunk. Az acetilén szobahőmérsékleten és egy levegőközi nyomás alatt gáznemű test. Színtelen. A tiszta acetilén szaga sajátszerű, nem kellemetlen. A tisztátalannak szaga attól függ, hogy melyik tisztátalanság benne a túlnyomó. Ha monobrometilénből készült és tisztítása rosszul sikerült, a monobromethilén szaga érzik rajta , ha kalciumkarbidból állították elő, bódító, hagymaszagú. Fémsóoldatokkal, vagy oxidáló testekkel tisztított acetilén elég kellemes, éteres szagú. Némelyeket a szagot ethilaldehidnek tulajdonítják. A chlórmésszel tisztított acetilén szaga az atkilénchloridból előállított gáz szagához hasonlít. A közzettekből kiderül, hogy a szagot milyen nehéz gázok jellemzésére használni. Az acetilén sűrűsége, viszonyítva a levegőhöz, 0-905, 4°C, a vízhez 0001194. Az elektromosságot rosszul vezeti. Különböző folyadékokban különböző mértékben oldódik, legjobban oldódik acetonban. Claude G. és Hess A. állapította meg 1897-ben hogy 1 liter aceton 12 légköri nyomás alatt körülbelül 300 liter acetilént nyel el. Az elnyelés térfogatnövekedéssel kapcsolatos, mégpedig minden egy légköri nyomásra a térfogatnövekedés mintegy 4%, úgy, hogy 1 liter aceton, 12 légköri nyomás alatt telítve acetilénnel, 15 litert tölt be. Ebben az állapotban az acetilén sűrűsége számítás, szerint 0-7, ugyanazon hőmérsékleten a folyós acetilén sűrűsége pedig 0-4 , tehát a folyós acetén térfogata csökken, ha acetonnal elegyedik, miből következik, ha a nyomást elegendőnek növeljük, az acetonban oldott acetilén térfogategységében több acetilént lehet fölhalmozni, mint amennyi a folyós acetilénben van. Ha az aceton hőmérséklete növekedik, az acetilén oldhatósága csökken, mégpedig felére száll, ha a hőmérséklet 15 ° C-ról 50o C-ra emelkedik. Ennélfogva, ha valamely zárt edényben az acetonos oldat hőmérsékletét 30o C-sal emeljük, a nyomás megkétszereződik ; ha pedig a folyós acetilén hőmérsékletét 18° C.-sal növeljük, a nyomás 24 légköri nyomásról 70-re emelkedik. Az acetonban oldott acetilén ezen sajátságában találják meg annak okát, hogy robbanékonysága kisebb, mint a folyós acetiléné. Az acetilén nyomással és hűtéssel könnyen folyósítható. Kritikus hőmérséklete 3705 fok C.; a kritikus nomás 68 légköri nyomás. A folyós acetilén színtelen, könnyen mozog, nagyon fénytáró. Fagypontja — 81-40 fok C. A folyós ecetilén jól oldja a praffint és a zsírokat. Ha a folyós acetilént acetonnal elegyítjük, a hőmérséklet csökken és az elegy térfogata is csökken. Ha az acetilént folyós levegővel lehűtjük, vagy ha a folyós acetilént levegőn elpárologtatjuk, megszilárdul. A szilárd acetilén sűrűbb, mint a folyós acetilén megszilárdul, térfogata csökken. Olvadáspontja —81 fok C. Az olvadás és a forráspont között levő csekély különbségből érthetjük meg, hogy a szilárd acetilén közönséges hőmérsékleten megolvadás nélkül párolog el továbbá, hogy a szilárd acetilént meggyújthatjuk s gyertyaként égethetjük el. Az acetilén halogén-elemekkel nemcsak közvetetlenül egyesül, hanem helyettesítési terméket is létesít; a víz elemeivel aldehyddé egyesül. Alacsony hőmérsékleten 20 légköri nyomás alatt 6 molekula vízzel kristályos vegyületté egyesül, mely közönséges légnyomás alatt felbomlik. Rendkívül nevezetes dolog az acetilén magatartása oxidáló testekkel szemben. 1. Az oxigén sem tisztán, sem más gázokkal elegyítve, közönséges hőmérsékleten nem hat az acetilénre. 2. Ha az acetilén vizes oldatát meglúgosítjuk és levegőt hajtunk rajta át, nagyon csekély ecetsav, keletkezik belőle. 3. Az ózon vizes oldatában hangyasavvá oxidálja. 4. Ha az acetilént oxigénnel vagy levegővel elegyítve hevítjük, az acetilén mennyisége szerint csendesen végbemenő égést vagy robbanást tapasztalunk. Meglepők azok a különbségek, amelyek az acetilén meg az oxigén elegyének magatartásában mutatkoznak, így pl. ha egy térfogat acetilénből és három térfogat oxigénből készült elegyet U alakú csőbe bocsátunk mely 450—550°C.-ra van fölhevítve, az acetilén elég, de nem mindig robbanással, ellenben ha ugyanez a gázelegy nagyobb átmérőjű edénybe áramlik, 515°C.-on rohanással megy végbe az átalakulás. 5. Ha az acetilén oxidációja nem teljes, többféle égés-, illetőleg bomlástermék keletkezik, így szén, szénoxid, hidrogén, víz és szénhidrogének mutathatók ki. Ha az acetilént levegővel elegyítjük és az acetilén 774 térfogatszázaléknál kevesebb, a szén széndioxiddá, a hidrogén vízzé ég el ; ha az acetilén mennyisége 1737 térfogatszázalékig emelkedik, az égéstermékek között lesz széndioxid, szénoxid, víz, hidrogén; ha az acetiléntartalom még több, szén válik ki s az acetilén részben változatlan marad. Ha az acetilént egyenlő térfogatú oxigénnel elegyítve gyújtjuk meg, a reakciótermékek : szénoxid meg hidrogén. 6. Az acetilén szénkiválással oxidálódik, ha izzó fémoxidon hajtjuk keresztül; akkor is szénkiválással oxidálódik, ha szénoxiddal, illetőleg széndioxiddal készült elegyét izzó csövön hajtjuk át, vagy nyomás alatt égetjük el. Az acetilén gyuláshőmérséklete 480°C., az ethiléné 580°C., az etháné 6160 C. Az acetilént szeretik gyönge savnak minősíteni. Ez csak azzal a föltevéssel fogadható el, ha föltesszük, hogy a szén mint szerfelett gyönge affimnitású halogénelem viselkedik. Savtermészetére abból következtetnek, hogy a molekulájában levő hidrogénatomok fémekkel helyettesíthetők. Ezek a helyettesítési termékek, épen mint az acetilén fémsókkal addiciós termékeket alkotnak. Létesíthet mono- és diszubstitúciós termékeket, mely utóbbiak a karbidok, de ha az acetilén révén jöttek létre, acetilideknek nevezik őket. Az alkálifémek karbidja, épen úgy, mint más karbid is, keletkezik, ha a fém alacsonyabb vagy magasabb hőmérsékleten hat acetilénre. Például a nátriumfém 50—70 fok C.-on hidrogént fejleszt és monokarbidot keletkeztet. Az acetilén fémhatásai között legközönségesebben ismeretes az, amelyet az ammoniás kuprooldattal szemben tanúsít. Ez szolgál az acetilén fölismerésére is. A csapadék tisztán előállítva 60 fok C.-on megszárítható, anélkül, hogy fölrobbanó. Levegőn állva, már 60 fok C. alatt is fölrobban. Hiszik, hogy levegőn, oxidáció következtében a kuproacetilénnél veszedelmesebb rézdiacetilén keletkezik s ez okozza a robbanást. A kuproacetilén nemcsak hevítve, hanem szárazon ütve is, hevesen robban. Száraz acetilén a rézre nem, vagy csak nagyon lassan hat; ha azonban az acetilén nedves, ammónia vagy más gáz szennyezi, miként Grittner kimutatta, szintén keletkezik robbanó kuproacetilén. Nemcsak tiszta réz, hanem sok réztartalmú ötvözet is, pl. sárgaréz, tombák létesíthetnek robbanó kuproacetilént. Alpacca- és britániafém, ámbár abban épen annyi réz van, mint a sárgarézben (66*4°/,,), ebben pedig még több (91 *7°/C), robbanó kuproacetilént nem létesítenek. Jó mindig emlékezni rá, hogy vörösréz vagy némely réztartalmú ötvözet is oka lehet a robbbanó kuproacetilén képződésének. Acetilénnel dolgozva, tehát kerülni kell a vörösrézzel vagy sárgarézzel fölszerelt geométereket, különben megtörténhetik, hogy erős esetleg veszedelmes robbanás fogja emlékezetünkbe idézni, hogy kuproacetilént nemcsak ammóniás kuprosó, hanem réz, vagy réztartalmú ötvözet is létesíthet. Ammoniás ezüstnitrát-oldattal fehér, vagy sárgás-fehér csapadékot idéz elő a szerint, amint kemény vagy híg az ezüstoldat. ”Ez a csapadék, megszárítva, 200 fok C.-on robban fel. Kettős vegyületeket az ezüstacetilén is létesít, ha az acetilén ammonis ezüstchloridra, vagy káliumjodidban oldott ezüstjodidra hat. Ezek is robbanékonyak. Az acetilén magas hőmérsékletet csak akkor bír el, ha nagyobbb tömegű más gázzal, pl. hidrogénnel van elegyítve. Tiszta állapotban, zárt edényben, már vörös izzáson polimerizálódik. Benzon, stirol, naftalin, rotén mint izociklusos vegyületek keletkeznek belőle. Nagyon magas hőmérsékleten és nagyobb nyomás alatt felbomlik szénre és hidrogénre. Az acetilén akkor is felbomlik alkotó elemeire, ha rajta elektromos szikrát ültetünk át, de keletkeznek polimertermékek is, melyek még tanulmányozásra várnak. * * Mihelyt a műszaki vállalkozás állást foglalt a mellett, hogy az acetilént világításra fogja értékesíteni, fölmerült az a gondolat is, hogy az acetilént, mely elég könnyen sűríthető, a széndioxid módjára, nagy nyomást kiálló vaspalackokban bocsássák forgalomba. Az acetilén olcsósága, nagy világítóereje reményt nyújtott, hogy a polgárosultság nagy középpontjaitól távolabb is tündéri fénynyel lehet megvilágítani a köz- és magánépületeket, a tereket, mulatókerteket, mert majd tetszés szerinti mennyiségben lehet szállítani a föld olyan zugába is, hová az elektromos áram nem vezethető el, vagy ahol elektromos áramot fejleszteni csak rendkívüli áldozatokkal lehetne. Az öröm nem tartott sokáig. A folyósított acetilén olyan új és borzasztó sajátsággal mutatkozott