Имея карбид кальция, получить ацетилен элементарно — достаточно бросить карбид в воду. Но зачем нужен ацетилен? Что он такое и с чем его едят? Оказывается, это на редкость полезная вещь…
Список современных применений ацетилена удивительно длинный. И когда-то он совершил мини-революцию. Когда мы видим машину самого начала 20-го века и стоит подпись «вместо фар были газовые фонари» — то гарантировано это были карбидные лампы, а когда в то время говорили про «яркий свет будущего», то имели ввиду именно «чисто белый» свет ацетиленовой горелки.
Сам ацетилен — это ненасыщенный углеводород C2H2
Ацетилен взрывоопасен. Более того — в воздухе ацетилен легко разлагается на углерод и водород. Причем процесс разложения сильно экзотермичен и поэтому может быть самоподдерживающимся. При этом реакция идет как между горючим и окислителем. Даже ударная волна может инициировать взрыв. А ведь он еще и легковоспламеняющийся — он самовоспламеняется при 335°C! Кроме того — ацетилен нельзя хранить в медных и серебряных емкостях — он становится взрывоопасен.
Также дышать ацетиленом не следует — головокружение, рвота и общее отравление гарантировано.
Ацетилен — опасный газ, это один из его основных недостатков.
Но давайте перечислим хотя бы основные места, где он может применятся:
1. Освещение. Карбидные лампы дают очень яркий свет главное — эти лампы автономны.
2. Резка и сварка металла (нужен кислород, а это уже посложнее, но методы есть)
3. Сырье для производства цианамида (это вещество для экстракции золота и серебра, удобрение, сырье для производства аммиака и мочевины)
4. Сырье для тетрахлоэтана — очень неплохого растворителя.
5. Сырье для поливинилхлорида — изоляция проводов, изготовление труб, производство непромокаемых тканей.
6. Сырье для ацетиленидов — взрывчатых веществ.
Да о чем говорить! Есть даже попытки построить ракетный двигатель на смеси ацетилена и аммиака!
Самое интересное — для получения ацетилена не нужно ничего сверхсложного. Карбид кальция вполне мог быть получен на тысячу лет раньше. Или на две. Представьте, как выглядело бы средневековье освещенное карбидными фонарями. А уличное освещение Древнего Рима? Причем, если в средневековье его продвинуть было бы сложно, то Древний Рим мог выглядеть совсем по-иному…
«процесс разложения сильно эндотермичен» — _экзотермичен_, конечно же.
поправил
«процесс разложения сильно эндотермичен» — экзо, вроде бы?
Карбид кальция делается из угля и извести при 2000 градусах. Вы сначала сделайте печь, способную создать такую температуру. И не просто создать, но и чтобы она сама не расплавилась нафиг в процессе…
А кто-то обещал, что будет просто? 😀
«Самое интересное — для получения ацетилена не нужно ничего сверхсложного. Карбид кальция вполне мог быть получен на тысячу лет раньше. Или на две. »
Статью бы про то, как получить карбид кальция хотя бы в 18 веке.
Вообще-то статья про карбид кальция есть.
Там две технологии — простая требует больших затрат электроэнергии, а сложная навороченных печей.
А как насчет идеи создания ацетеленовых пушек для метания снарядов. Для метания мин (снарядов) используется ацетилено-воздушноя и ацетилен-кислородной смесью, для увеличения дальности стрельбы. Данные системы ограниченно применялись Италией в годы первой мировой.
Извращение ПМ. В условиях порохового голода и отсутствии минометов мастрячили все что угодно, лишь бы кинуть гранату на 100-200 метров. Рогатки, катапульты, ацитиленовые пушки — извращения.
Как это вы засунете попаданца в окопы(иначе дальность ацитиленовой слишком низкая), дадите ему ацитилен но не дадите пороха(из карбида при наличии времени можно делать азотку, см ветку по фиксации азота на форуме)?
Мало суметь сделать карбид, нужно ещё изобрести аппарат Киппа, иначе смертность среди тех, кто работает с ацетиленом, будет слишком высока — с сопутствующими оргвыводами.
И хранение готового ацетилена в баллонах эту проблему не решит. Ацетилен под давлением детонирует от от лёгкого удара, поэтому хранят его в баллонах, заполненных губчатой массой (волокнистые: шелк, вискоза, кожа, губка, лен, шерсть животных, стеклянная и минеральная вата, асбест; зернистые: кизельгур, древесный уголь, пемза, силикагель, торф, костная мука, газосиликатный блок, древесные опилки, кирпичная крошка…), но главное, вся эта губка пропитана ацетоном, в котором ацетилен прекрасно растворяется и становится невзрывоопасным.
Капаем воду тоненькой струйкой, образовавшийся ацителен сразу в дело, практически под давлением. Ну и реактор охлаждаем.
Тут например http://habrahabr.ru/post/185720/
В комментариях отметились сварщики, не паниковали.
А так замечание по делу, помнить об опасности стоит.
По поводу производства карбида.
Его изготавливать можно в старинных персидских (или индийских) печах для тигельной плавки. Объем производства небольшой, но все просто и реально.
Небольшая одноразовая печь выложенная со сфероконическим внутренним профилем. Закрыта сверх. С одного торца ставят меха. С другого (с низу) делают небольшие выходы для избыточного воздуха. Она легко прогревается до 1650-1700 градусов даже ручными мехами. Выжать из нее 1800-1900 градусов можно без особых проблем за счет небольшого масштабирования и увеличения интенсивности наддува.
Эти печи появились в районе I века нашей эры в северной Индии и к началу 2-ого тысячелетия распространились в Персии, Хорезме и кое-где на Ближнем Востоке. Когда в Европу пришли — не ясно. Кто-то считает, что до VIII-IX веков, кто-то, что в XVIII веке (после введение в практику пудлингования), а до того вся тигельная сталь была импортной.
Без подогрева наддува — не тратьте время.
Без подогрева наддува эта штука и так разогревается до 1650-1700 градусов от ручных мехов. Повторюсь — от ручных. То есть, наддув минимален.
Если проводить прямые аналогии с сыродутными печами, то рост температуры в диапазоне двух-трех сотен (и более) градусов обеспечивается интенсивностью поступления воздуха для интенсификации сгорания.
Ранние сыродутные печи — около 1000-1100 градусов, блауофены с холодным дутьем — до 1400-1450 прогревались.
По сути, это и есть печь с подогревом наддува )))
Нашел чертежи и обсуждение воздушно-пропановой вихревой горелки http://chipgu.ru/viewtopic.php?t=1082 При использовании ацетилена вместо пропана, думаю, температуру факела можно значительно увеличить. Значит возможна дешевая резка и сварка металла практически на любом этапе цивилизации — хоть в Древнем Египте.
Не обязательно получать карбид кальция, более простой в техническом плане — карбид бария. Он образуется уже при 1200 градусах, и так же разлагается водой (а лучше слабым раствором кислоты) до ацетилена.
Есть еще карбиды натрия и калия, собственно Эдмунд Дэви, открывший ацетилен, получил его из карбида калия, который образовывался при накаливании карбоната такия с углем.
К сожалению, по этим карбидам информации очень мало.
https://www.jstage.jst.go.jp/article/nikkashi1898/57/5/57_5_357/_article
https://chem21.info/page/211195192026210212202192079048095160144125114009/
https://chem21.info/page/212024097033101090255148248255043167049151074127/
https://chem21.info/page/158250015073226226033188207158005092148041100177/
https://chem21.info/page/039121243164111252240189254147096028150100123146/
https://chem21.info/page/236021113128184210046224040132050239149178076113/
Как всегда всё упирается в локальную доступность… Если есть барий — то через барий, если есть огнеупоры и топливо — то через более высокотемпературную двухконтурную печку.
В общем, геологический ликбез для попаданца обязателен )
Ну вообще карбид кальция без кислородного дутья никогда не получали.
Простым подогревом дутья тут не обойтись. При воздушном дутье в домне температура 1800-1900 достигается только в небольшой окислительной области прямо около фурмы, и в окислительной атмосфере никакого карбида получаться не может. За границами этой области температура сразу падает до 1600 за счет сильно эндотермической реакции углекислого газа с углеродом.
Да вполне обойтись, был бы уголь, огнеупоры и руки — заморачиваться с сложной печкой.
Дутьё и стенки (до внутренней изоляции, чтобы не ждать прогрева неделю) можно выше 1000С разогреть — финальная температура вырастет почти на столько же.
Традиционно карбид в электропечах варили и варят, поскольку к моменту его исторической востребованности была уже достаточно дешёвая электроэнергия, которая и дальше дешевела одновременно с ростом производства. Смысла не было в сложных печах для малых объёмов, а потом дешёвая энергия и вовсе закрыла этот путь.
По кислородному дутью — это отдельные эксперименты, как мне помнится (электричество вне конкуренции), причём после турбодетандеров и соответственно дешёвого кислорода — не попаданческий вариант совсем.