El acetileno (C2H2) es una molécula simple que encuentra aplicaciones en una amplia gama de campos. Sus propiedades únicas (alta temperatura de llama, rápida transferencia de calor y diversa reactividad química) lo convierten en un material valioso para industrias como la metalurgia y la producción química.
1. Uso de acetileno en el procesamiento de metales
El acetileno encuentra amplias aplicaciones en el procesamiento de metales y materiales porque tiene una temperatura de llama y una velocidad de propagación excepcionalmente altas. Esto proporciona densidades de energía concentradas y una rápida transferencia de calor a las piezas de trabajo objetivo.
Los estudios realizados en Linde revelan un notable aumento de eficiencia del 50 % cuando se utiliza acetileno para secciones oblicuas extremas en comparación con propano.
Una llama de oxiacetileno exhibe una estructura característica de dos partes: una llama primaria más caliente y una llama secundaria circundante. La temperatura máxima reside en la punta de la llama primaria, lo que la hace crucial para el procesamiento de materiales. Su eficiencia de calentamiento surge del efecto combinado de su liberación volumétrica de calor y su velocidad de propagación.
La transferencia de calor durante la soldadura se produce a través de tres mecanismos principales: radiación, convección y conducción térmica. Un gradiente de temperatura pronunciado entre la llama y la pieza de trabajo mejora aún más la transferencia de calor.
Al ajustar la proporción de oxígeno a acetileno, se pueden lograr diferentes tipos de llama: oxidante, neutra o reductora (carburante). Se prefieren llamas neutras o ligeramente reductoras para soldar acero, alúmina y cobre, mientras que las llamas oxidantes son adecuadas para soldar, cortar, decapar y endurecer superficies de latón.
Las llamas de oxiacetileno se emplean en una amplia gama de procesos industriales, que incluyen:
- Soldadura
- Corte
- Soldadura
- Soldadura
- Superficie
- Pulverización con llamas
- Calefacción
- Endurecimiento
- Alisado
- Limpieza
- Decapado
- Eliminación de óxido
- Descarbonizando
Si bien las llamas de oxiacetileno ofrecen un rendimiento superior, las llamas de acetileno-aire encuentran uso ocasional en aplicaciones específicas como soldadura fuerte de estaño, soldadura de termoplásticos con aire caliente, trabajo de vidrio y eliminación de pintura. Sin embargo, la conveniencia y seguridad de los combustibles alternativos como el propano o el butano han reemplazado en gran medida al acetileno en estas áreas.
En particular, las llamas de acetileno-aire más suaves se utilizan en soldadura blanda y dura, endurecimiento y templado por llama. Para tales aplicaciones, normalmente se emplean quemadores de aire comprimido tipo Bunsen y de acetileno.
2. Uso de acetileno en la industria química
Las diversas propiedades químicas del acetileno lo han convertido en un valioso precursor de numerosos productos de importancia industrial. La Figura 1 resume estos productos y sus aplicaciones. Entre 1960 y 1970, la mayoría de estos productos se derivaban de él.
Sin embargo, desde la década de 1970, el acetileno ha sido sustituido por olefinas como el etileno y el propeno, particularmente en la producción de acetaldehído y acrilonitrilo. Actualmente, las principales aplicaciones del acetileno se encuentran en el cloruro de vinilo, el acetato de vinilo y otros ésteres vinílicos; Ácido acrílico; negro de acetileno; y productos químicos especializados como 1,4-butinodiol y alcoholes acetilénicos.
Para estas especialidades químicas, la ruta del acetileno sigue siendo el método de producción comercial único o dominante.
Si bien el cloruro de vinilo, el acetato de vinilo y el ácido acrílico fueron históricamente importantes derivados del acetileno, ahora se producen predominantemente a partir de etileno y propeno en la mayoría de los países. Curiosamente, China presenta un caso único.
Desde 1997, la demanda de acetileno en China para el monómero de cloruro de vinilo se ha disparado un 15,9% anual, lo que impulsó la construcción de nuevas instalaciones de producción a base de carburo de calcio entre 2008 y 2013.
Actualmente, China es el principal productor y consumidor de acetileno del mundo y representa más del 80% de la producción mundial.
Referencia
- Acetileno; Enciclopedia de química industrial de Ullmann. – https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/14356007.a01_097.pub4
