Obtenção do acetileno pela oxidação parcial de uma alimentação de hidrocarbonetos

Etapas do processo:

Antes, o acetileno era produzido pela reação de carboneto de cálcio com água:

CaC₂ + 2H₂O  CaC(OH)₂ + C₂CH₂    ΔH= -30 kcal

O acetileno gerado pelo carboneto de cálcio pode ser feito por dois métodos, o método mais antigo, que é o “método descontínuo ou úmido” e o mais frequente em grandes escalas industriais, a "geração a seco". Porém, existe um outro método chamado de pirólise ou craqueamento do gás natural ou de hidrocarbonetos líquidos, o qual irá ser aprofundado. Esse processo acontece usando a oxidação parcial do oxigênio, o craqueamento térmico e um arco elétrico. Na 1º etapa o oxigênio( a 90 até 98%) e o gás natural são aquecidos separadamente até 1200ºF, ou seja, 649ºC, usando um gás combustível. Na 2º etapa os dois gases aquecidos são levados até um queimador ou conservador e misturados em uma razão molar de 0.60/100. Logo, na 3º etapa estão envolvidas a câmara de misturação, a zona de conversão química e uma câmara de extinção, que juntos constituem a fornalha, ou queimador, cujo objetivo é, também, realizar a combustão parcial do metano, uma combustão por volta de dois terços. A combustão e cisão do metano atinge 90 a 95%, tendo quase a mesma porcentagem de combustão do oxigênio, que é totalmente convertido (100%). Depois, é realizado o resfriamento do acetileno e dos gases, através de jatos nebulizados de água ou óleo, até 100ºF, ficando com a seguinte composição típica percentual:

Seguindo, na 4º etapa, ocorre a remoção da fuligem em um filtro para carvão. E, constituindo a 5º etapa, ocorre a compressão dos gases limpos a uma pressão de 165 psig (11,2 atm monométricas). Na 6º etapa o acetileno é removido numa coluna “coberta” por um solvente seletivo como exemplo a dimetilformamida. Logo na 7º etapa ocorre a evaporação do dióxido de carbono, que, posteriormente, é extraído do solvente rico numa coluna, a mesma que se fraciona o acetileno, conseguindo-se um produto a 99% ou mais, com um rendimento de 30 a 36 % do carbono no gás natural. Por fim, na 8º etapa, os acetilenos superiores e a água são extraídos sobre pressão reduzida e o solvente é reutilizado.

Fluxograma da obtenção do acetileno pela oxidação parcial de uma alimentação de hidrocarbonetos. (Chemical Construction Co.)

Diagrama de blocos para a obtenção do acetileno através da oxidação parcial dos hidrocarbonetos.

Um outro método utilizado  para se obter acetileno pela pirólise dos hidrocarbonetos é o da Du Pont. Neste método observa-se um elevado rendimento de acetileno, assim como uma menor formação de subprodutos, nele já existe uma bobina magnética no qual os processos descritos acima são realizados com maior eficiência.

Queimador a arco, da Du Pont, para a pirólise do acetileno. (Chem. Week, 18 de janeiro de 1964.)

"SHREVE, R. Norris. Indústrias de processos químicos. 4. ed. São Paulo: Editora LTC, 1997."