乙炔與丙烷對數(shù)控火焰切割機(jī)作用

源自蘇州卡斯倍諾數(shù)控技術(shù)篇：

石油化工催化裂化中乙炔與丙烷、丁烷和天然氣(甲烷)燃燒性能的差異主要是由于它們的分子結(jié)構(gòu)不同所致。乙炔(CH=CH)分子結(jié)構(gòu)中兩個碳原子之間存在兩個π鍵，具有化學(xué)活性強(qiáng)、著火點(diǎn)低、燃燒速度快、易回火等特點(diǎn)。然而，烷烴的分子結(jié)構(gòu)只含有相對穩(wěn)定的σ鍵(如CH3-CH2-CH3).因此，其化學(xué)活性和燃燒速率不如乙炔，回火傾向較小。由于分子結(jié)構(gòu)和燃燒速率的不同，火焰熱的分布也不同。

乙炔氣由于其易燃性、易爆性、低安全系數(shù)、能耗、環(huán)境污染和生產(chǎn)成本高等特點(diǎn)，在生產(chǎn)、儲存、運(yùn)輸、使用、環(huán)保和價格等方面存在諸多缺陷和隱患，因此乙炔氣的發(fā)展受到極大的限制，許多國家都在開發(fā)新的、更安全、更節(jié)能的工業(yè)氣。在全國乙炔生產(chǎn)會議上，中國有關(guān)部門明確表示，將不再批準(zhǔn)建設(shè)和擴(kuò)建電石廠和乙炔廠?，F(xiàn)有的制造商正面臨著轉(zhuǎn)型的局面。早在“八五”期間，國家就大力推廣烷烴氣代替乙炔氣，如丙烯氣、天然氣等，逐步取代乙炔氣。

我國工業(yè)煤氣消耗的70%是乙炔氣。過去乙炔氣主要產(chǎn)自乙炔發(fā)生器，由于污染和高度不安全，不允許使用(包括管道式)。目前，瓶裝乙炔氣主要用于工業(yè)切割。乙炔具有活性化學(xué)性質(zhì)、易爆性和極端危險性。當(dāng)它與銅、銀和其他金屬以及空氣、純氧混合時，即使容器的直徑也很大，也會引起爆炸。在碳鋼切削中使用乙炔氣體時，易熔化切割的上緣，渣懸較多，不易去除，斷面局部硬化，使切割工藝不理想。焊接需要拋光，增加了生產(chǎn)成本。近年來，沿海地區(qū)的造船廠禁止在造船平臺上使用乙炔，并改用其他新的切割氣體。多年來，人們一直試圖使用其他燃料代替乙炔作為減排氣體。但是，由于天然氣、液化石油氣、丙烷氣、丙烯氣、人造氣、二甲醚等燃料在氧氣中燃燒低于2500℃，直接作為切割氣體是不理想的。需要添加助燃添加劑催化、裂解、輔助燃燒，改變氣體的燃燒方式，從而提高火焰溫度，使氧燃燒火焰溫度達(dá)到或超過乙炔的3100℃，達(dá)到取代乙炔的目的。

長期以來，乙炔已成為工業(yè)切割、焊接、火焰拉伸等領(lǐng)域不可替代的燃料。乙炔在球墨鑄鐵、鉬鋼、不銹鋼等特殊切削加工中發(fā)揮著不可替代的作用。乙炔在焊接過程中具有比其他氣體更獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，操作簡單，適用性強(qiáng)?；鹧鎳娡繄D以其速度快、質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)受到許多企業(yè)的青睞。

然而，隨著生產(chǎn)力的發(fā)展和社會的進(jìn)步，人們越來越重視環(huán)境保護(hù)、節(jié)能、安全和高效，對乙炔氣體暴露出的弊端和缺陷有了更清晰的認(rèn)識。20世紀(jì)70年代，歐美發(fā)達(dá)國家開始逐步淘汰乙炔氣，取而代之的是丙烯、天然氣、汽油、焦?fàn)t氣、氫氣等工業(yè)氣。

為了達(dá)到乙炔的效果，必須了解乙炔的物理化學(xué)性質(zhì)，采取相應(yīng)的技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)烷烴氣體的替代。

乙炔的分子式為C2H2，結(jié)構(gòu)式為HC=CH。根據(jù)雜化軌道理論，乙炔分子中的碳原子通過sp雜化模式參與鍵的形成。兩個碳原子在一個sp雜化軌道上相互重疊，形成碳-碳σ鍵，每個碳原子與sp軌道中氫原子的1s軌道重疊，形成碳?xì)洇益I。另外，兩個碳原子都有兩個相互垂直的未混合的2p軌道，其對稱軸是平行的，相互重疊，形成兩個垂直的π鍵，從而形成碳-碳三鍵。兩個π鍵電子云以圓柱形對稱分布在碳-碳σ鍵周圍。

乙炔分子中π鍵的形狀

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