乙炔与丙烷对数控火焰切割机作用

源自苏州卡斯倍诺数控技术篇：

石油化工催化裂化中乙炔与丙烷、丁烷和天然气(甲烷)燃烧性能的差异主要是由于它们的分子结构不同所致。乙炔(CH=CH)分子结构中两个碳原子之间存在两个π键，具有化学活性强、着火点低、燃烧速度快、易回火等特点。然而，烷烃的分子结构只含有相对稳定的σ键(如CH3-CH2-CH3).因此，其化学活性和燃烧速率不如乙炔，回火倾向较小。由于分子结构和燃烧速率的不同，火焰热的分布也不同。

乙炔气由于其易燃性、易爆性、低安全系数、能耗、环境污染和生产成本高等特点，在生产、储存、运输、使用、环保和价格等方面存在诸多缺陷和隐患，因此乙炔气的发展受到极大的限制，许多国家都在开发新的、更安全、更节能的工业气。在全国乙炔生产会议上，中国有关部门明确表示，将不再批准建设和扩建电石厂和乙炔厂。现有的制造商正面临着转型的局面。早在“八五”期间，国家就大力推广烷烃气代替乙炔气，如丙烯气、天然气等，逐步取代乙炔气。

我国工业煤气消耗的70%是乙炔气。过去乙炔气主要产自乙炔发生器，由于污染和高度不安全，不允许使用(包括管道式)。目前，瓶装乙炔气主要用于工业切割。乙炔具有活性化学性质、易爆性和极端危险性。当它与铜、银和其他金属以及空气、纯氧混合时，即使容器的直径也很大，也会引起爆炸。在碳钢切削中使用乙炔气体时，易熔化切割的上缘，渣悬较多，不易去除，断面局部硬化，使切割工艺不理想。焊接需要抛光，增加了生产成本。近年来，沿海地区的造船厂禁止在造船平台上使用乙炔，并改用其他新的切割气体。多年来，人们一直试图使用其他燃料代替乙炔作为减排气体。但是，由于天然气、液化石油气、丙烷气、丙烯气、人造气、二甲醚等燃料在氧气中燃烧低于2500℃，直接作为切割气体是不理想的。需要添加助燃添加剂催化、裂解、辅助燃烧，改变气体的燃烧方式，从而提高火焰温度，使氧燃烧火焰温度达到或超过乙炔的3100℃，达到取代乙炔的目的。

长期以来，乙炔已成为工业切割、焊接、火焰拉伸等领域不可替代的燃料。乙炔在球墨铸铁、钼钢、不锈钢等特殊切削加工中发挥着不可替代的作用。乙炔在焊接过程中具有比其他气体更独特的优点，操作简单，适用性强。火焰喷涂图以其速度快、质量好等优点受到许多企业的青睐。

然而，随着生产力的发展和社会的进步，人们越来越重视环境保护、节能、安全和高效，对乙炔气体暴露出的弊端和缺陷有了更清晰的认识。20世纪70年代，欧美发达国家开始逐步淘汰乙炔气，取而代之的是丙烯、天然气、汽油、焦炉气、氢气等工业气。

为了达到乙炔的效果，必须了解乙炔的物理化学性质，采取相应的技术手段来实现烷烃气体的替代。

乙炔的分子式为C2H2，结构式为HC=CH。根据杂化轨道理论，乙炔分子中的碳原子通过sp杂化模式参与键的形成。两个碳原子在一个sp杂化轨道上相互重叠，形成碳-碳σ键，每个碳原子与sp轨道中氢原子的1s轨道重叠，形成碳氢σ键。另外，两个碳原子都有两个相互垂直的未混合的2p轨道，其对称轴是平行的，相互重叠，形成两个垂直的π键，从而形成碳-碳三键。两个π键电子云以圆柱形对称分布在碳-碳σ键周围。

乙炔分子中π键的形状

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