Výroba ethylenu
Ethylen nebo ethen je bezbarvý hořlavý plyn,má slabý muscat a sladkou vůni. Jeho chemický vzorec je C2H4. Ethan je nejjednodušší alken (nenasycené uhlovodíky, které mají jednu dvojnou vazbu mezi sousedními atomy uhlíku). Molární hmotnost je 28,05 g / mol. Teplota tání je -169,2 ° C, teplota varu je -103,7 ° C. Bod vzplanutí je -136 ° C, samovznícení je +542,8 ° C. V roce 1680 byl I. Bercher (německý lékař a chemik) z alkoholu z vína, když byl vystaven působení vitriolového oleje (to byl název kyseliny sírové v té době), jako první vyráběl ethylen z ethanolu. Strukturní vzorec ethylenu v roce 1860 založil ruský chemik A. M. Butlerov jako výsledek reakce methylenjodidu s mědí. Tento plyn je lehce lehčí než vzduch, je špatně rozpustný ve vodě, v organických rozpouštědlech to je dobré.
Příprava ethylenu a studium jeho vlastností, počátekkterý se odkazuje na poloviny 19. století, vedl dnes k tomu, že ethylen je nejpopulárnější organická sloučenina. Jeho světová produkce dosáhla v roce 2006 více než 109 milionů tun. V současné době se stále rozvíjí výroba ethylenu. Do roku 2010 vyrobilo nejméně 117 společností ve 55 zemích. Ethylen se používá jako surovina při výrobě polyethylenů vysokého a nízkého tlaku sevilene a jiných polymerních materiálů získaných v procesu kopolymerace s různými komonomery. Také se používá pro výrobu ethylbenzenu a styrenu, ethylenoxidu, vinylchloridu, vinylacetátu, kyseliny octové, ethyl alkoholu a ethylenglykolu.
Co způsobilo zvýšení výrobní kapacity,zaměřené na získání ethylenu? Především rozšíření trhu polymerních materiálů. Polyetylény různých typů spotřebovávají více než polovinu světové produkce ethylenu. Tento polymerový materiál je nejrozšířenějším plastem na světě. Vyrábí filmy pro různé účely. Lineární alfa-olefiny získané oligomerizací (tvořící krátké řetězce polymerů) se používají jako prekurzory, detergenty, plastifikátory, syntetické maziva, přísady a jako komonomery při výrobě polyethylenů. Dalším důležitým směrem použití ethylenu je jeho oxidace, aby se vytvořil ethylenoxid, který je hlavní surovinou při výrobě povrchově aktivních látek a detergentů. Etylenoxid podléhá hydrataci, což vede k tvorbě ethylenglykolu. Je široce používán jako automobilový nemrznoucí prostředek.
Dnes se vyrábí ethylenzejména pyrolýzou přímým benzínu nebo široké frakce lehkých uhlovodíků. V Rusku a bývalých sovětských republikách jsou instalovány různé kapacity budované jak domácími (Giprokauchuk, VNIPINeft, Bashgiproftekhnechim), tak i zahraničními technologiemi (Linde AG). Provozní výroba může být rozdělena do tří skupin: malá kapacita (30 a 60 tisíc tun ethylenu ročně), střední (100 a 200 tisíc tun ročně) a vysoká (300 a 450 tisíc tun ethylenu ročně). Nyní na světě existují instalace s mnohem vyšší kapacitou: od 400 do 500 a dokonce až 800 tisíc tun ethylenu za rok. Takové zvýšení výroby nám umožňuje snížit konkrétní materiálové, energetické a kapitálové náklady.
Výroba ethylenu se provádí na chemickévčetně pyrolýzní jednotky, jednotky pro separaci plynu, chemické čistírny odpadních vod. Surovina - plyn nebo jiné frakce lehkého oleje rafinace nebo jeho směsi s vodní párou (způsobu snížení tvorby koksu v potrubí pece). Surovina přivádí do pyrolytické pece, kde je teplota 750 až 900 ° C, tvořené pyrogas sestávající z vodíku a uhlovodíků, jejichž molekuly obsahují jeden (metan) do dvaceti uhlíkových atomů. Teplo z pyrolýzy se používá ve speciálním zařízení, které se vyrábí z vyčištěné vody pod vysokým tlakem páry, a ochladí se pyrogas vstupuje do separační jednotky pryskyřice pyrolýzy (těžký) a pyrocondensate. Poté pyrogas obsahuje hlavně uhlovodíky z C1 až C4, se přivádí do turbodmychadla (turbíny poháněné vysokotlaké páry), která pod tlakem se přivádí do destilační plynový separační systém sloupce. Tam je rozdělení základních produktů, jako je ethylen a propylen (jeho výstupu, ve srovnání s ethylenem, a to vždy ve dvou krát méně), a vedlejší produkty z vodíku, methanu, ethanu, propanu, butylen-butadien frakce, dehtu pyrolýzy světla nebo komponent motorový benzín.
Je také možné získat ethylen katalytickou látkoupyrolýzy. V průmyslovém měřítku se tato metoda nerealizuje, ačkoliv její testy v naší zemi byly prováděny nejen v laboratořích, ale i v průmyslových podmínkách. Výhodou je možnost snížení teploty pyrolýzy v důsledku použití katalyzátorů. V důsledku zvýšení selektivity procesu se výtěžnost ethylenu a propylenu zvyšuje ve srovnání s tepelnou pyrolýzou, dochází ke snížení tvorby vedlejších produktů i koksu. V současné době výzkumníci v různých zemích pracují ve směru hledání účinného procesu katalyzátoru a instrumentálního návrhu.
