Výroba ethylenu

Ethylen nebo ethan je bezbarvý hořlavý plyn se slabým muscatem a sladkou vůní. Jeho chemický vzorec je C2H4. Ethan je nejjednodušší alken (nenasycené uhlovodíky, mající 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 I. Bercher (německý lékař a chemik) z vínového alkoholu, když byl vystaven působení vitriolového oleje (v té době to bylo nazýváno kyselina sírová) byl první, kdo vyráběl ethylen z ethanolu. Bylo vytvořeno strukturní vzorec ethylenu z roku 1860 Ruský chemik AM Butlerov v důsledku reakce methylenjodidu s mědí. Tento plyn je lehce lehčí než vzduch, je špatně rozpustný ve vodě, v organických rozpouštědlech to je dobré.

Výroba ethylenu a studium jeho vlastností, které začalo v polovině 19. století, vedlo dnes ke skutečnosti, že ethylen je nejvyhledávanější 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 je používán jako surovina při výrobě vysokotlakých a nízkotlakých polyethylenů, sevylenů a dalších polymerních materiálů získaných kopolymerací s různými komonomery. Používá se také k přípravě ethylbenzenu a styrenu, ethylenoxidu, vinylchloridu, vinylacetátu, kyseliny octové, ethylalkoholu a ethylenglykol.

Co způsobuje růst 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 oligomerací (tvorba krátkých polymerních řetězců) se používají jako prekursory, detergenty, změkčovadla, syntetická maziva, přísady, a jako komonomery při výrobě polyethylenů. Další hlavní použití směru ethylenu - je jeho oxidace na výrobu, která je hlavní surovinou pro výrobu povrchově aktivních látek a oxidu detergenty ethylenoxidu. Ethylenoxid podléhá hydrataci produkuje ethylenglykol. Je široce používán jako automobilový nemrznoucí prostředek.

V současné době je příprava ethylenu se provádí v podstatě pyrolýzou přímé benzínu nebo široké frakce lehkých uhlovodíků. V Rusku a bývalém Sovětském svazu existují různé instalace napájení konstruován jak pro domácí (Giprokauchuk, VNIPINeft, Bashgiproneftekhim) a zahraničních technologií (Linde AG). Stávající výrobní lze rozdělit do tří skupin: (. 300 a 450 tisíc tun ethylenu ročně) s nízkým výkonem (. 30 a 60 tun za rok ethylenu), střední (. 100 a 200 tisíc tun za rok) a vysokou. Kdo na světě jsou provozovány zařízení s mnohem větší kapacitou: 400 až 500 a dokonce až 800 tisíc tun etylénu ročně. Takové zvýšení výroby nám umožňuje snížit konkrétní materiálové, energetické a kapitálové náklady.

Etylen se vyrábí v chemických zařízeních, včetně pyrolýzní jednotky, jednotky pro separaci plynu a chemického zařízení na čištění vody. Suroviny - benzin nebo jiný lehký zlomek výroby oleje nebo rafinace ropy ve směsi s vodní párou (ke snížení procesu tvorby koksu v trubkách 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 obsahující hlavně uhlovodíky z C1 až C4, se přivádí do turbodmychadla (turbíny poháněné vysokotlakou párou), který je dodáván pod tlakem destilační kolony zařízení na separaci plynů. 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.

Rovněž je možné získat ethylen katalytickou pyrolýzou. 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, čímž se snižuje tvorba vedlejších produktů i koksu. V současné době výzkumníci v různých zemích pracují ve směru hledání účinného procesu katalyzátoru a instrumentálního návrhu.