Етилен-один з основних промислових органічних сполук, який виходить шляхом різних технологічних процесів. Це найпростіша і найбільш використовувана алкенова вуглеводнева молекула, що володіє високою хімічною активністю і широким спектром застосування.
Основні методи отримання етилену включають парціальне окислення або крекінг вуглеводнів. Парціальне окислення проводиться з використанням каталізаторів, які забезпечують виділення етилену з етиленгліколю або етилового спирту. Крекінг вуглеводнів, у свою чергу, здійснюється нагріванням вуглеводневих матеріалів, таких як Нафта, газ або вуглеводневі парафіни, що призводить до розщеплення їх молекул і вивільнення етилену.
Етилен є основною сировинною базою для виробництва пластмас, синтетичних гум, волокон, пестицидів і багатьох інших хімічних продуктів. Він також використовується в сільському господарстві для стимулювання дозрівання фруктів і овочів, а також для контролю газоподібних фітопатогенних мікроорганізмів.
Отримання етилену з етилового спирту
В якості кислоти зазвичай використовується концентрована сірчана кислота (H2SO4), а в якості підстави – луги, наприклад, натрій або калій.
При дегідратації етилового спирту відбувається відщеплення води між атомами вуглецю і водню. Отриманий при цьому етилен виділяється у вигляді газу.
Отримання етилену з етилового спирту має широке застосування в хімічній промисловості. Етилен використовується в процесі виробництва пластмас, синтетичних волокон, латексних виробів, гумових виробів, а також у виробництві етиленгліколю, пестицидів та інших хімічних сполук.
Отримання етилену з парафіну
- Піроліз - процес розкладання парафіну при високих температурах (близько 600-700 градусів Цельсія) без доступу кисню. В результаті піролізу утворюється етилен, етиленпропіленові фракції та інші легкі вуглеводні. Етилен можна витягти з сирої піролізної фракції шляхом конденсації і подальшого дистиляційного поділу.
- Каталітичний крекінг - процес розкладання парафіну за участю каталізаторів. На відміну від піролізу, каталітичний крекінг проводиться при більш низьких температурах (близько 450-550 градусів Цельсія) і з використанням каталізаторів, таких як кремнійвмісні або алюмосилікатні сполуки. Цей процес дозволяє отримати більш високі виходи етилену.
- Карбідний процес - метод отримання етилену шляхом реакції кальцієвого карбіду з водою. Карбід кальцію взаємодіє з водою, утворюючи вуглеводні, в тому числі етилен. Цей спосіб отримання етилену є менш поширеним, але має свої переваги в деяких випадках.
Отриманий етилен має широке застосування в різних галузях промисловості. Він використовується в процесах виробництва пластмас, гумових виробів, синтетичних волокон, розчинників, аерозолів, фармакологічних препаратів та інших продуктів. Більш того, етилен є важливою сировиною для синтезу інших органічних сполук.
Піроліз нафти для отримання етилену
При піролізі нафти, відбувається розщеплення великих вуглеводневих молекул на менші фрагменти, в тому числі етилен. Температура піролізу може бути різною в залежності від використовуваної технології, але зазвичай вона знаходиться в діапазоні від 750 до 950 градусів Цельсія.
Отриманий етилен має широке застосування в різних галузях промисловості. Він використовується у виробництві пластмас, включаючи поліетилен, поліпропілен та полівінілхлорид, а також у виробництві гуми, синтетичних волокон та інших продуктів на основі полімерів.
Піроліз нафти є важливим джерелом етилену, який є одним з основних хімічних речовин в промисловості. Разом з тим, піроліз має свої недоліки, такі як високий енергоспоживання і викиди парникових газів. Тому пошук і розвиток більш ефективних і екологічно чистих способів отримання етилену є актуальним завданням науки і промисловості.
Дегідратація етилену за допомогою каталізу
Одним з найбільш поширених каталізаторів для дегідратації етилену є γ-оксидований молібден. Він має високу активність і стабільність при високих температурах.
Процес дегідратації етилену за допомогою каталізатора являє собою хімічну реакцію, в результаті якої водень відщеплюється від етилену і утворюється Етан. Потім Етан може використовуватися в різних промислових процесах, таких як виробництво пластмас, синтез барвників та лікарських препаратів, а також як паливо.
Основною перевагою дегідратації етилену за допомогою каталізу є висока швидкість реакції і можливість контрольованого процесу. Каталізатори зазвичай можуть бути відновлені і використані багаторазово, що робить цей метод економічно вигідним.
Однак слід зазначити, що дегідратація етилену за допомогою каталізу є процесом, що вимагає уважного контролю і правильного налаштування обладнання. Також необхідна система очищення продуктів реакції від каталізаторів та інших домішок, щоб забезпечити високу якість одержуваного етану.
Застосування етилену в промисловості
Етилен, або етиловий спирт, широко застосовується в різних галузях промисловості завдяки своїм унікальним властивостям і можливостям. Ось деякі з основних областей, де етилен використовується:
1. Хімічна промисловість: Етилен є важливою сировиною для виробництва різних хімічних сполук, таких як етанол, етаналь, етанедіол та етиленгліколь. Ці сполуки широко використовуються у виробництві пластмас, гумових виробів, розчинників та фармацевтичних препаратів.
2. Харчова промисловість: Етилен використовується для сприяння дозріванню і збереженню плодів і овочів. Газовий етилен контролює процеси фізіологічного розвитку і сприяє регуляції дозрівання плодів, поліпшенню якості і тривалості їх зберігання. Крім того, етилен застосовується для дозрівання бананів, томатів та інших фруктів і овочів.
3. Виробництво пластмас: Етилен є основною сировиною для виробництва поліетилену, одного з найпоширеніших видів пластмас. Поліетилен широко використовується у виробництві плівки, контейнерів, труб, упаковки та інших виробів. Етилен також використовується для виробництва полівінілхлориду (ПВХ), акрилонітрилу-бутадієн-стирольного (АБС) пластику та інших видів пластмас.
4. Виробництво гумових виробів: Етилен використовується в якості основного інгредієнта в процесі синтезу різних видів синтетичної гуми. Етиленопропіленова, стирол-бутадієнова та полібутадієнова гума широко використовуються в автомобільній промисловості для виробництва шин, ущільнювачів та інших гумових виробів.
5. Виробництво фармацевтичних препаратів: Етилен відіграє важливу роль у синтезі різних фармацевтичних речовин. Він використовується для виробництва анестетиків, антибіотиків, вітамінів та інших препаратів.