Produzione di etilene

L'etile o l'etano è un gas infiammabile incolore con un muschio debole e un odore dolce. La sua formula chimica è C2H4. L'etano è l'alchene più semplice (idrocarburi insaturi aventi un doppio legame tra atomi di carbonio adiacenti). La massa molare è 28,05 g / mol. Il punto di fusione è -169.2 ° C, il punto di ebollizione è -103.7 ° C. Il punto di infiammabilità è -136 ° C, l'autoignatura è +542.8 ° C. Nel 1680, I.Bercher (un medico e farmacista tedesco) dall'alcole di vino quando veniva esposto con olio di vitriol (quando l'acido solforico è stato chiamato a quel tempo ) , l'etilene è stato prodotto per la prima volta da etanolo. La formula strutturale dell'etilene nel 1860 è stata stabilita dal chimico russo A. M. Butlerov a seguito della reazione di ioduro di metilene con il rame. Questo gas è leggermente più leggero dell'aria, è poco solubile in acqua, in solventi organici è buono.

La produzione di etilene e lo studio delle sue proprietà, iniziata a metà del 19 ° secolo, ha portato oggi al fatto che l'etilene è il composto organico più ricercato. La sua produzione mondiale ha raggiunto nel 2006 più di 109 milioni di tonnellate. Oggi la produzione di etilene continua a svilupparsi. Entro il 2010 ha prodotto almeno 117 aziende in 55 paesi. L'etilene viene utilizzato come materia prima nella produzione di polietilene ad alta e bassa pressione, sevilene ed altri materiali polimerici ottenuti mediante copolimerizzazione con vari comonomeri. Viene utilizzato anche per la produzione di etilbenzene e stirene, ossido di etilene, cloruro di vinile, vinile acetato, acido acetico, alcool etilico e glicole etilenico.

Qual è la ragione della crescita degli impianti produttivi finalizzati all'ottenimento di etilene? Principalmente l'espansione del mercato dei materiali polimerici. I polietileni di vari tipi consumano più della metà della produzione di etilene nel mondo. Questo materiale polimero è la plastica più utilizzata nel mondo. Produce pellicole per scopi diversi. Le alfaolefine lineari ottenute per oligomerizzazione (formazione di brevi catene di polimeri) vengono utilizzate come precursori, detergenti, plastificanti, lubrificanti sintetici, additivi e come comonomeri nella produzione di polietilene. Un'altra importante direzione dell'impiego dell'etilene è la sua ossidazione per produrre l'ossido di etilene, che è la principale materia prima nella produzione di tensioattivi e detergenti. L'ossido di etilene viene sottoposto ad idratazione, con conseguente produzione di etilene glicole. È ampiamente usato come un antigelo automobilistico.

Oggi, la produzione di etilene viene effettuata principalmente come conseguenza della pirolisi di benzina diretta o di una larga frazione di idrocarburi leggeri. In Russia e nelle ex repubbliche sovietiche esistono installazioni di varie capacità costruite sia a livello nazionale (Giprokauchuk, VNIPINeft, Bashgiproftekhnechim) sia da tecnologie straniere (Linde AG). La produzione operativa può essere suddivisa in tre gruppi: piccole capacità (30 e 60 mila tonnellate di etilene all'anno), medio (100 e 200 mila tonnellate all'anno) e elevate (300 e 450 mila tonnellate di etilene all'anno). Ora in tutto il mondo operano impianti con una maggiore capacità: da 400 a 500 e persino fino a 800 mila tonnellate di etilene all'anno. Tale incremento della produzione ci permette di ridurre i costi specifici del materiale, dell'energia e del capitale.

L'etilene è prodotto in impianti chimici, tra cui un'unità di pirolisi, un impianto di separazione gas e un impianto chimico di trattamento delle acque. Materie prime – benzina o altra frazione leggera della produzione di olio o raffinazione del petrolio in miscela con vapore acqueo (per ridurre il processo di formazione del coke nei tubi del forno). La materia prima entra nella fornace di pirolisi, dove si formano piroghe a una temperatura da 750 a 900 ° C, costituiti da idrogeno e idrocarburi, nelle cui molecole è contenuto da un (metano) a venti atomi di carbonio. Il calore dei pyrogas viene smaltito in dispositivi speciali, dove il vapore ad alta pressione viene prodotto da acqua chimicamente purificata e i piroghi raffreddati entrano nella pirolisi (pesante) e nell'unità di separazione delle resine pirofondensate. Successivamente, i cilindri che contengono prevalentemente idrocarburi da C1 a C4 vengono alimentati al turbocompressore (le turbine sono azionate da vapore ad alta pressione), da dove viene alimentato alle colonne di frazionamento dell'unità di separazione del gas sotto pressione. Qui vengono prodotti prodotti di base come l'etilene e il propilene (la resa è sempre di 2 volte inferiore all'etilene), nonché i sottoprodotti: idrogeno, metano, etano, propano, frazione di butile-butadiene, resina leggera di pirolisi o componenti Benzina a motore.

È inoltre possibile ottenere etilene mediante pirolisi catalitica. Su scala industriale, questo metodo non è attuato, anche se i suoi test nel nostro paese sono stati eseguiti non solo in installazioni di laboratorio ma anche in condizioni industriali. Il suo vantaggio è la possibilità di ridurre la temperatura della pirolisi dovuta all'utilizzo di catalizzatori. A seguito dell'aumento della selettività del processo, aumenta la resa dell'etilene e del propilene rispetto alla pirolisi termica, riduce la formazione di sottoprodotti e coke. Attualmente, i ricercatori di diversi paesi stanno lavorando per trovare un efficace catalizzatore e un processo di progettazione strumentale.