Producció d'etilè

L'etilè o l'etani és un gas inflamable incolor amb una muscat feble i una olor dolça. La seva fórmula química és C2H4. L'età és l'alquè més simple (hidrocarburs insaturats que tenen un doble enllaç entre àtoms de carboni adjacents). La massa molar és de 28,05 g / mol. El punt de fusió és -169.2 ° C, el punt d'ebullició és -103.7 ° C. El punt de flaix és de -136 ° C, l'autoignició és de +542,8 º C. En 1680, I.Bercher (metge i químic alemany) de l'alcohol del vi quan s'exposava amb oli de vitriol (com es deia l'àcid sulfúric en aquell moment ) , es va produir primer l'etilè a partir de l'etanol. La fórmula estructural de l'etilè en 1860 va ser establerta pel químic rus A. M. Butlerov com a resultat de la reacció del iodur de metilè amb el coure. Aquest gas és lleugerament més lleuger que l'aire, és poc soluble en aigua, en dissolvents orgànics és bo.

La producció d'etilè i l'estudi de les seves propietats, que van començar a mitjans del segle XIX, van conduir avui al fet que l'etilè és el compost orgànic més buscat. La seva producció mundial va aconseguir el 2006 més de 109 milions de tones. Actualment, la producció d'etilè continua desenvolupant-se. El 2010 va produir almenys 117 empreses de 55 països. L'etilè s'utilitza com a matèria primera en la producció de polietilens d'alta i baixa pressió, sevilè i altres materials polimèrics obtinguts per copolimerització amb diversos comonómeros. També s'utilitza per a la producció d'etilbencè i estirè, òxid d'etilè, clorur de vinil, acetat de vinil, àcid acètic, alcohol etílic i etilenglicol.

Quin és el motiu del creixement de les instal·lacions de producció destinades a l'obtenció de l'etilè? Principalment l'expansió del mercat de materials polimèrics. Els polietilens de diversos tipus consumeixen més de la meitat de la producció mundial d'etilè. Aquesta matèria polimèrica és el plàstic més utilitzat del món. Produeix pel·lícules per a diverses finalitats. Les alfa-olefines lineals obtingudes per oligomerització (formació de cadenes curtes de polímers) s'utilitzen com a precursors, detergents, plastificants, lubricants sintètics, additius i comonómeros en la producció de polietilens. Una altra orientació important de l'ús de l'etilè és la seva oxidació per produir òxid d'etilè, que és la principal matèria primera en la producció de tensioactius i detergents. L'òxid d'etilè experimenta hidratació, resultant en la producció d' etilenglicol. S'utilitza àmpliament com un anticongelant automotriu.

Avui en dia, la producció d'etilè es realitza principalment a causa de la piròlisi de gasolina directa o d'una gran part dels hidrocarburs lleugers. A Rússia i les antigues repúbliques soviètiques, hi ha instal·lacions de diverses capacitats construïdes tant per domèstiques (Giprokauchuk, VNIPINeft, Bashgiproftekhnechim) com per tecnologies estrangeres (Linde AG). La producció operativa es pot dividir en tres grups: petita capacitat (30 i 60 mil tones d'etilè a l'any), mitjà (100 i 200 mil tones anuals) i alt (300 i 450 mil tones d'etilè a l'any). Ara al món s'aprofiten instal·lacions amb una capacitat molt més gran: de 400 a 500 i fins a 800 mil tones d'etilè a l'any. Aquest augment de la producció ens permet reduir els costos materials, energètics i de capital específics.

L'etilè es produeix en plantes químiques, inclosa una unitat de piròlisi, una planta de separació de gas i una planta de tractament químic. Matèries primeres: gasolina o una altra fracció lleugera de producció de petroli o refinació de petroli en una barreja amb vapor d'aigua (per reduir el procés de formació de coque en els tubs de forn). La matèria primera entra al forn de piròlisi, on a una temperatura de 750 a 900 ° C, es formen piris, que consisteixen en hidrogen i hidrocarburs, en molècules que estan contingudes d'un (metà) a vint àtoms de carboni. La calor dels pirògens es disposa en dispositius especials, on el vapor a alta pressió es produeix a partir d'aigua purificada químicament i els piròbies refrigerats entren a la unitat de separació de resina de piròlisi (pesat) i piro condensat. Després d'això, els pirògens que contenen principalment hidrocarburs de C1 a C4 s'alimenten al turbocompressor (les turbines són impulsades per vapor d'alta pressió), des d'on s'alimenta a les columnes rectificadores de la unitat de separació de gas sota pressió. Aquí, es produeixen els principals productes com l'etilè i el propilè (el seu rendiment sempre és 2 vegades menys que l'etilè), així com subproductes: hidrogen, metà, età, propà, fracció de butil-butadiè, resina lleugera de piròlisi o components Gasolina del motor.

També és possible obtenir etilè per piròlisi catalítica. A escala industrial, aquest mètode no s'ha implementat, tot i que les proves realitzades al nostre país es van dur a terme no només en instal·lacions de laboratori, sinó també en condicions industrials. El seu avantatge és la possibilitat de reduir la temperatura de piròlisi a causa de l'ús de catalitzadors. Com a resultat de l'augment de la selectivitat del procés, el rendiment d'etilè i propilè augmenta en comparació amb la piròlisi tèrmica, es redueix la formació de subproductes i coques. Actualment, els investigadors de diferents països treballen en la direcció d'un procés de disseny i instrumental eficaç del disseny.