Eteenin tuotanto

Eteeni tai etaani on väritön syttyvä kaasu, jolla on heikko muskotti ja makea tuoksu. Sen kemiallinen kaava on C2H4. Etaani on yksinkertaisin alkeeni (tyydyttymättömät hiilivedyt, joilla on yksi kaksoissidos vierekkäisten hiiliatomien välillä). Moolimassa on 28,05 g / mol. Sulamispiste on -169,2 ° C, kiehumispiste on -103,7 ° C. Leimahduspiste on -136 ° C, itsesyttyminen on +542.8 ° C. Vuonna 1680 valmistettiin etyylialkoholista etyleeniä tuottava I. Bercher (saksalainen lääkäri ja kemisti) viinin alkoholista, kun se altistettiin sille vitrioliliuoksella ( rikkihappoa kutsuttiin tuolloin ) . Eteenin rakennekaava 1860 perustettiin venäläisen kemisti A. M. Butlerovin seurauksena metyleenijodidin ja kuparin reaktiosta. Tämä kaasu on hieman kevyempi kuin ilma, se on huonosti liukeneva veteen, orgaanisissa liuottimissa se on hyvä.

Eteenin tuotanto ja 1800-luvun puolivälissä alkanut ominaisuuksien tutkimus johti siihen, että etyleeni on halutuimmista orgaanisista yhdisteistä. Sen maailmanlaajuinen tuotanto saavutti vuonna 2006 yli 109 miljoonaa tonnia. Tänään etyleenin tuotanto jatkuu edelleen. Vuoteen 2010 mennessä se tuotti vähintään 117 yritystä 55 maassa. Eteeniä käytetään raaka-aineena korkea- ja matalapaineisten polyeteenien, seyyleenin ja muiden polymeeristen materiaalien valmistuksessa, jotka on saatu kopolymeroimalla eri komonomeereihin. Sitä käytetään myös etyylibentseenin ja styreenin, etyleenioksidin, vinyylikloridin, vinyyliasetaatin, etikkahapon, etyylialkoholin ja etyleeniglykolin tuotantoon.

Mikä on syy etyleenin hankkimiseen tarkoitettujen tuotantolaitosten kasvuun? Pääasiassa polymeerimateriaalien markkinoiden laajentuminen. Eri tyyppiset polyetyleenit kuluttavat yli puolet maailman eteeni- tuotannosta. Tämä polymeerimateriaali on yleisimmin käytetty muovi maailmassa. Se tuottaa elokuvia eri tarkoituksiin. Liuottamalla oligomerointiin (polymeerien lyhyiden ketjujen muodostuminen) käytettävät lineaariset alfa-olefiinit käytetään esiasteina, pesuaineina, pehmentimiä, synteettisiä voiteluaineita, lisäaineita ja komonomeereina polyetyleenien valmistuksessa. Toinen tärkeä etyleenin käyttötapa on sen hapettuminen etyleenioksidin tuottamiseksi, joka on tärkein raaka-aine pinta-aktiivisten aineiden ja pesuaineiden valmistuksessa. Etyleenioksidi läpäisee hydraatiota, mikä johtaa etyleeniglykolin tuotantoon . Sitä käytetään laajalti autojen jäätymisenestoaineena.

Nykyään eteenin tuotanto suoritetaan lähinnä suoraan suoritetun bensiinin pyrolyysistä tai suuresta hiilivetyjen osasta. Venäjällä ja entisen Neuvostoliiton tasavallassa on kotimaisten (Giprokauchuk, VNIPINeft, Bashgiproftekhnechim) ja ulkomaisten teknologioiden (Linde AG) rakentamia erilaisia kapasiteetteja. Toiminnallinen tuotanto voidaan jakaa kolmeen ryhmään: pieni kapasiteetti (30 ja 60 tuhatta eteeniä vuodessa), keskipitkä (100 ja 200 tuhatta tonnia vuodessa) ja korkea (300 ja 450 tuhatta eteeniä vuodessa). Nyt maailmassa käytetään paljon suurempaa kapasiteettia: 400-500 ja jopa 800 tuhatta eteeniä vuodessa. Tällaisen tuotannon lisäämisen ansiosta voimme vähentää tiettyjä materiaali-, energia- ja pääomakustannuksia.

Eteeniä valmistetaan kemiallisissa laitoksissa, mukaan lukien pyrolyysiyksikkö, kaasunerotuslaitos ja kemiallinen vedenpuhdistuslaitos. Raaka-aineet - bensiini tai muu kevyt osa öljyntuotannosta tai öljynjalostuksesta vesihöyryn seoksessa (koksinmuodostuksen vähentämiseksi uuniputkissa). Raaka-aine siirtyy pyrolyysiuun, jossa pyrogas muodostuu 750 - 900 ° C: n lämpötilassa, joka koostuu vedystä ja hiilivedyistä, joiden molekyyleissä on yksi (metaani) - kaksikymmentä hiiliatomia. Pyrogeenien lämpö hävitetään erikoislaitteissa, joissa korkeapaineinen höyry tuotetaan kemiallisesti puhdistetusta vedestä ja jäähdytetyt pyrogat tulevat pyrolyysi (raskas) ja pyro- kondensaattorihartsierotusyksikköön. Tämän jälkeen pyrogeenit, jotka sisältävät pääasiassa C1: stä C4: een hiilivetyjä, syötetään turboahtimeen (turbiinit käyvät korkeapaineisella höyryllä), josta se syötetään paineen alaisena kaasunerotusyksikön tasasuuntauspylväisiin . Tässä valmistetaan päätuotteita, kuten eteenin ja propeenin (sen saanto on aina 2 kertaa pienempi kuin eteeni) sekä sivutuotteet: vety, metaani, etaani, propaani, butyleenibutadieenifraktio, pyrolyysi kevyt hartsi tai komponentit Moottoribensiini.

On myös mahdollista saada eteeni katalyyttisellä pyrolyysillä. Teollisuustasossa tätä menetelmää ei ole toteutettu, vaikka sen maakohtaiset testit toteutettiin kerrallaan paitsi laboratorioasennuksissa myös teollisissa olosuhteissa. Sen etuna on mahdollisuus vähentää pyrolyysin lämpötilaa katalyyttien käytön vuoksi. Prosessin selektiivisyyden lisäämisen seurauksena eteenin ja propyleenin saanto lisääntyy verrattuna termiseen pyrolyysiin, sivutuotteiden muodostuminen sekä koksin väheneminen. Tällä hetkellä tutkijat eri maissa pyrkivät löytämään tehokkaan katalysaattorin ja instrumentaalisen suunnitteluprosessin.