Ethylen je jednou z hlavních průmyslových organických sloučenin, které se získávají různými technologickými procesy. Jedná se o nejjednodušší a nejpoužívanější alkenovou uhlovodíkovou molekulu, která má vysokou chemickou aktivitu a širokou škálu aplikací.
Mezi hlavní metody výroby ethylenu patří parciální oxidace nebo krakování uhlovodíků. Parciální oxidace se provádí pomocí katalyzátorů, které zajišťují uvolňování ethylenu z ethylenglykolu nebo ethylalkoholu. Krakování uhlovodíků se zase provádí zahříváním uhlovodíkových materiálů, jako je ropa, plyn nebo uhlovodíkové parafiny, což vede k rozkladu jejich molekul a uvolňování ethylenu.
Ethylen je základní surovinou pro výrobu plastů, syntetických Gum, vláken, pesticidů a mnoha dalších chemických produktů. Používá se také v zemědělství ke stimulaci zrání ovoce a zeleniny a ke kontrole plynných fytopatogenních mikroorganismů.
Získání ethylenu z ethylalkoholu
Jako kyselina se obvykle používá koncentrovaná kyselina sírová (H2SO4) a jako základ jsou alkálie, jako je sodík nebo draslík.
Při dehydrataci ethylalkoholu dochází k odlupování vody mezi atomy uhlíku a vodíku. Výsledný ethylen se uvolňuje jako plyn.
Získání ethylenu z ethylalkoholu má široké uplatnění v chemickém průmyslu. Ethylen se používá při výrobě plastů, syntetických vláken, latexových výrobků, pryžových výrobků a při výrobě ethylenglykolu, pesticidů a dalších chemických sloučenin.
Získání ethylenu z parafínu
- Pyrolýza - proces rozkladu parafínu při vysokých teplotách (asi 600-700 stupňů Celsia) bez přístupu kyslíku. Pyrolýza vytváří ethylen, ethylenpropylenové frakce a další lehké uhlovodíky. Ethylen lze extrahovat ze surové pyrolýzní frakce kondenzací a následnou destilační separací.
- Katalytické krakování - proces rozkladu parafínu za účasti katalyzátorů. Na rozdíl od pyrolýzy se katalytické krakování provádí při nižších teplotách (asi 450-550 stupňů Celsia) a pomocí katalyzátorů, jako jsou sloučeniny obsahující křemík nebo alumosilikáty. Tento proces umožňuje vyšší výstupy ethylenu.
- Karbidový proces - metoda získávání ethylenu reakcí karbidu vápníku s vodou. Karbid vápníku interaguje s vodou a vytváří uhlovodíky, včetně ethylenu. Tento způsob získávání ethylenu je méně běžný, ale v některých případech má své výhody.
Výsledný etylen má široké uplatnění v různých průmyslových odvětvích. Používá se v procesech výroby plastů, pryžových výrobků, syntetických vláken, rozpouštědel, aerosolů, farmakologických léků a dalších produktů. Ethylen je navíc důležitou surovinou pro syntézu dalších organických sloučenin.
Pyrolýza ropy pro výrobu ethylenu
Při pyrolýze ropy dochází k štěpení velkých uhlovodíkových molekul na menší fragmenty, včetně ethylenu. Teplota pyrolýzy se může lišit v závislosti na použité technologii, ale obvykle se pohybuje mezi 750 a 950 stupni Celsia.
Výsledný etylen má široké uplatnění v různých průmyslových odvětvích. Používá se při výrobě plastů, včetně polyethylenu, polypropylenu a polyvinylchloridu, stejně jako při výrobě pryže, syntetických vláken a dalších produktů na bázi polymerů.
Pyrolýza ropy je důležitým zdrojem ethylenu, který je jednou z hlavních chemických látek v průmyslu. Pyrolýza má však své nevýhody, jako je vysoká spotřeba energie a emise skleníkových plynů. Proto je hledání a rozvoj účinnějších a ekologičtějších způsobů, jak získat etylen, aktuálním úkolem vědy a průmyslu.
Dehydratace ethylenu pomocí katalýzy
Jedním z nejběžnějších katalyzátorů pro dehydrataci ethylenu je γ-oxidovaný molybden. Má vysokou aktivitu a stabilitu při vysokých teplotách.
Proces dehydratace ethylenu pomocí katalyzátoru je chemická reakce, při které se vodík oddělí od ethylenu a vytvoří se Ethan. Etan pak může být použit v různých průmyslových procesech, jako je výroba plastů, syntéza barviv a léků a také jako palivo.
Hlavní výhodou dehydratace ethylenu pomocí katalýzy je vysoká rychlost reakce a možnost řízeného procesu. Katalyzátory lze obvykle opakovaně obnovit a použít, což činí tuto metodu ekonomicky výhodnou.
Je však třeba poznamenat, že dehydratace ethylenu pomocí katalýzy je proces, který vyžaduje pečlivou kontrolu a správné nastavení zařízení. Je také zapotřebí systém čištění reakčních produktů z katalyzátorů a dalších nečistot, aby byla zajištěna vysoká kvalita výsledného etanu.
Použití ethylenu v průmyslu
Ethylen neboli ethylalkohol je široce používán v různých průmyslových odvětvích díky svým jedinečným vlastnostem a schopnostem. Zde jsou některé z hlavních oblastí, kde se ethylen používá:
1. Chemický průmysl: Ethylen je důležitou surovinou pro výrobu různých chemických sloučenin, jako je ethanol, ethanal, ethanediol a ethylenglykol. Tyto sloučeniny jsou široce používány při výrobě plastů, pryžových výrobků, rozpouštědel a léčiv.
2. Potravinářský průmysl: Ethylen se používá k podpoře zrání a zachování ovoce a zeleniny. Plynný ethylen řídí procesy fyziologického vývoje a přispívá k regulaci zrání plodů, zlepšení kvality a doby jejich skladování. Kromě toho se ethylen používá k zrání banánů, rajčat a dalšího ovoce a zeleniny.
3. Výroba plastů: Ethylen je hlavní surovinou pro výrobu polyethylenu, jednoho z nejběžnějších druhů plastů. Polyethylen je široce používán při výrobě fólie, kontejnerů, trubek, obalů a dalších výrobků. Ethylen se také používá k výrobě polyvinylchloridu (PVC), akrylonitrilu-butadien-styrenového (ABS) plastu a dalších druhů plastů.
4. Výroba pryžových výrobků: Ethylen se používá jako hlavní složka v procesu syntézy různých druhů syntetické pryže. Ethylenopropylenová, styren-butadienová a polybutadienová Pryž jsou široce používány v automobilovém průmyslu pro výrobu pneumatik, těsnění a dalších pryžových výrobků.
5. Výroba léčiv: Ethylen hraje důležitou roli při syntéze různých farmaceutických látek. Používá se k výrobě anestetik, antibiotik, vitamínů a dalších léků.