اتیلن
اتیلن ،ساده ترین هیدروکربن غیر اشباع است ؛اولین عضو از گروه الکان ها می باشد با فرمول شیمیایی C2H4، دارای پبوند دوگانه بین اتم های کربن است، و بخاطر پیوند میان دو اتم کربن اتیلن ایزومر صورت بندی ندارد.
خصوصیات مولکول اتیلن
کربن وهیدروژن با زاویه ۱۱۷درجه با یکدیگر پیوند بر قرار میکنند.
اتیلن گازی بیرنگ و اتش گیر میباشد.درترکیبات نفت و گازطبیعی یافت می شود.اتیلن در طبیعت به طور ازادانه به وجود نمی اید.
نسبت به دیگر ترکیبات الی بیشترین مصرف را در جهان دارد.اتیلن به عنوان مهم ترین جزءساختمان شیمیایی در صنعت پترو شیمی است .
دارای جرم مولکولی ۲۸٫۰۵g/molمی باشد.چگالی آن ۱٫۱۷۸ kg/m3 است.دمای ذوب -۱۶۹٫۲ درجه سانتی گراد دمای جوش-۱۰۳٫۷درجه سانتی گراد میباشد.و حد انفجار ان ۲٫۷%تا۳۶% در هوا است.
میزان تولید درجهان وایران:
اتیلن یکی از محصولات مهم پتروشیمی ها ایران است.بیشترین سهم برای تولید اتیلن در منطقه خاورمیانه متعلق به کشورمان ایران است.از ۳۰٫۲میلون تن ظرفیت تولید اتیلن که در سال ۲۰۱۵ اعلام شده است در منطقه خاور میانه،ایران توانسته ۶٫۵میلیون تن از این ظرفیت را به خود اختصاص بدهد.که این ظرفیت تقریبا برابر با ۴درصد از کل ظرفیت جهان و۲۲ درصدار کل ظرفیت منطقه خاور میانه میباشد.
بیشترین تولید اتیلن در ایران متعلق به چهار مجتمع پتروشیمی کاویان ،اریاساسول، مارون وجم است .
روشهای تولید اتیلن:
اتیلن به روش کراکینگ با بخار اب تولید می شود،هیدرو کربن های گازی ومحلول سبک هیدرو کربن به دست امده از نفت در این فرایند در مدت زمان بسیار کوتاهی در دمای ۷۵۰ تا ۹۵۰ درجه سانتی گراد حرارت میبیند.
در این واکنش ها هیدرو کربن ها بزرگ به هیدرو کربن های کوچک شکسته می شود . هیدرو کربن های اشباع برای تبدیل به هیدرو کربن های غیر اشباع باید هیدروژن های خود را از دست بدهد .
محصول این واکنش ها هیدرو کربن های متفات است و عمده ترین محصول این واکنش اتیلن است . برای جداسازی این مخلوطها ازتقطیر جز به جز و تراکم سازی استفاده میشود.برای تولید اتیلن روش های دیگری وجود دارد، از انواع این روشها میتوان هیدروژن دار کردن استیلن به همراه کاتالیزور وابگیری از اتانول نام برد
کاربرد های اتیلن:
اتیلن یک واسطه شیمیایی بسیار مهم برای مواد اولیه محصولات پترو شیمی است. در تولید پلی اتیلن شرکت مستقیم دارد .
از مواد بسیار مهم اولیه برای تولید ترکیبات الی پرمصرف است .در صنعت پلاستیک کاربرد بسیار زیادی دارد .
نوعی هورمون گیاهی است ،باعث رسیدن میوه ها ،ریزش برگهای پاییزی ،باز شدن سریع تر شکوفه ها وگل ها میشود.
با مواد شیمیایی دیگر میتواند واکنش داده وپلی ونیل کلراید ،پلی استیرن وپلی استر تولید کرد.اتیلن میتواند با بنزن ترکیب شود وماده اصلی پلی استر ،اتیل بنزن را تولید کند .
پلی اتیلن ،اتیلن اکساید،اتیلن دی کلرید،اتیلن گلیکول، ونیل کلراید،استالدئید از مهم ترین تولیدات اتیلن است .پیوند دوگانه ای که در اتیلن وجود دارد ،سبب ایجاد این واکنش ها وپیوند ها میشود .
بیشترین استفاده ای که از اتیلن می شود در تولید پلی اتیلن با چگالی بالا است ،که نتیجه این تولید استفاده وکاربرد در موارد زیر است :
ساخت وساز ،بسته بندی ،ارتباطات و…
از دیگرکاربردها وتولیدات اتیلن میتوان به موارد زیر اشاره داشت:تبدیل کلر به اتیلن دی کلراید،تولیدpvc(پلی ونیل کلراید) ،به عنوان ماده واسطه در تولیدالیاف وفیلم های پلی استر و واسطه در تولید پلی استیرن.
ازمجتمع های تولید کننده اتیلن ومشتقات ان میتوان پتروشیمی بندر امام وپتروشیمی امیرکبیر را نام برد.
روش شناخت اتیلن :
محلول برم در تتراکلرید را که رنگی قهوه ای دارد را بیرنک میکند.محلول سرد ورقیق پرمنگنات پتاسیم رنگ بنفش دارد ک ان را از بین میبرد وتشکیل رسوبات قهوه ای MnO2میدهد.در ا اسید سولفوریک سرد و غلیظ حل میشود.
شناسایی مخاطرات واسیب دیدگی های اضطراری اتیلن:
گاز اتیلن یک گاز قابل اشتعال ، کاز قابل اشتعال با بوی کمی شیرین یا مایع یخ زده بی رنگ است ک دارای بوی کمی شیرین است.
این گاز به عنوان یک جوش اسفالت ساده عمل می کند .
باعث جابجای اکسیژن در جو می شود ،باجابجایی اکسیژن در جو خطر سلامتی قابل توجهی را برای محیط زیست نشان میدهد .
این گاز ممکن است مسافت های طولانی را گسترش دهد .احتراق دور وفلاش ممکن است .
مایع فریز به سرعت به گاز تبدیل می شود.مایع یخ زده می تواند باعث یخ ردگی به هر گونه بافت الوده شود .
هردو گاز یا مایع هنگامی که به طور تصادفی ازاد می شوند،خطری جدی اتش سوزی را ایجاد می کنند.شعله یا دمای بالا در ناحیه موضعی سیلندر این گاز باعث می شود سیبلند بدون فعال شدن دستگاه های امداد رسانی دچار سیلندر پارگی شود.
نشانه های مواجهه با اتیلن:
مهم ترین راه برای اتیلن توسط استنشاق است .
استنشاق:
غلظت بالای ۲۰٪ اتیلن باعث بی حسی شده و مقابالاتر از ان باعث کاهش اکسیژن در محیط می شود و علایم دیگری هم چون ناخوداگاهی،خواب الودگی ،سردرد ، زنگ زدن در گوش ، سرگیجه، افسردگی ،استفراغ واسهال را نام برد. اگر فرد درمواجه بیش از حد با این گاز قرار بگیرد خطر مرگ در ان بالا میرود.
صدمات رساندن مقادیر مختلف اکسیژن روی انسان:
اگر مقدار اکسیژن کمتر از حد معمول باشد:
به عنوان مثال اگر مقدار۱۲تا۱۶ درصداکسیژن باشد باعث افزایش سرعت تنفس و ضربان قلب،گرفتگی عضلات می شود.
اگر مقدار اکسیژن بین ۱۰تا ۱۴ درصد باشد فرد احساس ناراحتی کرده ،خستگی غیر طبیعی دارد و تنفس ان ضعیف می شود.
اکسیژن بین ۶تا۱۰درصد باشد فرد دچار تهوع واستفراغ،از دست دادن اگاهی خود می شود.
اگر مقدار اکسیژن کمتر از ۶درصد باشد حرکات مخروطی ،فروپاشی تنفسی وخطر مزگ را به همراه دارد.
در صورتی که مایع فریز ویا گاز هایی که تحت فشار بالا ازاد میشوند وبه سرعت در محیط گسترش می یابند در تماس با شنند ممکن است یخ زدگی را ایجاد کنند.
اثرات یخ زدگی:
تغییر رنگ پوست به سفید یاخاکستری .
امکان دارد درد ایجاد شده بر اثر تماس با این محصولات سریع از بین برود.
اقدامات لازم بعد از به وجود امدن یخ زدگی:
اگر فردی دچار یخ زدگی شود،باید همان قسمت یخ زده را در اب گرم قرار دهیم از اب داغ نباید استفاده کنیم .اگر اب گرم در دسترس نبود یا امگان استفاده از ان غیر ممکن بود،باید قسمت اسیب دیده را به ارامی با پتو گرم کنیم .اگر دست یا انگشتان دست دچار یخ زدگی شوند میتوانیم قسمت اسیب دیده را در زیر بغل قرار داد دهیم تا گرم شود. شخص باید قسمت اسیب دیده را زمانی که در حال گرم شدن است ورزش دهد. شخص باید سریع برای مراقبت های پزشکی اقدام کند.
خطرات ناشی از پرتو دهی و تاثیر در سلامت:
زیاد قرار گرفتن در برابراتیلن منجر به تاثیراتی از جمله موارد زیر میشود:
مهم ترین خطرات همراه با این گاز نفس کشیدن در جوی است که دارای کمبود اکسیژن میباشد.
از علایم کمبود اکسیژن مشکلات تنفسی ،سردرد ،سر گیجه ،حالت تهوع است ودرغلظت بالای گاز بی هوشی ومرگ را به دنبال دارد.
در مواجه با مایع سرما زا و یا انتشار سریع گازها موجب سرما زدگی میشود.
در حال حاضر اثرات مهمی برای سلامتی انسان که همراه با پرتودهی زمانی اتیلن باشد مشاهده نشده است.پرتئ دهی زمان در جوی که دارای کمبود اکسیژن است بر روی دستگاه عصبی و قلب انسان تاثیر گزار است.
اطفای حریق:
نقطه اشتعال : C136.6 .دمای افروزش خود به خودی: C 490
اقدامات لارم جهت اطفای حریق:
با مهار منبع گاز اتش ایجاد شده به وسیله ی این گاز را خاموش میکنیم.برای سرد کردن محموله ها ،سازه ها و تجهیزات که در معرض اتش قرار دارند از افشانه های اب استفاده میکنیم.
وسایل اطفای حریقی که هالوزن دار هستند را نباید برای خاموش کردن اتش به کار برد،به دلیل این که خود انها مسبب انفجار بیشتر میشوند.
خطرات مربوط به اتش غیر عادی وانفجار:
در هنگام اتش سوزی گاز ها میسوزند تا گازهای سمی همچون دی اکسید کربن و منواکسید کربن تولید کند .اتیلن این امکان را دارد که در دماهای بالا واکنش های شیمیای بزرگی را ایجاد کند.
مایع سرما زابخاطر این که در اب سریع دچار انجماد میشود در زمان اتش سوزی بسیار خطرناک است. اگر در زمان اتش سوزی با اتیلن مایع از اب برای خاموش کردن ان استفاده شود،اتیلن دچار یخ زدگی می شود وگرمای نسبی اب نیز باعث افزایش بخار اتیلن به مقدار بسیار زیادی میشود .زمانی که گار اتیلن با غلظت بالا وجود داشته باشدباعث میشودبخار اب موجود در هوای ان محیط متراکم شده وباعت به وجود امدن مه غیظ میشود.وجود این مه غلیظ دید را کم کرده ونمیتوان به درستی به اتش وتجهیزات ان پی برد .
این امکان وجود دارد که که در نبود هوا ووجود فشار بالا وهمچنین دمای C360تجزیه انفجاری داشته باشیم.زمانی که فشار ودما کم باشد در حالتی امکان دارد که تجزیه داشته باشیم که مولد با انرژی بالاداشته باشیم.
اتیلن اکساید
با نام اکسیران شناخته می شود. دارای حلقه اتری واز واکنش اتیلن با اکسیژن یا اکسیداسیون اتیلن تولید می شود.
این واکنش ها به همراه کاتالیست نقره بر پایه الومینا(AL2O3)انجام میشود :،در راکتوری از نوع Shell &Tube fixed Bad واکنش هارا انجام میدهند.
دارای بویی شبیه اتر(بوی ضعیف شیرینی)، قابل اشتعال وبی رنگ است.
در بسیاری از فرایند های شیمیایی از جمله مواد پر مصرف است ،زیرادر ساختار های شیمیایی خود دارای حلقه های ناپایدار است.
برای تولید یک واحد وزنی اتیلن اکساید به روش اکسیداسیون با اکسیژن خالص،به میزان ۰٫۸۲الی ۰٫۸۸واحد وزنی اتیلن نیاز است.اگر هوا در این واکنش شرکت کند میزان مصرف اتیلن ۰٫۹ یاید افزایش دهند،پس استفاده از اکسیژن خالص ارجعیت دارد.
اتیلن اکساید با اکسیژن موجود در هوا بسیار واکنش پذیر است.
بدلیل واکنش پذیری بسیار بالای اتیلن اکساید برای حمل ونقل ان قوانین دشواری وضع شده که حمل ونقل ان را مشکل میکند.
برای جلو گیری از خطر های حمل و نگهداری این ماده را کاملا سرد کرده وبه صورت مایع در می اودند، در دمای کمتر از ۱۰درجه سلیسیوس ذخیره میکنند. بیشترین استفاده از اتیلن اکساید برای تولید اتیلن گلیکول ها می باشد .
مزایای اتیلن اکساید
از ویژگی های اتیلن اکساید میتوان به نفوذ پذیری بالای ان اشاره کرد،اجسام متخلخل رابه سادگی استریل میکند ،برای استریل کردن ابزار هایی که به رطوبط حساس هستند مناسب است.لوازمی را می توانیم با این گاز استریل کرد که درجه حرارت ۵۰-۶۰درجه سانتی گراد را تحمل کنند.
معایب اتیلن اکساید:
از معایب اتیلن اکساید می توان موارد زیر را بر شمرد
الرژی زا بودن .بدون بو در غلظت ۷۰۰ پی پی ام ،در صورت نشت در محیط توسط انسان قابل شناسایی نیست.یکی از عوامل سرطان زا محسوب میشود .تخریب کننده لایه ازون.از روش های تولید ان می توان به روش اکسیداسیون مستقیم و روش کلروهیدرین اشاره کرد.
خصوصیات اتیلن اکساید:
اتیلن اکساید دارای فرمول مولکولی C2H4Oمیباشد .جرم مولکولی ان برابر با۴۴٫۰۵g/molاست.دارای چگالی ۰٫۸۸۲g/ml ودمای ذوب۱۱۱٫۳- ودمای جوش ۱۰٫۷ درجه سانتی گراد می باشد.
تشریح فرایند و نمودار تولید اتیلن اکسید:
واحد اتیلن اکسید(EO):
اتیلن با اکسیژن کاتالیست نقره در راکتور ،اتیلن اکسید را تولید می کند.در زمان تولید اتیلن اکسید اب وco2 تولید میشود.گرمای به وجود امده از این واکنش ها در تولید بخار با فشار بالا مصرف میشود.
گاز های خروجی به قسمت EO Recaveryوارد می شود.در اینجا اتیلن اکساید به وسیله اب از در اینجا اتیلن اکساید به وسیله اب از Recyle Gas جدا می شود .
گاز های دیگر را به سمت قسمت Lightends removal هدایت میشوند. گاز های چرخشی برای جدا سازی CO2 موجود در قسنتی از جریان وارد بخش حذف CO2می شود.با کمپرسور ها فشار گاز های چرخشی افزایش می یابد وبعد،بخشی از گاز های چرخشی وارد قسمت جذب CO2می شود . با استفاده از محلول کربنیت پتاسیم ،CO2موجود جدا شده و از سیستم خارج می شود.
گاز چرخشی باقی مانده و گاز های چرخشی که وارد بخش جذب CO2 نشده اند با تزریق اتیلن واکسیژن به راکتور اتیلن اکساید فرستاده می شوند .
جریان EO خروجی از قسمت بازیافت EOبرای حذف ترکیبات سبک که در ان موجود است وارد قسمت حذف ترکیبات سبک می شود ،و به سیکل گاز چرخشی وارد می شود.
منابع:
