گاز اتیلن اکساید C2H4O Gas
فروش گاز اتیلن اکساید (اکسید) | سیلندر اتیلن اکساید | کپسول اتیلن اکساید | اکسیران | اکسید اتیلن | Ethylen oxide | Oxirane| Ethylene Oxide | C2H4O
تاريخچه گاز اتیلن اکساید
اتيلن اكسايد (Ethylen Oxide) براي اولين بار در سال 1859توسط شیمي دان فرانسوي چارلز آدولف ورتز (Charles Adolphe Wurtz) بدست آمد. اين دانشمند اتيلن اكسايد را از تركيب 2- كلرواتانول با يك پايه به دست آورد.
در طول جنگ جهاني اول اين ماده از لحاظ صنعتي اهميت پيدا كرد و از آن براي توليد دو محصول اتيلن گلايكول (خنك كننده رادياتور) و همچنين ساخت بمب شيميايي گاز خردل استفاده شد.
در سال 1931ديگر شيمي دان فرانسوي روشي براي تهيه اتيلن اكسايد به طور مستقيم از اتيلن و اكسيژن با استفاده از كاتاليزور نقره پيدا نمود. از سال 1949تقريباً تمام توليد اتيلن اكسايد صنعتي، به همين روش انجام ميگيرد.
معادله شیمیایی
به طور خلاصه، اتيلن اكسايد از واكنش اتيلن و اكسيژن روي كاتاليزور و نقره در دماي 200 تا 300 درجة سانتي گراد به دست ميآيد. فشار اين فرايند در محدوده 1 تا 2 مگاپاسكال و معادله شيميايي آن به صورت زير است:
بازده اين واكنش معمولاً بين 70 تا 80% است. روشهاي گوناگوني براي توليد اتيلن اكسايد وجود دارد كه از لحاظ صنعتي هيچ يك ارزش روش ذكر شده را ندارند.
اکسید اتیلن یا اتیلن اکسید به انگلیسی Ethylen oxide، که همچنین با نام اکسیران oxirane هم نامیده می‌شود، یک ترکیب آلی با فرمول C2H4O می باشد. این گاز بی رنگ قابل اشتعال دارای بوی ضعیف شیرینی است و ساده‌ترین اپوکسید epoxide محسوب می شود. سه حلقهٔ موجود در ساختمان آن شامل دو اتم کربن و یک اتم اکسیژن می باشد.
این ماده معمولاً به صورت یک مایع سرد و خُنک شده به کار گرفته شده و به همین صورت حمل می گردد . این ماده عمدتاً به عنوان پیش سازی برای گلیکول اتیلن و دیگر مواد شیمیایی دارای حجم بالا تولید می‌شود، اما در عین حال برای استریلیزاسیون نیز در پزشکی کاربرد دارد.
اکسید اتیلن ایزومر استالدئید محسوب می شود. اتیلن اکساید در دمای 11 درجه سلسیوس به گاز تبدیل می شود و در دمای پایین تر به شکل مایع می باشد و وزن مولکولی آن 45 گرم بر مول می باشد.
توليد اتیلن اکساید
توليد اتيلن اكسايد با اكسيداسيون مستقيم اتيلن توسط اكسيژن روشي است كه حدوداً 95% اتيلن اكسايد مصرفي در جهان به اين روش تهيه مي‌شود.
در طراحي هاي قديمي از هوا به جاي اكسيژن استفاده مي شد كه نسبت به اكسيژن بازدة كمتري دارد. امروزه با توجه به بازدة بالاتر و همچنين قيمت مناسب اكسيژن، استفاده از روش جديد به صرفه‌تر است.
در اكثر طراحي ها، نيمي از اتيلن اكسايد توليدي براي فروش خالص سازي مي‌شود و نيمي ديگر به واحد توليد اتيلن گلايكول فرستاده مي‌شود كه در اكثر موارد واحد توليد اتيلن گلايكول در كنار واحد اتيلن اكسايد وجود دارد. طراحي هايي نيز وجود دارد كه اتيلن اكسايد توليدي تماماً براي توليد اتيلن گلايكول استفاده مي‌شود و يا تماماً براي فروش خالص سازي مي‌شود.
توليد اتيلن اكسايد و اتيلن گلايكول از آنجا كه دو ماده مهم براي توليد بسياري از فرآورده هاي آلي هستند، در هر كشوري ضروري به نظر مي رسد.
فرآيندي كه مدنظر ماست، فرايندي در فاز بخار شامل اكسيداسيون اتيلن با اكسيژن در حضور دي اكسيد كربن بازگشتي و گازهاي بي اثر و همچنين متان براي افزايش ظرفيت حرارتي و بهبود خارج كردن حرارت از اين واكنش گرمازا است.
كاتاليزور نفره بر پاية آلومينا معمولاً به صورت حلقه اي يا لخته اي شكل، براي افزايش سطح تماس، استفاده مي‌شود. مقاديري از عناصري مانند Cs و Re به كاتاليزور افزوده مي‌شود تا آن براي توليد EQ را افزايش دهد. مقاديري از تركيبات كلردار به صورت پيوسته به راكتور اضافه ميشوند تا از توليد نامطلوب دی اکسید کربن جلوگيري شود.
میزان تبدیل اتیلن
ميزان تبديل اتيلن در هر pass پائين نگه داشته مي شود، بنابراين توليد EQ به مقدار لازم بالا است. دماي واكنش در محدوده 240 تا 270 درجه سانتيگراد است. اتيلن اكسايد توليدي در راكتور، توسط آب از محصول خروجي راكتور جذب مي‌شود. اتيلن و اكسيژن واكنش نداده، به همراه محصول جانبی دی اکسید کربنو ناخالصي ها جذب نميشوند و پس از فشرده شدن به راكتور باز مي گردند. (جريان برگشتي كه از كمپرسور عبور مي‌كند).
قسمتي از گاز از يك جاذب دی اکسید کربن مانند محلول داغ كربنات پتاسيم عبور داده مي‌شود تا مقدار دی اکسید کربن در جريان گاز بازگشتي كاهش يابد. اتيلن اكسايد از جاذب جدا شده و سپس خالص سازي مي‌شود. مراحلي نيز براي جداسازي ناخالصي ها، آب، باقي مانده فرمالدهيد و استالدهيد و طراحي مي‌شود.
اتيلن اكسايد در راكتور لوله اي با بستر ثابت توليد مي‌شود. گازهاي واكنش دهنده از درون لوله ها عبور كرده و يك خنك كننده مناسب هم در خارج از لوله گرماي توليد شده را خارج مي‌كند. قطر لوله معمولاً 20 تا 40 ميلي متر مي‌باشد. قطرهاي بالاتر ممكن است كه انتقال حرارت به خوبي انجام نگيرد و نقاط داغ در مركز لوله به وجود بيايد. طول لوله ها نيز ماكزيمم 14 متر است و لوله هاي طويل تراخت فشار مطلوبي را به دست نمي دهد. علاوه بر اتيلن و اكسيژن ناخالصي هاي گازي در خوراك راكتور حضور دارند. اين گازها با واكنش دهنده ها مخلوط شده و آنها را از محدوده انفجار دور مي‌كند.
کاربرد اتیلن اکساید
قابلیت نفوذ بالا دارد و برای استریل فلزات استفاده می شود.
گاز اتيلن اكسايد، توانايي از بين بردن باكتري ها، قارچ ها و كپك ها را داراست و بنابراين براي استريل كردن موادي كه نمي توان آنها را با استفاده از حرارت استريليزه نمود، كاربرد فراواني دارد. (موادي كه در اثر حرارت تخريف ميشوند) استريليزه كردن با اتيلن اكسايد براي حفاظت ادويه جات در سال 1938 توسط شيميدان آمريكايي به كار گرفته شد و هنوز هم استفاده مي‌شود. علاوه بر اين، اتيلن اكسايد براي استريليزه كردن تجهيزات پزشكي مانند باند و لوازم جراحي و بخيه استفاده مي‌شود.
بیشترین مصرف
بيشترين مصرف اتيلن اكسايد به عنوان مادة واسطه در توليد ديگر محصولات شيميايي است. عمده مصرف آن در توليد اتيلن گلايكول است. اتيلن گلايكول براي توليد پلي استرها (مانند پلي اتيلن ترفتالات) براي ساخت فيبرها، بطري ها و فيلمهاي مخصوص و همچنين توليد ضديخ براي رادياتور اتومبيل ها به كار مي رود. اتيلن اكسايد هم علاوه بر مصارف ذكر شده، به عنوان يك ماده واسطه در توليد گسترة وسيعي از مواد شيميايي مانند اتانول آمين ها، گلايكول اترها براي پوشش سطوح و اتوكسي لات ها براي فرمولاسيون سورفكتانت ها.
اتانول آمين ها را ميتوان از واكنش اتيلن اكسايد با آمونياك به دست آورد. از اتيلن اكسايد در توليد شوينده ها نيز استفاده مي‌شود.
اطلاعات فنی اتیلن اکساید
واکنشهاي شيميايي
آلکنها به علت داشتن پيوند دوگانه در واکنشهاي افزايشي شرکت ميکنند. هالوژنها با اتيلن واکنش داده و توليد هالو اتان ميکند. با افزودن آب به پيوند دوگانه اتانول توليد مي‌شود، اما سرعت واکنش بدون حضور کاتاليزگر پايين مي‌باشد. در حضور کاتاليزگرهاي فلزي نظير پلاتين، نيکل و … و فشار بالا، اتيلن، هيدروژن‌دار شده، به اتان تبديل مي‌شود. اتيلن در حضور پراسيدها به اتواکسيد که يک ترکيب حلقوي است تبديل مي‌شود. اتيلن در حضور راديکالهايي که واکنش بسپارش را آغاز ميکنند، به پلي اتيلن پليمريزه مي‌شود
مشخصات شیمیایی و فیزیکی گاز اتیلن اکساید
| وزن مولکولی اتیلن اکساید | 44.06 g/mole |
| فرمول مولکولی اتیلن اکساید | C2H4O |
| نقطه ذوب اتیلن اکساید | -112.8°C |
| فشار بخار اتیلن اکساید | 22PSI |
| نقطه جوش اتیلن اکساید | 10.7°C |
| دمای بحرانی اتیلن اکساید | 195.9°C |
| غلظت بخار اتیلن اکساید | 1.52 |
| حجم مخصوص اتیلن اکساید | 8.7719 |
مزایای اتیلن اکساید
قابلیت نفوذ بسیار بالایی دارد ، به طوری که اجسام متخلخل را به راحتی استریل می کند. برای استریل کردن ابزارهایی که به رطوبت حساسیت نشان می دهند( وسایل فلزی ) ، مناسب می باشد.
معایب اتیلن اکساید
آلرژی زا و در غلظت 700 پی پی ام نیز بدون بو می باشد.یعنی در صورت نشت در محیط ، توسط انسان قابل شناسایی نمی‌باشد. به تازگی یکی از عوامل سرطان زا محسوب شده و نیز مخرب لایه ازون می باشد. این گاز برای استریل کردن لوازمی که تحمل درجه حرارت 50-60 درجه سانتی گراد را دارند ، کاربرد دارد.
اطلاعات ایمنی اتیلن اکساید
اتیلن اکساید گازی بی رنگ با بویی شیرین می باشد.اتیلن اکساید آتشزا و سمی و خورنده بوده و سرطان زا می باشد.این گاز باعث آسیب جدی به خون و چشم و پوست می شود و همچنین سیلندر آن تحت فشار می باشد.کپسول اتیلن اکساید باید دور از گرما و جرقه باشد.محل نگه داری باید دارای تهویه مناسب باشد.دمای خود اشتعال اتیلن اکساید 428.88 درجه سانتیگراد می باشد.
نكات بهداشتی اتیلن اکساید
استنشاق اتيلن اكسايد سمي است. نشانه هاي اين مسموميت سردرد و سرگيجه بوده و پيشرفت بيماري با تشديد نشانه هاي آن و همچنين تشنج همراه است. در ضمن شوك ناگهاني و حالت اغما (كما) نيز به دنبال دارد. تماس اتيلن اكسايد با پوست، خارش ايجاد كرده و بخار آن تنفس را مشكل مي‌كند. استنشاق بخار آن منجر به پر شدن ريه از اين سيال مي گردد كه عواقب بدي را به دنبال دارد.
بدون شرح