«Оценка возможностей использования принципов " зеленой химии" в производстве этилена»

Этилен - химически активное вещество. Так как в молекуле между атомами углерода имеется двойная связь, то одна из них, менее прочная, легко разрывается, и по месту разрыва связи происходит присоединение, окисление, полимеризация молекул.

Модели молекулы этилена приведены на рис. 1.

Рисунок 1 - Модели пространственного строения молекулы этилена: а - тетраэдрическая; б - шаростержневая; в - по Бриглебу

Этилен впервые был получен немецким химиком Иоганном Бехером в 1680 году при действии купоросного масла на винный спирт. Вначале его отождествляли с "горючим воздухом", т.е. с водородом. Позднее, в 1795 году этилен подобным же образом получили голландские химики Дейман, Потс-ван-Труствик, Бонд и Лауеренбург и описали под названием "маслородного газа", так как обнаружили способность этилена присоединять хлор с образованием маслянистой жидкости - хлористого этилена ("масло голландских химиков").

Все вышеперечисленные процессы пиролиза изобретены давно. В настоящее время существует много разработок, которые позволяют увеличить выход целевых продуктов, улучшить качество продукции, а также снизить затраты.

В данной работе приведем несколько разработок с использованием принципов зеленой химии.

Вышеперечисленные процессы предполагают многостадийные процессы, в результате которых из исходных веществ получаются продукты. Но схемы и механизмы реакций, подходящие для лаборатории, совершенно не годятся для крупнотоннажных процессов. Если на каждой стадии реакция идёт с выходом, далеким от 100%, то при переносе на большой масштаб вместе с нужным продуктом получаются огромные количества ненужных веществ. В цепочке реакций используют вспомогательные вещества, часто после кислотной или щелочной нейтрализации образуются неорганические соли (хлорид натрия, сульфат натрия, сульфат аммония). Что касается потерь, то в многоступенчатых процессах они бывают выше, чем конечный выход продукта. Эту проблему химических и фармацевтических производств отчасти помогают решить катализаторы, которые существенно уменьшают выход нежелательных побочных продуктов.

В данной работе были проанализированы возможности использования принципов «зеленой химии» в производстве этилена.

В работе рассмотрены основные способы производства этилена, в качестве основной выбран пирозил углеводородного сырья.

Схема пиролиза была проанализирована с точки зрения использования принципов «зеленой химии». В результате сделано несколько разработок.

В первом случае целью изобретения является увеличения выходов всех низших олефиновых углеводородов при относительно более низких рабочих температурах процесса пиролиза без добавления в зону реакции водяного пара, что заметно повысит экологическую чистоту процесса за счет исключения загрязненных стоков и снизит удельные энергозатраты на нагревание разбавителя при проведении пиролиза нефтяного сырья. Во втором случае целью предлагаемого изобретения является разработка способа получения олефинов с использованием отходов производства и одновременным уменьшением коксообразования в процессе пиролиза. Также изложены методы достижения этих целей.

1. Гутник С.П., Сосонко В.Е., Гутман В.Д. Расчёты по технологии органического синтеза. – М.: Химия, 1988.

2. Адельсон С.В., Вишнякова Т.П., Паушкин Я.М. Технология нефтехимического синтеза. – М.: Химия, 1985.

3. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. – М.: Химия, 1988.

4. Клименко А.П. Получение этилена из нефти и газа. – М.:Химия,1962

5. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию./ Ю.И. Дытнерский. – М.: Химия,1991.

6. Справочник нефтехимика./ С.К. Огородников. В 2-х т. – Л.: Химия,1978