Epoxid ethenu (EO) je univerzálním chemickým surovinovým materiálem, který se používá především k výrobě ethylen glykolu (klíčové součásti pro výrobu polyesterových vláken a antifrizu) a slouží jako základní meziprodukt pro povrchovečinné látky, ethanolaminy a glykol étery. Navíc se EO široce uplatňuje v medicíně jako sterilizační prostředek nízké teploty pro teplotně citlivé lékařské přístroje, v zemědělství jako fumigant pro kontrolu škůdců u skladovaných produktů a v průmyslových aplikacích pro výrobu chemikálií naftařského průmyslu a solventů. Nedávné pokroky rozšířily jeho použití do biobazovaných biodegradabilních materiálů a technologií zachycování uhlíku, což zdůrazňuje jeho rostoucí potenciál v zelené chemii.
Aplikace epoxidu ethenu (EO):
Chemické meziprodukty : Vyrobí ethylen glykol (pro polyesterová vlákna a antifriz), povrchovečinné látky a deriváty ethanolaminu.
Medicínská sterilizace : Slouží jako plynový sterilizátor nízké teploty pro teplotně citlivé lékařské přístroje.
Agrární fumigace : Vyhlazuje škůdce a plíseň v uložené hořčině a tabáku.
Průmyslové aplikace : Vyrábí chemikálie pro ropná pole (např., demulzifikátory, inhibitory koroze) a průmyslové rozpouštědelné látky (pro nátěry a tisky).
Vznikající materiály : Syntetizuje biologicky založené biodegradabilní plastiky (např., polyglykolovou kyselinu, PGA) a účastní se technologií konverze CO₂.
Ostatní oblasti : Používá se v farmaceutických příměsích, textilních pomocných látkách a sterilizaci obalovacích materiálů pro potraviny.
Efektivní katalytický systém
Používá katalyzátor na bázi stříbra (Ag) s dopanty jako rhenium (Re) a baryum (Ba), což významně zvyšuje selektivitu (nad 90 %) a stabilitu, zatímco potlačuje uhlíkové nasazování a sinterování.
Životnost katalyzátoru se prodlužuje na 2-3 roky, čímž se snižuje frekvence nahrazování.
Přesná kontrola reakce
Návrh pevného lůžka s více rourami kombinovaný s chladičovým systémem cirkulace tavené soli zajistí přesnou kontrolu teploty (200-300°C) a tlaku (1-3 MPa).
Koncentrace kyslíku pevně udržována pod 8%, aby se potlačily vedlejší reakce přehořívání.
Návrh pro kruhovou ekonomii
Nereagovalé etyleny a kyslík jsou recyklovány po odebrání CO₂ (přes alkalické umývání nebo membránové oddělování), s periodickým vyfukováním inertních plynů za účelem minimalizace spotřeby surovin.
Teplota z reakce je znovu využita na předzahřátí surovin, čímž se dosáhne úspory energie ve výši 15-20%.
Bezpečnost a ochrana životního prostředí
Do směsi surovin jsou přidány roz řediny (metan/nitrogen), aby se vyhnulo explozi (koncentrace etylenu je udržována na úrovni 5-30%).
Odpadní voda s EO je očišťována pomocí parního destilace nebo biodegradací, zatímco emise CO₂ jsou zachycovány a znovupoužívány (např. pro výrobu močoviny).
Zrůdná technologie oddělování
Třístupňová čistění (vodoúprava, desoruce a destilace) zajistí, že čistota EO přesáhne 99,9 %.
Vysoká selektivita a nákladová efektivita
Selektivita hlavní reakce dosahuje 90–95 %, což minimalizuje vedlejší produkty CO₂ a zlepšuje využití surovin. Etén tvoří 60–70 % nákladů, což zajišťuje silnou ekonomickou životaschopnost.
Zvýšená bezpečnost
Explozičně bezpečné návrhy (prasklinové disky, reálnodobé monitorování plynů) a použití rozředidel účinně zmírňují rizika výbuchu.
Environmentální udržitelnost
Pokročilé čištění odpadních vod a výfukových plynů splňuje přísné emisní normy (např. <1 ppm EO v odpadních vodách), což je v souladu s ekologickými praxemi výroby.
Optimalizované spotřebování energie
Energetická integrace (využití zbytečného tepla, párové kompresory) snižuje celkové spotřebované energie na 2,5-3,5 GJ za tunu EO.
Dokázaná průmyslová spolehlivost
Zralá technologie se standardizovaným vybavením (např. reaktory z kovové slitiny Incoloy 800) a operačními parametry, ideální pro velkém měřítku industrializaci.
Flexibilnost a škálovatelnost
Kompatibilní s novými surovinami (např. bioethylen) a upravitelný prostřednictvím digitálních ovládání (AI řízená optimalizace poměru O₂/C₂H₄).
Ve srovnání s chlorohydrinovým procesem : Zrušení znečištění chlorovshromženou šťávou a snížení spotřeby energie/materialů.
Ve srovnání s elektrochemickými metodami : Nabízí vyšší technickou dospělost, větší produkční kapacitu a nákladovou soutěživost.
Proces výroby oxidu ethenu se soustředí na efektivní katalytickou oxidaci, která kombinuje vysokou selektivitu, bezpečnost, ekologickou kompatibilitu a nákladovou účinnost. Běžná optimalizace prostřednictvím cyklického využívání zdrojů a energetické integrace ho činí nejlepší volbou pro průmyslovou výrobu EO.
Závod na chloroacetonovou kyselinu
Výrobní zařízení peroxidu vodíku
Výrobní linka MIBK (Methyl Isobuty Ketone)
Závod na trioxan
EN