Etilen Oksit (EO), poliester liflerin ve antifrizin üretiminde kullanılan etilen glikolünü üreten esnek bir kimyasal ham madde olarak hizmet eder ve yüzey aktif maddeler, etanolaminler ve glikol eterler için temel ara maddedir. Ayrıca EO, ısıya duyarlı tıbbi cihazlar için düşük sıcaklıkta sterylize edici ajan olarak, tarım alanında depolanan ürünlerdeki zararlıları kontrol etmek için fumigan olarak ve endüstriyel uygulamalarda petrol sahası kimyasalları ve çözücü üretiminde yaygın olarak kullanılır. Son gelişmeler,EO'nun kullanımı biyo-tabanlı biyoyapıcı malzemeler ve karbon yakalama teknolojilerine genişletilmiştir; bu da yeşil kimyada büyüyen potansiyelini vurgulamaktadır.
Etilen Oksit (EO) Uygulamaları:
Kimyasal ara maddeler : Etilen glikol (poliester lifler ve antifriz için), yüzey aktif maddeler ve etanolamin türevlerini üretir.
Tıbbi sterylizasyon : Isıya duyarlı tıbbi cihazlar için düşük sıcaklıklı gaz sterylantı olarak hizmet eder.
Tarımsal fumigasyon : Depolanan tahıllarda ve tütününde zararlı hayvanları ve mantarı yok eder.
Endüstriyel Uygulamalar : Petrol sahası kimyasalları (örn., demulsifierler, korozyon engelleyiciler) ve endüstriyel çözücüler (boya ve mürekkep için) üretir.
Yeni nesil malzemeler : Biyo tabanlı biyoyapışıklı plastikler sentezler (örn., poliglikolik asit, PGA) ve CO₂ dönüşüm teknolojilerinde yer alır.
Diğer Alanlar farmasötik ara maddeler, metin dokumu yardımcıları ve gıda malzeme paketleme materyallerinin sterilizasyonunda kullanılır.
Etkin Katalitik Sistem
Güneş (Ag) tabanlı, rhenyum (Re) ve baryum (Ba) gibi katkı maddeleri içeren bir katalizör kullanır; bu, seçiciliği önemli ölçüde artırır (%90'dan daha fazla), karbon birikimini ve erimeyi önlerken istikrarı sağlar.
Katalizör ömrü 2-3 yıla kadar uzar, böylece değiştirme sıklığı azalır.
Sürekli Reaksiyon Kontrolü
Sabit yataklı çoklu boru reaktör tasarımı, eriyen tuz dolaşım soğutma sistemiyle birleştirilerek hassas sıcaklık (200-300°C) ve basınç (1-3 MPa) kontrolünü sağlar.
Oksijen konsantrasyonu, aşırı oksidasyon yan tepkimelerini engellemek için %8'nin altındaki seviyede sıkı bir şekilde tutulur.
Dairel Ekonomi Tasarımı
CO₂'nin kaldırıldığı (alkaline yıkama veya membran ayrım yoluyla) ardından reaksiyon edilmemiş etilen ve oksijen yeniden kullanılabilir hale getirilir; ham madde tüketimini en aza indirmek için periyodik olarak inerte gazlar dışarı atılır.
Reaksiyon sıvısı, besin malzemesinin önceden ısıtılmasına yeniden kullanılarak %15-20 enerji tasarrufu sağlanır.
Güvenlik ve çevre koruma
Patlayıcı sınırları önlemek amacıyla besin malzemesi karıştırma sırasında dillüan (metan/nitrojen) eklenir (etilen konsantrasyonu %5-%30 arasında tutulur).
EO içeren atık su, buharlı soyulma veya biyoyapısal bozunum yoluyla işlenirken, CO₂ emisyonları yakalanır ve yeniden kullanılabilir hale getirilir (örn., üre yapımı için).
Olgun Ayırma Teknolojisi
Üç aşamalı temizleme (su emmisi, desorbsiyon ve destilasyon) EO'nun saflığını %99.9'un üzerinde tutar.
Yüksek Seçicilik ve Maliyet Etkinliği
Ana reaksiyon seçiciliği %90-%95 seviyesine ulaşır, CO₂ yan ürününü minimuma indirgeyerek ham madde kullanımı üzerinde iyileştirme sağlar. Etilen maliyetlerinin %60-%70'ini oluşturur, böylece güçlü ekonomik uygulanabilirlik sağlanır.
Geliştirilmiş Güvenlik
Patlama risklerini etkili bir şekilde azaltmak için patlama koruyucu tasarımlar (parça diskleri, gerçek zamanlı gaz izleme) ve seyreltici kullanımı uygulanır.
Çevresel Sürdürülebilirlik
Atık su ve atık gazların ileri düzeyde işlenmesi, sert emisyon standartlarını karşılar (örn., atık sudaki EO <1 ppm), yeşil üretim uygulamaları ile uyum sağlar.
Optimize edilmiş enerji tüketimi
Enerji entegrasyonu (atık ısı kurtarma, buhar destekli sıkıcılar) her ton EO başına 2.5-3.5 GJ'ye kadar toplam enerji tüketimini düşürür.
İspatlanmış Endüstriyel Güvenilirlik
Standartlaştırılmış ekipmanlar (örn., Incoloy 800 aleysiyon reaktörleri) ve işletim parametreleri ile olgun teknoloji, büyük ölçekli endüstrielleştirme için idealdir.
Esneklik ve ölçeklenebilirlik
Yeni besin kaynaklarıyla uyumlu (örn., biyobazlı etilen) ve dijital kontroller aracılığıyla geliştirebilir (AI destekli O₂/C₂H₄ oranı optimizasyonu).
Kloroidrin Süreciyle Karşılaştırılması : Klor içeren atık su kirliliğini ortadan kaldırır ve enerji/gider tüketimini azaltır.
Elektrokimyasal Yöntemlerle Karşılaştırılması : Daha yüksek teknik olgunluk, daha büyük üretim kapasitesi ve maliyet rekabetçiliği sunar.
Etilen oksit üretim süreci, yüksek seçicilik, güvenlik, çevresel uyumluluk ve maliyet etkinliği ile birlikte verimli katalitik oksidasyona odaklanır. Dairesel kaynak kullanımı ve enerji entegrasyonu aracılığıyla sürekli optimizasyon, endüstriyel EO üretimi için en iyi seçeneği yapar.