گاز اتیلن

اتیلن

آرین گاز تولید کننده و تامین کننده گاز های صنعتی و گاز های آزمایشگاهی  با کیفیت بالا به صورت جزئی-کلی و همچنین تجهیزات و لوازم وابسته برای صنایع مختلف می باشد آرین گاز در تامین گازهای خالص ازقبیل گاز اتیلن فعال می باشد.

گاز خالص اتیلن

اتیلن ، ساده ترین هیدروکربن غیر اشباع بوده و اولین عضو از گروه آلکنها می‌باشد. فرمول شیمیایی آن C2H4 بوده ، بین دو اتم کربن پیوند دوگانه وجود دارد. به دلیل وجود این پیوند دوگانه ، اتیلن ایزومر صورت‌بندی ندارد، یعنی دو نیمه مولکول نمی‌توانند با چرخش حول پیوند دوگانه ، صورت‌بندی خود را تغییر دهند.

اتیلن دارای ساختمان مسطح بوده ، زاویه بین دو اتصال کربن – هیدروژن ، 117 درجه سانتی‌گراد می‌باشد. یعنی مقداری بسته‌تر از زاویه 120 درجه که برای هیبریداسیون sp2 مناسب می‌باشد. اتیلن گازی بیرنگ و آتش گیر بشمار می‌رود و در ترکیب نفت و گاز طبیعی یافت می‌شود.

1. نام ماده: اتن(Ethen)
2.  نام تجاری: اتیلن(Ethylene) 

تاریخچه گاز اتیلن

در سال 1795، اتیلن را گاز اولفین می‌نامیدند. اولین سنتز ترکیبات اتیلن (دی کلرو اتان) در سال 1795 توسط شیمیدان هلندی انجام شد. در اواسط قرن 19 به علت اینکه C2H4 یک هیدروژن از C2H5 اتیل کم داشت، پسوندهای ene از ریشه یونانی  به آخر اتیل اضافه کرده و از آن به بعد گاز اولفین را اتیلن می‌نامند.

تا سال 1852 در متون علمی واژه اتیلن استفاده می‌شد.در سال 1866 “هافمن” شیمیدان آلمانی ، سیستم نامگذاری هیدروکربنها را بر پایه آلکان بنا نهاد. در این سیستم ، هر هیدروکربنی که از آلکان مربوطه دو هیدروژن کمتر داشت، آلکن با فرمول CnH2n و اگر چهار هیدروژن از آلکان مربوطه کم داشت آلکین CnHn نامیده می‌شود.

طبق این نامگذاری ، اتیلن به اتن تغییر نام یافت. انجمن بین المللی شیمیدانها در سال 1892 این نام را وارد نامگذاری IUPAC کردند و از آن تاریخ تا امروز ، این نام در متون علمی و کتابهای درسی و … مورد استفاده قرار می‌گیرد.

موارد مصرف اتیلن

از اتیلن به عنوان ماده اولیه مهم برای تولید بسیاری از تركیبات آلی پر مصرف در صنعت استفاده می شود. از اتیلن  در صنعت پلاستیك استفادهای بسیار می شود. اتیلن اگر پلیمریزه شود، پلی اتیلن از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است.

با تكراراین فرایند ، (PVC)پیش ماده پلی وینیل كلرید   تولید می شود.و اگر بنزن را تركیب كنیم، اتیل بنزن تولید می شود كه ماده اصلی پلی استر است. اتیلن ،به دلیل داشتن نوعی هورمون گیاهی  باعث می شود شكوفه‌ها باز شوند ، میوه‌ها  و گلها برسند و همچنین ریزش برگها در پاییز می‌ شود. و این خاصیت در كشاورزی استفاده می شود.

برای جلوگیری از خراب شدن میوه‌هایی مثل سیب، گلابی و موز، در حمل و نقل و انبار، آنها را نارس می‌چینند و قبل از اینكه  به بازار وارد كنند ،میوه ها با تحت تأثیر قرار گرفتن اتیلن می ‌دهند رسیده می شوند.  با تولید “پلی اتیلن” ، “اكساید اتیلن“ ،‌ “دی كلراید اتیلن“ ، “اتیلن گلایكول” ، “وینیل كلراید” ، استالدئید از كاربردهای مهم اتیلن می باشد.

روشهای تولیداتیلن

اتیلن در صنایع پتروشیمی با روش کراکینگ با بخار آب تولید می‌شود. در این فرآیند هیدروکربنهای گازی و محلولهای سبک هیدروکربن حاصل از نفت به مدت بسیار کوتاه در دمای 950 – 750 درجه سانتی‌گراد حرارت داده می‌شوند.

عموما در این واکنش هیدروکربنهای بزرگ به هیدروکربنهای کوچک شکسته شده ، هیدروکربنهای اشباع با از دست دادن هیدروژن به هیدروکربنهای غیر اشباع تبدیل می‌شوند.محصول این واکنش مخلوطی از انواع هیدروکربنهاست که اتیلن عمده ترین آن می‌باشد.

مخلوط را بوسیله متراکم سازی و تقطیر جز به جز جداسازی می‌کنند. روشهای دیگر ، هیدروژن‌دار کردن استیلن با استفاده از کاتالیزور و آبگیری از اتانول می‌باشد.

اطلاعات ایمنی اتیلن

اتیلن پوست و چشم را تحریك نمیكند.اما ممكن است تماس با اتیلن مایع به شدت سبب یخ زدگی شود. اتیلن بسیاراشتعال پذیر میباشد.

واکنشهای شیمیایی اتیلن

آلکنها به علت داشتن پیوند دوگانه در واکنشهای افزایشی شرکت می‌کنند. هالوژنها با اتیلن واکنش داده و تولید هالو اتان می‌کند. با افزودن آب به پیوند دوگانه اتانول تولید می‌شود، اما سرعت واکنش بدون حضور کاتالیزور پایین می‌باشد.

در حضور کاتالیزورهای فلزی نظیر پلاتین ، نیکل و … و فشار بالا ، اتیلن ، هیدروژن‌دار شده ، به اتان تبدیل می‌شود. اتیلن در حضور پراسیدها به اتواکسید که یک ترکیب حلقوی است تبدیل می‌شود.

اتیلن در حضور رادیکالهایی که واکنش پلیمریزاسیون را آغاز می‌کنند، به پلی اتیلن پلیمریزه می‌شود.

کاربردهای اتیلن

اتیلن ماده اولیه مهم برای تولید بسیاری از ترکیبات آلی پر مصرف در صنعت بشمار می‌رود. اتیلن به صورت گسترده در صنعت پلاستیک مورد استفاده قرار می‌گیرد. اتیلن با پلیمریزه شدن ، پلی اتیلن را تولید می‌کند که یک پلاستیک بسیار مهم است. با تکرار شدن ، پیش ماده پلی وینیل کلرید (PVC) را تولید می‌کند. با ترکیب شدن ، بنزن ، اتیل بنزن ایجاد می‌کند که ماده اصلی پلی استر می‌باشد.

اتیلن ، نوعی هورمون گیاهی است که باعث رسیدن میوه‌ها ، باز شدن شکوفه‌ها و گلها و همچنین ریزش برگها در پاییز می‌شود. به دلیل این خاصیت در کشاورزی مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای جلوگیری از خراب شدن میوه‌هایی مانند سیب ، گلابی و موز ، در حمل و نقل یا انبار ، آنها را کمی نارس می‌چینند و قبل از وارد کردن به بازار ، تحت تاثیر اتیلن قرار می‌دهند تا رسیده شود.
میوه درحال رسیدن: برگ هایش می ریزد، قسمت فوقانی 3 برابر رویش می یابد و در اینصورت قوت محصول را حفظ می کند.جوانه زنی  خود را آغاز می کند. می توان جوانه سیب زمینی را فعال کرد و نیز امتداد ساقه برنج  شکوفه دار کرد، گل ها را بارورکرد واز دوباره برگ دادن در پیری گیاه جلوگیری کرد.
با اینکه اتیلن توانایی این را دارد که میوه را برساند  ولی بی ارزش است و نیز به تعدادی زیادی از میوه ها آسیب می رساند، باعث پژمرده شدن سبزیجات و گلها می شود که به انبارداری آسیب می رساند.
در تاریخ  از اتیلن به عنوان بیهوش کننده  بسیار مهم استفاده می شود و ترکیبات قابل اشتغال آن را توسعه می دهند و نیزاز آن  به عنوان بیهوش کننده با درصد تراکم  پذیری 85% و 15% اکسیژن استفاده می شود.

اتیلن را می توان یک گاز هیدروکربن نامید و در تراکم های بالا حدودا 3% قابل اشتغال است. از گاز اتیلن برای رسیدن میوه با  ppm 1 تا 1/0استفاده میکنند. برای آنکه یک میوه برسد کافیست.یک قسمت از اتیلن در یک میلیون قسمت از هوا (یک فنجان گاز اتیلن در 62000 گالن هوا) مخلوط شود.
مثلا زندگی گوجه فرنگی از بارورسازی تخمکهای گل شروع می شود. میوه جوان پس از بارورسازی تولید  می شود و در دوره کوتاهی سلولهای خود را تقسیم می کند وزمانی این سلول ها بزرگ و میوه بالغ  می شود که یک دوره رشد سریع اتفاق بیفتد. این دوره رشد از  زمانی که بارورسازی میوه بالغ  به اتمام رسد بستگی به محل پرورش و فصل 45 تا 55 روزدارد. تا زمان اتمام رشد بسیاری از پیشرفت های شیمیایی و تغییرات فیزیکی نیز اتفاق می افتد که میوه رابا همان کیفیت حفظ میکند.

میوه در واکنش رسیدن مزه اش تغییر می کند وهمچنین رنگ ظاهری اش  پریده  و ترکیب بوی خوبی تولید می کند که در اینصورت می توان درجه کیفیت را تعریف کرد واکنش رسیدن با توجه  به اتیلن که هورمون عمومی است انجام می شود(همچنین عوامل دیگری  هم درگیر هستند). فرآیند تغییرناپذیری شامل تراکم اتیلن و کلی به ppm 1 تا 1/0 برسد شروع می شود.

گوجه فرنگی  را نمی توان بصورت مصنوعی توسط  اتیلن قرمزکرد. گوجه فرنگی به یک فرآیند معمولی می رسد و رنگدانه هایش تغییر میابد و از سبزینه به کار و تنوئیدها تبدیل شده و تنوئیدها  نیزدر هیدروکربن قرمز و قرمزدرخشان می شوند .

با وجود اتیلن این فرایند به صورت عملی سریعتراز واکنش عادی انجام می شود. ظاهرا کیفیت تغذیه ای مانند ویتامین C مصرف شده میباشد که بعد ازفاصله زمانی کوتاهی دربررسی اتیلن، سطح اولیه را تغییر نداده بود. به طور تجاری اتیلن را فقط برروی تعدادی از میوها  می توان به کار گرفت که شامل: برای رنگ سبز مرکبات، موزها ،خربزه های شیرین و مقداری از گوجه فرنگی
معمولادر گذشته ها نقش اتیلن و نتایج آن را  روی محصولات  به صورت تصادفی کشف کرده بودند.

لیموهای سبز را که روییده بود می چیدند،  آنها را انبار می کردند و  باچراغ های نقتی  آرام آرام گرم می کردند تا  رنگ آن زرد شود در این صورت می رسیدند سپس آنها رابه بازار می فرستادند. در گرمکن های تازه ی امروزی لیموها را به موقع زرد می کنند و منشأ این فرایند ها  گرم کردن با چراغ نفت سوز بود.
همچنین اتیلن به « مرگ » یا « هورمون رشد » معروف است با نقش تنظیمی درواکنش  رشد گیاه و در آخرمرگ. وقتی میوه ها و سبزیجات گل می دهند محل هایی بنام گیرنده های پیوندی دارا هستند  که مولکول های اتیلن جوی را که درآن آزادند جذب می کند.

برای مثال زمانی که یک گوجه فرنگی، اوکادو یا موز را درون یک کیف کاغذی می گذاریم چون می خواهند زود برسند  از خود اتیلن آزاد می کنند.
همچنین تولید اتیلن را برای جذب ثانویه از یک محرک می توان بیشتر کرد این اثر درکل آنقدر پیشرفت می کند که در آخر به ضایعات تبدیل می شود. در یخچال هم همین کار را می توان انجام داد .در جایی که محصور ونیز  حرارت مطلوب باشد تراکم زیاد شده و اتیلن جمع می شود. در محیط های بسته که میوه جات و… انبار است اثر مشابهی خواهد داشت.

نحوه شناسایی اتیلن

اتیلن ، رنگ قهوه‌ای محلول برم در تتراکلرید کربن را بی‌رنگ می‌کند و رنگ بنفش محلول سرد و رقیق پرمنگنات پتاسیم را از بین می‌برد و در نتیجه واکنش رسوبات قهوه‌ای MnO2 حاصل می‌شود. در اسید سولفوریک سرد و غلیظ حل می‌شود.