Trang Chủ › C2H4 (Ethene › Ethylene)

C2H4 (Ethene, Ethylene)

Hóa Chất Miền Bắc - tháng 12 01, 2024 - C2H4 (Ethene, Ethylene)
Nội Dung

 


Tính chất của C2H4 (Ethene, Ethylene)

C2H4 (Ethene) là một hợp chất hydrocarbon không no, thuộc nhóm alkene, có công thức phân tử C₂H₄. Đây là một trong những hợp chất quan trọng trong công nghiệp hóa học và nông nghiệp.

Tính chất vật lý:

  • Màu sắc: Không màu.
  • Mùi: Mùi ngọt nhẹ.
  • Tính bay hơi: Ethene là một khí không màu, dễ bay hơi và dễ cháy.
  • Độ hòa tan: Ethene không hòa tan trong nước, nhưng dễ hòa tan trong các dung môi hữu cơ như ethanol và chloroform.
  • Khối lượng mol: 28.05 g/mol.
  • Nhiệt độ sôi: -104°C.
  • Nhiệt độ nóng chảy: -169°C.
  • Mật độ: Khoảng 0.0012 g/cm³ (ở điều kiện tiêu chuẩn).

Tính chất hóa học:

  • Phản ứng cộng (Addition reaction): Ethene có khả năng tham gia vào phản ứng cộng với nhiều chất như halogen (Br₂, Cl₂), axit halogenhydric (HCl, HBr), nước (H₂O) để tạo thành các hợp chất mới. Đây là một tính chất đặc trưng của các alken.
  • Phản ứng oxi hóa: Ethene có thể bị oxi hóa khi có sự hiện diện của các tác nhân oxi hóa mạnh như KMnO₄ hoặc O₂.
  • Phản ứng polymer hóa: Ethene có thể tham gia vào phản ứng polymer hóa để tạo thành polyethylene, một loại nhựa tổng hợp rất phổ biến.
  • Phản ứng cháy: Ethene cháy trong không khí tạo ra khí CO₂ và nước (H₂O), đồng thời tỏa ra một lượng nhiệt lớn.

Điều chế và sản xuất công nghiệp của C2H4

Điều chế:

  • Quá trình cracking: Ethene chủ yếu được sản xuất từ quá trình cracking dầu mỏ và khí thiên nhiên. Trong quá trình này, các phân tử lớn của hydrocarbon được phân hủy thành các phân tử nhỏ hơn, bao gồm ethene.

    Phương trình phản ứng:

    C10H22→Nhiệt độ cao, xuˊc taˊcC2H4+C8H18C_{10}H_{22} \xrightarrow{\text{Nhiệt độ cao, xúc tác}} C_2H_4 + C_8H_{18}

  •  Quá trình oxy hóa ethane: Ethene cũng có thể được sản xuất thông qua quá trình oxy hóa ethane (C₂H₆) với oxy (O₂) trong điều kiện có xúc tác, với sản phẩm chính là ethene.

    Phương trình phản ứng:

    C2H6+O2→Xuˊc taˊc, nhiệt độC2H4+H2OC_2H_6 + O_2 \xrightarrow{\text{Xúc tác, nhiệt độ}} C_2H_4 + H_2O

  •  Hydrocracking: Đây là một phương pháp trong đó dầu mỏ được xử lý bằng hydro trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao để tạo ra các hydrocarbon nhẹ như ethene.

Sản xuất công nghiệp:

Ethene chủ yếu được sản xuất công nghiệp thông qua quá trình cracking dầu mỏ và khí thiên nhiên. Ethene còn được sản xuất trong các nhà máy hóa dầu từ các sản phẩm phụ của quá trình sản xuất methanol và ethanol. Quá trình cracking và oxy hóa là hai phương pháp chính để sản xuất ethene ở quy mô công nghiệp.

Cách pha loãng C2H4

Vì ethene là khí dễ cháy và có thể gây nổ trong điều kiện thích hợp (nồng độ trong không khí từ 2.7% đến 36%), việc pha loãng ethene trong không khí hay trong dung môi cần được thực hiện rất cẩn thận:

  • Pha loãng trong khí: Ethene có thể được pha loãng trong khí trơ như nitơ (N₂) để giảm thiểu nguy cơ cháy nổ. Tuy nhiên, việc pha loãng phải tuân theo các quy định an toàn nghiêm ngặt.
  • Pha loãng trong dung môi: Ethene có thể hòa tan trong các dung môi hữu cơ như ethanol hoặc aceton trong những ứng dụng đặc biệt, nhưng điều này phải được thực hiện trong môi trường kiểm soát an toàn.

Ứng dụng của C2H4

  1. Sản xuất polymer (Polyethylene):

    • Ethene là nguyên liệu chính để sản xuất polyethylene, một loại nhựa nhiệt dẻo phổ biến trong các sản phẩm tiêu dùng như bao bì, chai nhựa, và linh kiện điện tử.

  2. Sản xuất hóa chất:

    • Ethene được sử dụng để sản xuất nhiều hợp chất hóa học khác, bao gồm ethyl alcohol (C₂H₅OH), ethylene oxide (C₂H₄O) dùng trong sản xuất các polymer khác, chất tẩy rửa, và ethylene glycol (C₂H₆O₂) dùng trong sản xuất chất chống đông.

  3. Ứng dụng trong nông nghiệp:

    • Ethene đóng vai trò quan trọng trong quá trình chín trái cây. Nó được sử dụng để thúc đẩy quá trình chín trong công nghiệp nông sản, ví dụ như chuối, táo và cà chua.

  4. Ứng dụng trong công nghiệp dược phẩm:

    • Ethene được sử dụng trong sản xuất một số loại thuốc và hóa chất y tế, đặc biệt trong ngành công nghiệp tổng hợp hóa chất.

Bảo quản C2H4

Ethene cần được bảo quản trong các điều kiện an toàn vì tính dễ cháy và dễ nổ của nó.

  • Bảo quản trong bình kín: Ethene phải được lưu trữ trong các bình kín, có nắp đậy chắc chắn, tránh tiếp xúc với các nguồn nhiệt hoặc lửa.
  • Nơi lưu trữ thông thoáng: Kho chứa ethene phải có hệ thống thông gió tốt để tránh khí tích tụ, gây nguy hiểm.
  • Chống nổ: Ethene cần được bảo quản tránh xa các vật liệu dễ gây cháy nổ hoặc tia lửa điện.

Lưu ý khi sử dụng C2H4

  1. An toàn cháy nổ:

    • Vì ethene dễ cháy và có thể tạo ra hỗn hợp nổ trong không khí, khi sử dụng hoặc bảo quản ethene cần tuyệt đối tránh các nguồn lửa và nhiệt độ cao.

  2. Bảo vệ cá nhân:

    • Cần sử dụng thiết bị bảo vệ cá nhân như kính bảo vệ, găng tay và khẩu trang khi làm việc với ethene. Hệ thống thông gió là rất quan trọng để giảm nguy cơ tiếp xúc trực tiếp với ethene.

  3. Thông gió tốt:

    • Cần đảm bảo môi trường làm việc có hệ thống thông gió tốt, tránh để khí ethene tích tụ trong không khí.

  4. Tác hại sức khỏe:

    • Tiếp xúc lâu dài hoặc hít phải ethene có thể gây ra các vấn đề về hô hấp, hệ thần kinh và sức khỏe tổng thể. Trong trường hợp khẩn cấp, cần đưa người bị ngộ độc ethene ra khỏi khu vực nhiễm khí và đưa đến cơ sở y tế.

Kết luận:

Ethene là một hợp chất hữu cơ quan trọng, có vai trò đặc biệt trong ngành công nghiệp hóa chất, nông nghiệp và sản xuất polymer. Tuy nhiên, vì tính dễ cháy và dễ nổ của ethene, việc sử dụng và bảo quản hợp chất này cần được thực hiện cẩn thận, tuân thủ các quy định về an toàn để đảm bảo bảo vệ sức khỏe và tránh nguy cơ tai nạn.

096.474.5075