گاز اتیلن چیست؟

گاز اتیلن (اتن) با فرمول شیمیایی C₂H₄ به طور طبیعی در برخی از میوه‌ها مانند موز و کیوی وجود دارد و معمولاً برای کمک به فرآیند رسیدن آن‌ها استفاده می‌شود. از مهمترین مشخصات گاز اتیلن می‌توان به بی رنگ بودن آن اشاره کرد که به طور طبیعی به عنوان یک تنظیم کننده رشد گیاه در میوه‌ها و سبزیجات وجود دارد. همچنین می‌تواند برای کمک به تولید بیشتر محصولات به آن‌ها اضافه شود. ما در این مقاله به بررسی مشخصات اتیلن، تاریخچه و کاربرد آن در صنایع مختلف و … خواهیم پرداخت.

مشخصات گاز اتیلن

• بی رنگ
• آتشزا
• با بویی اندک
• چگالی سبک تر از هوا

تاریخچه اتیلن: گاز اتیلن چگونه کشف شد؟

اتیلن اولین بار در سال 1795 با همکاری چهار شیمیدان هلندی سنتز شد. از آن زمان به بعد، آن را گاز اولفیانت (گاز نفت‌ساز) می‌نامیدند، زیرا با کلر ترکیب شده و 1،2-دی کلرواتان را تولید می‌کرد.

در اواسط قرن نوزدهم، اتیلن به عنوان گروه عملکردی اتیل (C₂H₅) در نظر گرفته شد. در همان زمان، پسوند ‌-ین که به طور گسترده برای اشاره به یک مولکول (یا جزء مولکولی) استفاده می‌شد که یک اتم هیدروژن کمتر از مولکول اصلاح‌شده داشت. بدین ترتیب با افزودن این پسوند به «اتیل» نام «اتیلن» به دست آمد.

قابل ذکر است که کشف اتیلن به عنوان یک هورمون گیاهی، هنگام حضور ناخواسته آن در محیط اتفاق افتاد. در دهه 1800، گاز روشن کننده (گاز زغال سنگ) به طور گسترده برای روشنایی استفاده می‌شد و نشت آن از خطوط گاز آسیب زیادی به گیاهان وارد می‌کرد. در اواخر دهه 1800، دیمیتری نلجوبو مشاهده کرد که نهال‌های نخود اتیوله شده به دلیل نشت گاز روشن کننده در آزمایشگاه رشد عجیبی داشتند. این یافته منجر به مطالعات متعددی در مورد اثرات گسترده گاز اتیلن شد.

 در سال 1934، ریچارد گان کشف کرد که گیاهان اتیلن را سنتز می‌کنند. همبستگی بیوسنتز اتیلن با فعالیت بیولوژیکی گام بزرگی برای کشف این حقیقت بود که یک گاز می‌تواند یک هورمون گیاهی باشد.

منابع

اتیلن عمدتا در پالایشگاه های شیمیایی توسط فرآیند‌های مختلف کراکینگ بسته به جریان مواد خام یا محصول تولید می گردد. در این فرآیند هیدروکربن های سنگین تر در دمای بالا به انواع مختلفی نظیر هیدروکربن های C₂ و C₃ و عمدتا اتیلن غیر اشباع تفکیک می گردند. تقطیر و فشرده سازی ترکیب شده مراحل بازده اتیلن خالص است. حجم کمتر اتیلن توسط عبور بخارات اتیل الکل در آب زدایی کاتالیست در دمای 470-360 درجه تولید می گردد. همچنین ممکن است این گاز بر اثر تجزیه حرارتی اتان تولید گردد.

روش تولید گاز اتیلن

در صنعت پتروشیمی، اتیلن با فرآیندی به نام کراکینگ با بخار تولید می‌شود. در این فرآیند، هیدروکربن‌های مایع گازی یا سبک برای مدت کوتاهی تا دمای 750 تا 950 درجه سانتی‌گراد گرم می‌شوند و واکنش‌های رادیکال آزاد متعددی را القا می‌کنند. این فرآیند، هیدروکربن‌های بزرگ را به هیدروکربن‌های کوچکتر و غیر اشباع (یعنی پیوندهای دوگانه) تبدیل می‌کند. سپس، اتیلن با فشرده سازی و تقطیر مکرر از مخلوط پیچیده حاصل جدا شده و در کپسول گاز اتیلن ذخیره می‌شود.

با توجه به اینکه تولید اتیلن نیاز به انرژی بالایی دارد، تلاش زیادی برای بازیابی گرمای خروجی فرآیند تولید از کوره‌ها انجام می‌شود. بیشتر انرژی بازیافت شده برای تولید بخار با فشار بالا استفاده شده و این بخار به نوبه خود برای به حرکت درآوردن توربین‌ها به منظور فشرده سازی گازها در کمپرسور تبرید پروپیلن و کمپرسور تبرید اتیلن استفاده می‌شود.

کاربردهای گاز اتیلن

اتیلن در طیف وسیعی از صنایع کاربرد دارد که در ادامه آن را بررسی می‌کنیم.

• شیشه سازی: از اتیلن در صنعت تولید شیشه در صنعت خودروسازی (شیشه خودرو) استفاده می‌شود.
• پزشکی: به عنوان بی حس کننده در صنعت پزشکی استفاده می شود.
• پالایش: به عنوان مبرد صنعت پتروشیمی به ویژه در کارخانه‌های مایع سازی LNG استفاده می‌شود. همچنین اتیلن ماده اولیه برای چندین فرآیند سنتز صنعتی است و به عنوان یک واسطه در صنایع شیمیایی و پتروشیمی برای تولید پلاستیک به کار می‌رود.
• غذا و نوشیدنی: مخلوط اتیلن و نیتروژن برای کنترل رسیدن میوه‌ها، به ویژه موز، با غلظت چند پی پی ام در انبار استفاده می‌شود. همچنین در کشاورزی نیز برای تقویت رشد محصول استفاده می‌شود. در ادامه به بررسی دقیق‌تر این موضوع خواهیم پرداخت.

کاربرد گاز اتیلن در کشاورزی

از گاز اتیلن در کشاورزی و حمل و نقل محصولات، برای شروع سریع فرآیند رسیدن میوه، خصوصا هنگام انتقال میوه‌ها به نقاط دورتر، استفاده می‌شود. استفاده از گاز اتیلن روی میوه‌های نارس باعث می‌شود که میوه‌ها نیز به طور طبیعی مقادیر زیادی گاز اتیلن تولید کنند. به عبارت دیگر، استفاده خارجی از آن، تولید اتیلن را در خود میوه تحریک کرده و در نتیجه فرایند رسیدن میوه سریع‌تر می‌شود.

برای مثال، قرار دادن یک گلابی سفت و نارس در یک کیسه به همراه یک موز، منجر به رسیدن گلابی می‌شود. موز گاز اتیلن را به گلابی می‌فرستد و گلابی نیز می‌رسد. از طرف دیگر، موز نیز در معرض اتیلن اضافی درون کیسه قرار می‌گیرد و روند رسیدن آن تا جایی ادامه پیدا می‌کند که خراب شود.

فرآیند بالا، در مقیاس بزرگتر در حمل و نقل میوه‌ها استفاده به کار می‌رود. میوه‌ها بعد از چیده شدن، به نزدیکترین مرکز توزیع منتقل شده و برای رسیدن در اتاقک‌های اتیلن قرار می‌گیرند و پس از رسیدن، به فروشگاه‌های مواد غذایی ارسال می‌شوند.

برخی دیگر از میوه هایی که برای رسیدن در معرض گاز اتیلن قرار می‌گیرند، عبارتند از:

• آووکادو
• انبه
• کیوی
• آلو

استفاده از گاز اتیلن برای از بین بردن رنگ سبز

در کشاورزی، از گاز اتیلن می‌توان برای از بین بردن رنگ سبز (کلروفیل) مرکبات و سایر میوه‌ها مانند آناناس استفاده کرد. در این فرآیند، گاز اتیلن فقط ظاهر میوه‌ها را تغییر داده و به فرآیند رسیدن آنها کمکی نمی‌کند. برای مثال، اگر پرتقال قبل از برداشت مدت بیشتری روی درخت بماند به طور طبیعی پوست آن از سبز به نارنجی تغییر رنگ می‌دهد. با این حال، اگر پرتقال‌ها زود برداشت شوند، با استفاده از گاز اتیلن روی پوست آن‌ها می‌توان رنگ سبز را از بین برد تا محصول راحت‌تر به فروش برسد.

استفاده از اتیلن در کشاورزی قبل از برداشت محصولات

اتیلن می‌تواند قبل از برداشت محصولات نیز به منظور تسهیل این فرآیند استفاده شود. یکی از نمونه‌های رایج این محصولات، گردو است که قبل از برداشت از این گاز استفاده می‌شود تا پیوند بین میوه و شاخه سست شده و به راحتی از یکدیگر جدا شوند.

واکنش‌های شیمیایی گاز اتیلن

اتیلن یک عنصر بسیار مهم در صنعت پتروشیمی است که می‌تواند انواع مختلفی از واکنش‌ها را انجام دهد و محصولات شیمیایی زیادی تولید کند. برخی از واکنش‌های مهم آن عبارتند از:

• پلیمریزاسیون
• اکسیداسیون
• هالوژناسیون و هیدروهالوژناسیون
• آلکیلاسیون
• هیدراتاسیون
• الیگومریزاسیون
• واکنش اکسو

بسپارش

این گاز برای تولید پلی اتیلن که پلی اتن نیز نامیده می‌شود، پلیمریزه می شود که پرمصرف‌ترین پلاستیک جهان است. گروه‌های عمده محصولات پلی اتیلن عبارتند از پلی اتیلن با چگالی کم، پلی اتیلن با چگالی بالا، کوپلیمرهای پلی اتیلن،  اتیلن-پروپیلن و ترپلیمر.

اکسیداسیون

اتیلن برای تولید اتیلن اکساید مورد استفاده قرار می گیرد و در نهایت به اتیلن گلیکول هیدرولیز می‌شود که پیش ساز وینیل استات هم هست. این گاز در حضور پالادیوم تحت اکسیداسیون قرار می‌گیرد و استالدهید تولید می‌کند. این فرآیند از طریق کمپلکس اولیه اتیلن به مرکز Pd(II) ادامه می یابد.

واسطه‌های اصلی اکسیداسیون اتیلن که در این فرآیند به کار می‌روند عبارتند از:

• اتیلن اکسید
• استالدهید
• وینیل استات
• اتیلن گلیکول
• پلی استرها
• پلی اورتان
• مورفولین
• اتانول آمین‌ها
• آسپرین
• گلیکول اترها.

هالوژناسیون و هیدروهالوژناسیون

واسطه‌های اصلی هالوژناسیون و هیدروهالوژناسیون اتیلن عبارتند از: اتیلن دی کلراید، اتیل کلرید و اتیلن دی بروماید. برخی از محصولات این گروه نیز عبارتند از: پلی وینیل کلراید، تری کلرواتیلن، پرکلرواتیلن، متیل کلروفرم، پلی وینیلیدین کلراید و کوپلیمرها و اتیل بروماید.

آلکیلاسیون

واسطه‌های شیمیایی اصلی آلکیلاسیون اتیلن عبارتند از: اتیل بنزن، اتیل تولوئن، اتیل آنیلین ها، 1،4-هگزادین و آلکیل‌های آلومینیوم. محصولات این واسطه‌ها نیز عبارتند از پلی استایرن، پلی استرهای غیراشباع و ترپلیمرهای اتیلن-پروپیلن.

هیدراتاسیون

اتانول واسطه اولیه هیدراتاسیون اتیلن است که محصولات مهم آن عبارتند از اتیلامین، مخمر، استالدهید و اتیل استات.

الیگومریزاسیون

محصولات اولیه الیگومریزاسیون اتیلن، آلفا الفین‌ها و الکل‌های اولیه خطی هستند که به عنوان نرم کننده و سورفکتانت استفاده می‌شوند.

واکنش اکسو

واکنش Oxo اتیلن منجر به تولید پروپیالدئید و محصولات اولیه آن از اسید پروپیونیک و n- پروپیل الکل می‌شود.

مضرات و اثرات مخرب اتیلن

اگر چه گاز اتیلن به طور گسترده برای تسریع رسیدن محصولات استفاده می‌شود، اما ممکن است تاثیر عکس نیز داشته باشد، به خصوص که اتیلن می‌تواند بر تمام قسمت‌های گیاه شامل برگ‌ها، گل‌ها و میوه‌ها تأثیر بگذارد. برخی از اثرات مخرب اتیلن عبارتند از:

رسیدن سریع میوه‌ها

اگر گاز اتیلن بیش از حد مصرف شود یا در غلظت مناسب استفاده نشود، میوه‌ها خیلی سریع می‌رسند. این موضوع می‌تواند منجر به خراب شدن زود هنگام محصول و غیرقابل فروش شدن آن شود.

زرد شدن سبزیجات

برخی از سبزیجات حساس به اتیلن مانند کلم بروکلی و کلم، در حضور اتیلن زرد می‌شوند. ممکن است قبلاً این تاثیر را در سبزیجات دیده باشید، هنگامی که سر کلم بروکلی یا برگ‌های کلم به رنگ زرد است.

پیری و پژمردگی گل‌ها

گل‌ها در حضور گاز اتیلن واکنش مناسبی از خود نشان نمی‌دهند. یکی از نگرانی‌های اصلی برای پرورش دهندگان گل این است که گل‌ها در حین حمل و نقل با هیچ میوه‌ای تماسی نداشته باشند تا هیچ واکنش نامطلوبی به اتیلن نداشته باشند. به طور کلی، تماس اتیلن با گل‌ها منجر به افتادن برگ از ساقه گل‌ها و حتی پیری و پژمردگی گل‌ها می‌شود.

دسته بندی خطرات گاز اتیلن

اصلی ترین خطراتی که این گاز می تواند به دنبال داشته باشد و باید حتما در زمان خرید گاز اتن به آن توجه شود، در ادامه خدمت شما ارائه شده است:

• گاز مایع H280 در واقع همان گاز تحت فشار است که در اثر گرما احتمال انفجار آن وجود دارد.
• گاز سرمایشی H281 شامل گاز خنک کننده می باشد که می تواند باعث جراحت و یا سوختگی برودتی شود.
• گاز H220 فوق العاده آتش زا است. از این رو در زمان استفاده و یا نگهداری از آن باید حتما به این نکته توجه شود.
• گاز H336 نیز می تواند باعث خواب آلودگی یا سرگیجه گردد.

قیمت و خرید گاز اتیلن

قیمت گاز اتیلن به موارد زیادی بستگی دارد که در قیمت نهایی آن تاثیرگذار است. از جمله این موارد می‌توان به درصد خلوص گاز اتیلن، حجم مورد نظر و نحوه حمل و نقل و دریافت این گاز اشاره کرد. برای خرید گاز اتیلن از شرکت پارس هوای البرز و اطلاع دقیق از نحوه سفارش و قسمت آن می‌توانید از طریق راه‌های ارتباطی در صفحه تماس با ما در تماس باشید.