Ethylenoxid a Ethylenglykoly

I když se ethylenoxid (EO) a ethylenglykoly (EG) mohou vyrábět odděleně, téměř všechny v Evropě instalované výrobny spojují oba produkty v integrovaných jednotkách. Ethylenoxid je klíčovým meziproduktem ve výrobách mnoha důležitých produktů. Většina vyrobeného ethylenoxidu jde na glykoly, etoxylované detergenty, etanolaminy, glykoletery a polyoly (obrázek). V ČR tato technologie není instalována.

Ethylenoxid a jeho deriváty.

Ethylenoxid (EO) vzniká reakcí plynného ethylenu a kyslíku nad pevným katalyzátorem obsahujícím stříbro. Exotermní reakce se provádí při zvýšené teplotě (200 – 300 °C) a tlaku (15 – 25 bar) s dobou prodlevy cca jedna sekunda. Vedlejšími reakcemi mohou také vznikat velmi malá množství acetaldehydu a formaldehydu.

Hlavními vedlejšími produkty jsou ovšem oxid uhličitý a voda, produkty silně exotermní totální oxidace ethylenu. Také část vzniklého EO se může oxidovat na oxid uhličitý a vodu.

Poměr těchto dvou reakcí určuje selektivitu procesu (tj. vyrobené množství EO na spotřebované množství ethylenu) a je hlavně určován typem použitého katalyzátoru. Selektivita pro EO je 65 – 75 % (u procesu používajícího vzduch) nebo 70 – 80 % (u procesu používajícího kyslík) při konverzi ethylenu 8 – 10 %.

Monoethylenglykol (MEG) vzniká hydrolýzou EO vodou při zvýšené teplotě a tlaku (150 – 250 °C, 3 – 4 MPa). U průmyslových jednotek obsahuje surová směs glykolů mezi 70 a 95 % hmot. MEG.

Hlavním ko-produktem při výrobě MEG je diethylenglykol (DEG), který vzniká reakcí MEG s EO.

DEG může reagovat dál s EO (ethoxylace) za vzniku triethylenglykolu (TEG) a těžších glykolů.

Schematicky tyto postupy uvádí následující obrázek.

Schéma procesu výroby ethylenoxidu/ethylenglykolu s čistým kyslíkem.