الإتلين

اتلين

Ethylene - Ethylène

الإتلين

الإتلين ethylene فحم هدروجيني صيغته ((C₂H₄، وهو الحد الأول في سلسلة الألكنات أو الأولفينات، ويحتوي على رابطة مزدوجة بين ذرتي الكربون CH₂= CH₂ وتجعل منه فعاليته - التي تعزى إلى صفة عدم الإشباع - المنتج الرئيسي في البتروكيمياء[ر.الألكنات].

منشأ الإتلين

يوجد الإتلين بكميات ضئيلة في غازات الأفران العالية ومصانع الكوك، وقد حصل عليه بادئ الأمر بتسخين مزيج من الغول الإتيلي وحمض الكبريت المركز إلى الدرجة 160ْس. وحددت خواصه بعد اكتشافه في غازات الأفران العالية.

أخذ الإتلين في الأربعين سنة الأخيرة مكاناً مرموقاً بين أكثر صناعات تكرير النفط أهمية، إذ يحصل عليه بالتحلل الحراري (التكسير في درجة حرارة مرتفعة من غير وسيط) للغاز والبنزين (الغازولين) وحتى للمازوت (الغازويل)؛ كما يحصل عليه بالتكسير البخاري. ولما كان المادة الأولية المتزايدة النصيب في الصناعة الكيمياوية وفي صناعة اللدائن، فقد غدا ممكناً نقله من المصافي إلى معامل التحويل بخطوط السكك الحديدية أو الشاحنات أو السفن أو بخطوط الأنابيب، وغدا يُخزن بكميات كبيرة لمجابهة زيادة الإنتاج ولدعم التوزيع والاستهلاك.

خواصه الفيزيائية

الإتلين غاز في الحالة الطبيعية لا يتسيل إلا عند الدرجة -104ْس، وهو قليل السمية، يسبب استنشاقه نوماً عميقاً، لذلك يعطى في العمليات الجراحية القصيرة الأمد ممزوجاً بالهواء أو الأكسجين. تنفجر مزائجه بالهواء، عندما تراوح نسبته فيها بين 3٪ و34٪، معطية غاز الكربون وبخار الماء، لذلك يُعد خطراً في الأماكن المغلقة ولاسيما بحضور الأدوات الحارة أو الأجهزة الكهربائية المعرضة لإطلاق الشرر. وهو يُسرعُ نضج الفواكه لذلك يستعمل تجارياً في مخازن الفواكه.

صنع الإتلين

يطلق اسم التحلل الناري Pyrolyis أو التكسير ببخار الماء steam- cracking على طريقة صنع الإتلين، ففي التحلل الناري تتفكك الفحوم الهدروجينية المشبعة المستقيمة السلسلة والموجودة  سواء في الغاز الطبيعي أو في شتى قطفات النفط كالبنزين والمازوت تفككاً غير وساطي يرافق الارتفاع الشديد في درجة الحرارة (750 -900ْس) وفي ضغط ضعيف (1-2بار).

ويعتمد تكسير الغاز الشديد الانتشار في الولايات المتحدة على تفاعل أساسي هو نزع الهدروجين من الإتان:

C₂H₆ → C₂ H₄+ H₂

ويدخل بخار الماء في  مدخل الفرن لزيادة سرعة المرور في الأنابيب، وبذلك يتكسر المنتج بعنف، ولا يتركه بخار الماء يمكث في الفرن إلا بضع ثوان، وحين يخرج الناتج يُبرد تبريداً عنيفاً  بالتبادل الحراري في مراجل تدعى مراجل الإسقاء quench وذلك لإيقاف التفاعل قبل أن يبلغ مرحلة تكوين الكوك (التكويك).

كيمياء الإتلين

تنفتح الرابطة المزدوجة الواقعة في مركز جزيء الإتلين بسهولة كبيرة لتضم جزيئات الأكسجين أو الكلور، أو لتضم جزيئات إتلين أخرى (التماثر) polymerization.

ويحصل أكسيد الإتلين (CH₂)₂O بأكسدة الإتيلين رأساً بالهواء أو بالأكسجين. وهو غاز عديم اللون، سهل التسيل، يتبخر في الدرجة 10.7ْس، وهو خطر التداول جداً لأنه يكون مزيجاً صاعقاً في الجو. وهو منتج وسطي عظيم الأهمية يستعمل مادةً أولية في الكثير من الطرائق التي تؤدي إلى نسق كامل من شتى المصنعات كمضادات التجمد والمنظفات والمذيبات والألياف النسيجية التركيبية والموائع الهدرولية للمكابح وناقلات الحركة وغيرها. ويكون الإتلين مع الكلور مركباً وسطياً هو ثنائي كلور الإتان أو كلور الإتلين C₂H₄Cl₂ الذي يعطي كلور الفينيل CH₂= CHCl، ويعد هذا الأخير أكثر المواد الأولية في صنع اللدائن أهمية كمتعدد كلور الفينيل (PVC) والراتنجات الفينيلية (الزجاج العازل أو البرانيق أو الجلود الاصطناعية).

يتحد الإتلين بسهولة ويسر بالبنزين C₆H₆ بحضور كلوريد الألمنيوم وسيطاً لإعطاء إتيل البنزن C₆H₅ - C₂H₅، ويعطي هذا بدوره الستيرين C₆H₅ ـ CH= CH₂ بنزع الهدروجين، والستيرين ذو دور أساسي في صناعة المواد اللدنة (متعدد الستيرين polystyrene) والمطاط (مطاط البوتاديين).

يزداد ميل الإتلين يوماً بعد يوم ليحل محل الأستيلين نقطة انطلاق لكيمياء الأستالدهيد ((CH₃- CHO والخلات acetates. وقد نافست إماهة الإتلين إلى الغول الإتيلي التخمر الغولي منافسة شديدة.

وتُصنف متماثرات الإتلين في نوعين مختلفين:

- متعدد الإتلين العالي الكثافة (0.96 تقريباً) والذي يُعرف بالمنخفض الضغط أيضاً لأنه يحصل بتفاعل وساطي في الضغط الجوي أو في ضغط قريب من الجوي، وهو يتألف من جزيئات مستقيمة ذات سلاسل طويلة تحوي 500-1000 ذرة كربون.

ويستعمل لقولبه الأشياء الحسنة المتانة والمقاومة للماء في حالة الغليان. وتتم القولبة بالبثق extrusion (القوارير، والصفيحات، والأنابيب، والأفلام والأكياس والكييسات للرزم والتغليف)، أو بالحقن injection (اللعب، وقطع السيارات، والأجهزة المنزلية والصحية)، أو بالانضغاط compression (الصفائح).

- متعدد الإتلين المنخفض الكثافة (0.93 تقريباً) والذي يُعرف بالعالي الضغط أيضاً لأنه يُماثَر في مفاعلات تعمل في ضغوط قد تبلغ عدة آلاف البارات، وقوامه سلسلة طويلة متفرعة تتألف من 800 إلى 2500 ذرة كربون، وهو أكثر ليونة وأقل مقاومة للحرارة من النمط العالي الكثافة، ويتيح بالقولبة الحصول على أشياء متعددة كثيرة الاستهلاك في المنازل أو الصناعات.

بلغ الإنتاج العالمي لمتعدد الإتلين رتبة الخمسة ملايين طن عام 1970، ثم تجاوز إنتاجه إنتاج متعدد كلور الفينيل. كما بلغ إنتاج الولايات المتحدة في عام 1977 من متعدد الإتلين المنخفض الكثافة 2935000 طناً، واستهلك من متعدد الإتلين العالي الكثافة 1657000 طناً.

التخزين والنقل

يتطلب تنوع استعمال الإتلين وانخفاض سعر تكلفته وحدات تكسير ببخار الماء عملاقة قادرة على أن ينتج كل منها 500000 طناً من الإتلين في العام. وقد استكملت عدة تقنيات لتخزين هذا الغاز في الحالة السائلة:

- خزان الضغط، وهو مكلف جداً لما يتطلبه من أوعية فولاذية ثخينة الجدران، لذلك لا يلجأ إليه إلا لتخزين مقادير صغيرة في المعمل.

- خزان الضغط الجوي، وفيه يحصل العزل الحراري الضروري لتجنب التبخر بغلاف مزدوج يصنع جداره الداخلي من سبيكة خليطة بالنيكل أو الألمنيوم، ويصنع الجدار الخارجي من الفولاذ أو الخرسانة، أما العازل الوسطي فهو من أسفنج متعدد الأورتان.

- الخزن القري في أرض مجمدة: لما كان الإتلين سائلاً في نقطة غليانه (-104ْس) فإن تبريده لجدران كهف التخزين يكفي لضمان عدم تسربه.

- الخزن في الملح، وقوامه إيجاد مكمن ملح على عمق يزيد على 250م، فيجوف ويُملأ بعد ذلك يالإتلين السائل.

ويتم نقل الإتلين بالقاطرة والشاحنة والسفينة، علماً بأن نقله بالأنابيب يزداد يوماً بعد يوم؛ وقد أخذت تنتشر في أوربة والولايات المتحدة شبكات تصل ما بين منتجي مختلف المناطق.

صلاح يحياوي

التصنيف : الكيمياء و الفيزياء

النوع : علوم

المجلد: المجلد الأول

رقم الصفحة ضمن المجلد : 275

آخر أخبار الهيئة :

معجم المصطلحات

الأطلس الجغرافي

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية