Окись этилена: производство, применение

Окись этилена – это ахроматический метан с приторным, вызывающим тошноту ароматом, напоминающий уретан. Вещество увесистее кислорода. Твердеет при температуре – 115^оС, а при температуре +12^оС сворачивается в прозрачную подвижную смесь, имеющую жгучий привкус. Вещество с легкостью растворяется в воде, этиловом спирте и других базисных веществах. В синтезе с оксигеном становится взрывоопасным.

Исторические сведения

Окись этилена была открыта в 1859 году французским ученым, химиком-органиком Шарлем Адольфом Вюрцем. Он стал первым из тех, кто исследовал данное соединение и его качественные характеристики, измерив показатель температуры, при котором этилена оксид закипает. Изначально ученый считал, что окись этилена, по своим физико-химическим параметрам и особенностям, имеет сходство с органическим основанием. Это ошибочное мнение продержалось до 1896 года, пока другие исследователи (Бредиг и Усов) не выяснили, что окись этилена не является электролитическим веществом.

Длительное время был известен только один метод извлечения окиси этилена напрямую, из самого этилена. Им пользовались многие ученые. Но в 1931 году соотечественник Шарля, химик Теодор Эмиль Лефорт, создал новый способ окисления этилена напрямую, при помощи серебряного фермента. Этот способ, созданный в конце 20-го века, используют и в настоящее время.

Великая четверка по производству окиси этилена

Первым ученым, который создал окись этилена путем окисления вещества, при помощи кислорода и серебряного ускорителя, стал Эмиль Лефорт. Им же и был запатентован этот метод в 1931 году. Способ получения окиси этилена многократно модифицировался и приобретал различные варианты в промышленном производстве.

Первой компанией, которая реализовала промышленный метод прямого окисления этилена, начиная с 1995 года, является компания UCC (Union Carbide Corporation). Здесь используется процесс, названый «Метеорным», который характеризуется высокой производительностью, низкими капиталовложениями. Компания была основана в 1917 году Ричардом Уэллсом. Завод окиси этилена и гликолей действует и посей день. Данная корпорация выкупила патент, который в современности является ее достоянием, и находит свое применение только на предприятиях, принадлежащих ей же, а также занимающих более 25% мощностей по всему миру.

Второй компанией, использующей подобный метод, но масштабнее распространенный в мире благодаря системе лицензированного типа, является Scientific Design Company, Inc. С 1983 года она насчитывает более 95 проектов, около 27% мировых мощностей и 80% всех лицензионных производств окиси этилена. Основана компания в 1946 году.

Третьей компанией, использующей данный способ, является Shell International Chemicals B.V. Дочернее предприятие компании Royal Dutch Shell, основанной в 1907 году. Способ этого предприятия отличается от других производителей, завышенными требованиями в отношении производства окиси этилена и длительным сроком жизни сиккатива (более 3 лет). Компания охватывает более 45% мировых мощностей в производстве.

Четвертый производитель - японская компания Japan Catalytic Chemical Co. Она использует лицензионный способ, схожий с методом Scientific Design, налаженный для организации единого комплекса, совмещающего производство окиси этилена и этиленгликолей. Японская корпорация основана в 1951 году.

Оксид этилена - самый крупный по объемам производства органический продукт в мировой химической индустрии. Однако он уступает некоторым веществам, таким как этилен, пропилен, этанол, метанол, бензол, винилхлорид, стирол, толуол и т. д. Производство оксида этилена все так и остается на втором месте после полиэтилена по значимости и составляет всего 14%. Данный элемент используют для производства полиэтилен гликоля, полиэтиленоксида, сополимеров с пропиленовой окисью, поверхностных веществ активного типа, нефтяных деэмульгаторов, фумигантов.

Перевозка вещества

Процесс перевозки происходит при помощи контейнеров, баллонов и цистерн. Окись этилена сохраняется в резервуарах объемом до 3 тыс. м³ при температуре 15-20 градусов по Цельсию, под давлением 7-19 кгс/см². Оксид этилена представляет собой ядовитое вещество, которое обладает раздражающими, одурманивающими и довольно токсическими свойствами. С легкостью, являясь газом, проникает сквозь одежду и обувь, вызывая резкую аллергическую реакцию, а при попадании на слизистую оболочку глаз - ожоги.

Признаки отравления этиленом

Этилен используют повсеместно в производстве разных средств для красоты, здоровья и не только. Чаще всего его добавляют в:

• лаки;
• краски;
• растворители;
• антифризы;
• мыло и моющие средства;
• косметику и парфюмерию;
• антибиотики и многое другое.

Стерилизация окисью этилена часто используется человеком для дезинфекции газового типа. Мы сталкиваемся с этим ядовитым веществом ежедневно. Нередко случаются ЧП, связанные с отравлением окисью этилена. Рассмотрим признаки отравления и способы лечения.

Интоксикация окисью этилена

Симптомами острой интоксикации являются:

• головная боль и головокружение;
• сладкий привкус во рту;
• тошнота и рвота;
• покраснение лица;
• общая слабость;
• нарушение сердечного ритма;
• паралич лицевых мышц;
• слабая реакция зрачков на свет;
• судороги;
• увеличение печени и нарушение ее функций.

Колоссальное отравление

Хроническое отравление являет собой такие симптомы:

• постоянные жалобы клиента на головную боль;
• боли в суставах;
• проблемы с желудочно-кишечным трактом;
• тремор пальцев вытянутых вперед рук;
• потливость и оледенение конечностей;
• снижение чувствительности и.т.д.

При попадании на поверхность кожи вызывает дерматит с язвами, а также сопровождается повышением температуры и высоким уровнем лейкоцитов в крови.

Первая помощь пострадавшему. Лечение

Если пациент имел неосторожность попасть себе в глаза средством на основе этилена, необходимо тщательно и продолжительное время промывать глаза большим количеством чистой воды, затем обратиться к врачу.

При попадании этого реагента на кожу в срочном порядке надо очистить поверхность ватным тампоном, смоченным в спирту. После обильно промыть пораженный участок кожи водой с мылом и обработать ланолином.

В более тяжелых случаях отравления пациенту нужны:

• свежий воздух;
• покой и тепло;
• ингаляции кислородом;
• витамины В1, В6, В12 и кальций;
• обильное щелочное питье;
• капельницы на основе глюкозы с аскорбиновой кислотой;
• кофеин и кордиамин.

Стерилизация при помощи окиси этилена

Оксид этилена очень популярен как средство стерилизации. Первый раз оксид этилена как обеззараживающий газ начали использовать в сороковых годах прошлого века. Благодаря тому, что вещество было в газоподобной форме, оно хорошо проникало в упаковки с медицинскими инструментами и убивало микроорганизмы. Такой метод использовали для большинства средств, которые были чувствительны к высоким температурам, влажности и токсичности. Так как оксид этилена относится к ядовитым газам, стерилизацию проводят в плотно закрытых камерах.

Такой метод дезинфекции считается лучшим из всех известных нам способов. Обработка инструментов данным способом состоит из трех шагов:

1. Сначала инструменты продувают воздухом, изменяя температуру и влажность.
2. Упаковку наполняют газом окиси этилена и ждут некоторое время, чтоб медицинские инструменты прошли стерилизацию.
3. Проводят дегазацию, чтобы убрать из упаковки остатки агрессивного газа.

Гидратация окиси этилена

Окись этилена применение находит, главным образом, в создании разнообразных этиленгликолей. Гидратацию окиси этилена в жидком состоянии проводят либо в присутствии кислот катализаторов при температуре +50-100 градусов, либо под давлением без ускорителя при температуре +200^оС. Чаще всего используют второй способ, применяя давление, так как от некоторых кислот тяжело впоследствии очистить полученное вещество, и приходится применять дополнительные способы по очистке.

После гидратации получают этиленгликоль — простейший двухатомный спирт. По консистенции напоминает масло. Этиленгликоль без запаха и цвета, имеет сладковатый вкус. Является токсичным веществом, которое используют в моющих средствах. Некоторые уникумы пытаются его использовать как заменитель алкоголя, что приводит к летальному исходу.

Кроме того, что этиленгликоль используют для создания моющих средств, также он входит в состав и других продуктов:

• антистатиков;
• полиролей;
• средств от обледенения;
• добавляют в системы охлаждения компьютеров и автомобилей;
• в небольшом количестве используют в кремах для обуви;
• с помощью него делают взрывчатые вещества.

Действие этиленгликоля на организм

Этиленгликоль часто используют в процессе обработки помещений или зданий с большой площадью, а в результате нанесения средств, предназначенных для мытья, происходит вдыхание паров. При неосторожном использовании вещество может попасть в рот, однако этого мало для отравления. Большую вероятность отравиться получают те, кому подолгу службы приходится часто сталкиваться с веществами, содержащими этиленгликоль. В эту категорию входят водители и работники химических заводов.

Признаки отравления

1. Начальный период длится 12 часов и проявляется легким опьянением человека. Изредка проявляется головная боль, тошнота, периодическая рвота, легкая слабость. При этом от человека может исходить легкий сладковатый аромат. Но в целом самочувствие нормальное.
2. Спустя двенадцать часов мнимого хорошего самочувствия возникают ощущение передвижения в пространстве собственного тела, боль в голове, приступы тошноты и нарушение натрий-кальциевого обмена, рвота. Живот и поясничные мышцы начинают остро колоть.
3. Немногим позже себя проявляют признаки поражения ЦНС: потеря сознания, повышение температуры, судороги.
4. На пятые сутки развивается почечная недостаточность, отек легких, нарушается работа сердца и снижается артериальное давление.
5. Смерть наступает в течение недели из-за сердечной недостаточности, отека легких и проблем в работе почек и печени.

Легкое отравление проявляется после вдыхания паров и характеризуется головокружением, тошнотой и слабостью. Чтобы спасти пострадавшего, необходимо обратиться в больницу до того, как истекут 12 часов после отравления.