Etilen là gì? Tính chất hóa lý, điều chế, ứng dụng, lưu ý khi sử dụng 

Etilen là gì?

Ethylen, hay còn gọi là etilen (tên IUPAC: ethene), là một hợp chất hydrocarbon thuộc nhóm anken đơn giản nhất, với công thức hóa học C₂H₄ hoặc CH₂=CH₂. Đây là một trong những hợp chất khí sinh học đầu tiên được con người phát hiện và nghiên cứu. Đồng thời, ethylen cũng là olefin có cấu trúc đơn giản nhất, đóng vai trò quan trọng trong nhiều quá trình hóa học và ứng dụng công nghiệp.

Công thức cấu tạo của Etilen 

• Công thức phân tử:  C2H4

• Phân tử khối: 28

• Công thức cấu tạo của C2H4:

Công thức cấu tạo C2H4 - Viết gọn: CH2=CH2.

Trong công thức cấu tạo C2H4, có một liên kết đôi giữa hai nguyên tử cacbon.

• Trong liên kết đôi có một liên kết kém bền. Liên kết này dễ đứt ra trong các phản ứng hóa học.

• Những hiđrocacbon mạch hở, trong phân tử có một liên kết đôi như etilen gọi là anken, có công thức chung CnH2n với n ≥ 2.

Tính chất hóa lý của Etilen?

Tính chất hóa học của Etilen

Phản ứng oxi hóa

Etylen khi đốt cháy hoàn toàn trong môi trường giàu oxi sẽ tạo thành khí carbon dioxide (CO₂) và hơi nước (H₂O), đồng thời giải phóng một lượng nhiệt lớn:

C2H4+3O2→2CO2+2H2OC_2H_4 + 3O_2 → 2CO_2 + 2H_2O

Phản ứng cộng

Etilen là một anken, do đó nó dễ dàng tham gia các phản ứng cộng với nhiều tác nhân khác nhau, làm đứt liên kết đôi trong phân tử và tạo ra các sản phẩm bão hòa hơn.

• Phản ứng với dung dịch brom
  Khi etylen phản ứng với brom (Br₂) trong dung dịch, màu nâu đỏ của brom bị mất đi, tạo thành hợp chất 1,2-dibromoethan:
  C2H4+Br2→C2H4Br2C_2H_4 + Br_2 → C_2H_4Br_2

• Phản ứng với clo
  Etylen có thể tác dụng với khí clo (Cl₂) để tạo ra vinyl clorua (C₂H₃Cl) và khí hydro clorua (HCl):
  C2H4+Cl2→C2H3Cl+HClC_2H_4 + Cl_2 → C_2H_3Cl + HCl

• Phản ứng cộng hydro
  Khi có mặt chất xúc tác như niken (Ni) hoặc platin (Pt), etylen có thể phản ứng với hydro (H₂) để tạo thành etan (C₂H₆):
  C2H4+H2→C2H6C_2H_4 + H_2 → C_2H_6

• Phản ứng cộng axit
  Etylen có thể phản ứng với khí hydro clorua (HCl) để tạo thành etyl clorua (CH₃CH₂Cl):
  C2H4+HCl→CH3CH2ClC_2H_4 + HCl → CH_3CH_2Cl

• Phản ứng cộng nước
  Khi có mặt axit làm chất xúc tác và ở điều kiện nhiệt độ thích hợp, etylen có thể kết hợp với nước để tạo thành rượu etylic (C₂H₅OH):
  C2H4+H2O→C2H5OHC_2H_4 + H_2O → C_2H_5OH

Tính chất vật lý của Etilen

• Trạng thái và đặc điểm: Etilen là một loại khí không màu, không mùi và nhẹ hơn không khí. Trong điều kiện thường, nó tồn tại ở dạng khí và có khả năng bay hơi nhanh.

• Độ tan: Hợp chất này tan rất ít trong nước nhưng có khả năng hòa tan tốt trong một số dung môi hữu cơ như ete, benzen và chloroform. Tính chất này giúp etylen được sử dụng trong nhiều quá trình hóa học và công nghiệp liên quan đến dung môi hữu cơ.

• Phương pháp nhận biết:
  Để xác định sự có mặt của etilen, người ta có thể dẫn khí này qua dung dịch brom (Br₂) có màu nâu đỏ. Khi phản ứng xảy ra, dung dịch brom sẽ bị mất màu do etylen tham gia phản ứng cộng với brom.

  Ngoài ra, nếu cho etilen đi qua dung dịch kali pemanganat (KMnO₄) có màu tím, phản ứng oxi hóa sẽ làm mất màu dung dịch này, đây cũng là một cách nhận biết đặc trưng của các hợp chất chứa liên kết đôi.

Phương pháp điều chế Etilen

Điều chế etilen từ dầu mỏ

Việc sản xuất etilen từ dầu mỏ là một quy trình quan trọng trong ngành công nghiệp hóa dầu, bao gồm các giai đoạn sau:

Bước 1: Chưng cất và phân tách dầu mỏ
Dầu mỏ được xử lý bằng phương pháp chưng cất phân đoạn hoặc các công nghệ hiện đại khác để tách các hợp chất hydrocacbon thành các phân đoạn riêng biệt.

Bước 2: Biến đổi cấu trúc phân tử thông qua cracking hoặc nhiệt phân
Các hợp chất được chiết xuất sẽ trải qua quá trình cracking (bẻ gãy mạch hydrocacbon) hoặc pyrolysis (nhiệt phân) ở nhiệt độ cao, nhằm phá vỡ liên kết hóa học để tạo thành các phân tử nhỏ hơn, trong đó có etylen.

Bước 3: Tinh chế etilen
Sau khi cracking, hỗn hợp khí thu được chứa etylen cùng với các hợp chất khác như propylene, butadiene và các khí khác. Etylen sau đó được tách riêng bằng phương pháp hấp phụ, chưng cất lạnh hoặc chiết khí để đảm bảo độ tinh khiết cao trước khi đưa vào sử dụng.

Điều chế etilen từ khí đốt

Ngoài dầu mỏ, khí đốt tự nhiên cũng là một nguồn nguyên liệu quan trọng để sản xuất etylen. Phương pháp này chủ yếu dựa vào quá trình chuyển hóa hydrocacbon nhẹ, trong đó etan và propan được xử lý để thu etylen. Các bước bao gồm:

Bước 1: Phân tách khí etan và propan
Khí đốt tự nhiên chứa nhiều thành phần khác nhau, trong đó etan và propan được tách riêng bằng chưng cất phân đoạn hoặc phương pháp hấp phụ để làm nguyên liệu sản xuất etylen.

Bước 2: Chuyển hóa etan thành etylen

Khí etan sau đó được xử lý qua quá trình dehydro hóa (tách hydro), trong đó xúc tác axit hoặc kim loại được sử dụng để phá vỡ liên kết C-H, tạo ra etylen và hydro. Phản ứng này thường được thực hiện ở nhiệt độ cao để đạt hiệu suất tối ưu.

Bước 3: Tinh chế etilen

Tương tự như phương pháp từ dầu mỏ, etylen sau khi được tạo thành sẽ được tách ra khỏi hỗn hợp khí khác bằng cách sử dụng công nghệ hấp thụ hoặc chưng cất lạnh, giúp thu được etilen tinh khiết phục vụ cho các ứng dụng công nghiệp.

Ứng dụng của Etilen trong công nghiệp, đời sống và nông nghiệp 

Ứng dụng của Etilen trong công nghiệp và đời sống

Etilen (C₂H₄) đóng vai trò là nguyên liệu cơ bản trong ngành công nghiệp hóa chất, đặc biệt là trong quá trình tổng hợp các loại polyme và nhiều hợp chất hữu cơ quan trọng khác.

Ngoài việc được sử dụng làm tiền chất để sản xuất polyetylen – loại nhựa được ứng dụng rộng rãi trong ngành bao bì, dệt may và điện tử, etilen còn là nguyên liệu quan trọng trong việc tổng hợp các hợp chất như etanol, etilen glicol, hay các dung môi hữu cơ khác.

Trong ngành công nghiệp vật liệu xây dựng, etylen được dùng để sản xuất chất kết dính, chất phủ bề mặt, góp phần nâng cao chất lượng và độ bền của các sản phẩm. Hơn nữa, nhờ vào tính chất hóa học đa dạng, hợp chất này còn là thành phần quan trọng trong ngành hóa dầu, giúp tổng hợp nhiều chất dẫn xuất và phụ gia công nghiệp khác.

Ứng dụng của etilen trong nông nghiệp

Etilen đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng và phát triển của thực vật. Một trong những ứng dụng đáng chú ý của nó là kích thích sự tăng trưởng tế bào thực vật, giúp cây phát triển mạnh mẽ hơn.

Bên cạnh đó, khí etilen còn được sử dụng rộng rãi để thúc đẩy quá trình nảy mầm và phát triển cây trồng, giúp tăng năng suất và rút ngắn thời gian thu hoạch. Đặc biệt, trong lĩnh vực bảo quản nông sản, etylen có khả năng kích thích quá trình chín của trái cây, giúp kiểm soát và điều chỉnh tốc độ chín để phù hợp với nhu cầu tiêu thụ.

Các ứng dụng khác của Etilen 

Etilen còn được sử dụng trong một số ứng dụng khác, bao gồm:

• Sản xuất cao su: Ethylene-propylene-diene monomer (EPDM) là một loại cao su được sản xuất từ ​​ethylene, propylene và diene monomer. EPDM được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm ống dẫn, vật liệu xây dựng,...

• Sản xuất nhiên liệu ethanol: Ethanol là một loại nhiên liệu sinh học được sản xuất từ ​​ethylene. Ethanol được sử dụng làm nhiên liệu cho ô tô, xe máy,...

• Sản xuất chất nổ: Ethylene glycol dinitrate (EGDN) là một loại chất nổ được sản xuất từ ​​ethylene glycol. EGDN được sử dụng trong sản xuất thuốc súng,...

• Sản xuất thuốc: Ethylene glycol được sử dụng trong sản xuất một số loại thuốc, chẳng hạn như thuốc chống đông máu, thuốc giảm đau,...

Lưu ý quan trọng khi sử dụng Etilen 

Etilen là một hợp chất dễ cháy, có khả năng bắt lửa nhanh chóng khi tiếp xúc với nguồn nhiệt hoặc tia lửa điện. Vì vậy, trong quá trình sử dụng và bảo quản, cần tuân thủ nghiêm ngặt các biện pháp an toàn để hạn chế nguy cơ cháy nổ.

Đây cũng là một chất có thể gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe con người nếu hít phải với nồng độ cao hoặc tiếp xúc trực tiếp qua da trong thời gian dài. Do đó, khi vận chuyển và sử dụng etilen, cần trang bị đầy đủ thiết bị bảo hộ và tuân theo các quy định an toàn của cơ quan chức năng để đảm bảo an toàn cho con người và môi trường làm việc.

Etilen có tính chất dễ bay hơi và tan nhanh trong nước, do đó cần đặc biệt cẩn trọng khi xử lý và vận chuyển để tránh rò rỉ ra môi trường, hạn chế nguy cơ ô nhiễm nguồn nước và không khí. Việc kiểm soát chặt chẽ quá trình lưu trữ và phân phối etylen sẽ góp phần giảm thiểu tác động tiêu cực đến hệ sinh thái.

Là một hợp chất có giá trị kinh tế cao, etylen đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực, từ công nghiệp hóa dầu, sản xuất nhựa, hóa chất đến nông nghiệp và công nghệ sinh học. Vì vậy, việc triển khai các giải pháp an toàn trong sản xuất và ứng dụng etylen không chỉ giúp bảo vệ sức khỏe con người mà còn nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn tài nguyên này.

Bên cạnh đó, etilen là một chất có ảnh hưởng lớn đến các quá trình hóa học và sinh học trong tự nhiên, đặc biệt là trong sinh trưởng và phát triển của thực vật. Việc tiếp tục nghiên cứu sâu về etilen và mở rộng các ứng dụng của nó sẽ giúp tối ưu hóa công năng của hợp chất này, đồng thời tạo ra nhiều giá trị mới trong khoa học và công nghệ.

Etilen có gây nguy hiểm không?

Ethylene không gây độc khi hít phải trong điều kiện bình thường. Tuy nhiên, nếu nồng độ khí này quá cao trong không gian kín, nó có thể gây ngạt thở do làm giảm lượng oxy trong không khí.

Do ethylene không màu, không mùi, rất khó để nhận biết sự tích tụ của nó trong phòng kín. Khi hít phải lượng lớn khí này, con người có thể mất ý thức, rơi vào trạng thái hôn mê và thậm chí tử vong do thiếu oxy.

Ở dạng lỏng, ethylene có thể gây tê và làm đông cứng các mô khi tiếp xúc trực tiếp mà không có đồ bảo hộ thích hợp.

Ngoài ra, ethylene là chất dễ cháy, vì vậy cần đặc biệt cẩn trọng, tránh để khí rò rỉ gần nguồn lửa hoặc các thiết bị có nguy cơ phát nổ.

Các bình chứa ethylene thường có áp suất cao, do đó cần kiểm tra định kỳ để đảm bảo không có hiện tượng rò rỉ, giúp hạn chế nguy cơ mất an toàn.

Đại lý cung cấp Etilen chất lượng, chính hãng 

Hicochem hiện đang cung cấp các sản phẩm liên quan đến Etilen chính hãng tại Việt Nam. Cùng với đội ngũ kỹ thuật tư vấn và giải đáp mọi thắc mắc của khách hàng liên quan đến sản phẩm, Hicochem cam kết mang đến cho khách hàng sản phẩm chất lượng cao cùng với dịch vụ hỗ trợ tốt nhất trên thị trường.

Thông tin liên hệ:

Hotline/ Zalo: 0945 261 931

Email: sale@hicotech.com.vn