ÓXIDO DE ETILENO

Propiedades:

El óxido de etileno es un gas incoloro que es llevado a condensación a temperaturas bajas, dando como resultado un líquido completamente miscible en agua, alcohol, éter y la gran mayoría de disolventes de naturaleza orgánica. Tiene una temperatura de ebullición de 10.4°C y una temperatura de fusión de -112.5°C, los vapores de dicho óxido son inflamables y explosivos, su índice de refracción es de 1.3597.

*Fórmula molecular: http://www.textoscientificos.com/quimica/oxido-etileno

La molécula de óxido de etileno es bastante reactiva, abriendo el anillo de tres miembros en la mayoría de sus reacciones. Este compuesto se obtuvo por primera vez en 1859 por Wurtz, haciendo reaccionar 2-cloroetanol con hidróxido de potasio en forma acuosa.

Obtención

El óxido de etileno se produce de dos formas:

Proceso de etilenclorhidrina: este es el método más antiguo, se da la reacción del etileno con el ácido hipocloroso seguida de una dehidrocloración dela clorhidrina que resulta, este último paso se da con cal produciendo así óxido de etileno y cloruro de calcio.

Proceso de oxidación directa: La oxidación directa elimina la necesidad de volúmenes altos de cloro, evitando subproductos de hidrocarburos clorados que se deban vender, además las instalaciones de producción se hacen más sencillas ahorrando costos de operación. La ineficiencia principal de este proceso es la pérdida de un 25 – 30% del etileno, el cual se transforma en dióxido de carbono y agua.Según el mecanismo de reacción el óxido de etileno se forma a partir de la reacción del etileno con un átomo de oxígeno diatómico absorbido sobre una superficie de plata, dicha reacción es altamente exotérmica (libera calor). Con una temperatura de 600°K, cada kg de etileno convertido en óxido de etileno libera 3.756MJ, mientras que cada kg de etileno que pasa a ser dióxido de carbono y agua libera 60.58MJ.

En los procesos de carácter comercial se opera bajo condiciones de recalentamiento en un reactor multitubular de lecho empacado. Este reactor es del tipo de coraza y tubos (reactor con millares de tubos) estos últimos son de acero inoxidable o acero dulce con un diámetro interno entre 20 a 50 mm, operan a unas temperaturas de 200 a 300°C. El rendimiento (moles de producto obtenidas por mol de etileno consumido) generalmente es de 60 a 77%, esto dependerá del tipo de catalizador empleado, la conversión por paso, diseño del reactor y muchas variables de operación del proceso.

La información sobre la evolución del proceso del óxido de etileno comercial a detalle es bastante escasa, y respecto a la información sobre la tecnología de proceso que se emplea se considera como secreto de cada fabricante.

La obtención del óxido de etileno con dicho proceso se puede dividir en tres partes básicas: sistema de reacción, recuperación y purificación del óxido. El proceso puede realizarse en base de oxígeno o en base al aire, suelen ser prácticamente iguales en cuanto la reacción fundamental y resultados finales, aunque se ha indicado que los procesos con aire es más barato, esté requiere una inversión extra para reactores de purga y sus absorbedores correspondientes, además de la recuperación de la energía del gas de venteo, aunque dichos extras se compensan por la necesidad de una instalación productora de oxígeno y un sistema de remoción de CO2 en las unidades del oxígeno. Generalmente se hace una decisión respecto al tamaño de los dos tipos de planta, por ejemplo para una planta de mediana a gran escala la inversión en un sistema con aire será menor que para el oxígeno, mientras que para las plantas pequeñas será mejor emplear una basada en oxígeno.

Usos: Tiene una alta reactividad química por lo que se emplea en la elaboración de otros compuestos, además es un excelente fumigante y esterilizante.

Diagrama:

Fuentes: kirk othmer. Enciclopedia de tecnología química