
Ethylene, auch bekannt als Ethylen, ist ein einfaches, aber unglaublich vielseitiges Molekül mit der chemischen Formel C₂H₄. Als gasförmiger Kohlenwasserstoff spielt es eine entscheidende Rolle in der Chemieindustrie und dient als Ausgangspunkt für die Herstellung einer riesigen Bandbreite an Produkten, die unseren Alltag prägen.
Von Kunststoffen wie Polyethylen (PE) und Polyvinylchlorid (PVC) bis hin zu wichtigen Chemikalien wie Ethylenglykol und Ethen werden unzählige Produkte aus diesem unscheinbaren Molekül gewonnen. Die Vielseitigkeit von Ethylene liegt in seiner Fähigkeit begründet, sich leicht mit anderen Atomen zu verbinden und komplexe Molekülstrukturen zu bilden.
Eigenschaften und Reaktivität von Ethylene
Ethylene ist ein farbloses Gas mit einem leicht süßlichen Geruch. Es ist brennbar und reagiert heftig mit Sauerstoff. Die Doppelbindung zwischen den beiden Kohlenstoffatomen macht Ethylene zu einem reaktiven Molekül, das anfällig für Additionsreaktionen ist. Diese Eigenschaft ermöglicht es, Ethylene mit anderen Molekülen wie Wasserstoff, Halogenen oder Wasser zu verbinden, um eine Vielzahl neuer Verbindungen zu bilden.
Eigenschaft | Wert |
---|---|
Aggregatzustand bei Raumtemperatur | Gas |
Schmelzpunkt | -169 °C |
Siedepunkt | -104 °C |
Dichte (Gasphase) | 1,26 kg/m³ |
Flammpunkt | -150 °C |
Herstellung von Ethylene
Die industrielle Herstellung von Ethylene erfolgt hauptsächlich durch Cracken von Kohlenwasserstoffen. Dies ist ein Prozess, bei dem schwerere Kohlenwasserstoffmoleküle wie Propan, Butan oder Naphtha in kleinere Moleküle, darunter Ethylene, gespalten werden.
Es gibt verschiedene Cracking-Methoden, wie z. B. Dampfcracken und Fluid-Catalytic-Cracking (FCC). Bei diesen Prozessen werden die Kohlenwasserstoffe auf hohe Temperaturen (700-1000 °C) erhitzt, oft in Gegenwart von Katalysatoren.
Die Cracken-Reaktionen zerlegen die komplexen Kohlenwasserstoffmoleküle in kleinere Einheiten, wobei Ethylene als wichtiges Nebenprodukt entsteht. Die gewonnenen Gase werden dann getrennt und gereinigt, um reines Ethylene zu erhalten.
Anwendungen von Ethylene
Ethylene ist ein Schlüsselrohstoff für die Herstellung einer Vielzahl von Produkten, darunter:
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Kunststoffe:
- Polyethylen (PE): Verpackungsmaterialien, Folien, Flaschen, Rohre
- Polyvinylchlorid (PVC): Fensterprofile, Bodenbeläge, Schläuche
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Chemikalien:
- Ethylenglykol: Frostschutzmittel, Polyesterfasern, Kunststoffe
- Ethen: zur Herstellung von Ethanol und anderen Chemikalien
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Landwirtschaft: Ethylene spielt eine wichtige Rolle als Pflanzenhormon. Es fördert die Reifung von Früchten wie Tomaten, Bananen und Avocados.
Die Anwendungen von Ethylene sind vielfältig und reichen von alltäglichen Produkten bis hin zu hochtechnologischen Materialien.
Die Zukunft von Ethylene
Mit der steigenden Nachfrage nach Kunststoffen und anderen Ethylene-basierten Produkten wird auch die Bedeutung dieses Moleküls in Zukunft weiter zunehmen.
Die Herausforderung besteht darin, nachhaltigere Produktionsmethoden für Ethylene zu entwickeln, um die Umweltbelastung durch den Crackenprozess zu minimieren.
Neue Technologien wie Bio-Cracking, bei dem Ethylene aus nachwachsenden Rohstoffen wie Pflanzen gewonnen wird, könnten eine wichtige Rolle in der Zukunft spielen.