Получение полиэтилена из этана

Процесс получения полиэтилена из этана является многостадийным промышленным синтезом, который можно разделить на два основных этапа: получение мономера (этилена) и последующую полимеризацию. 1. Дегидрирование этана (получение этилена) Этан является предельно насыщенным углеводородом, который химически малоактивен. Чтобы превратить его в полимер, необходимо сначала получить этилен путем отщепления водорода. Этот процесс называется термическим крекингом или дегидрированием. Химическое уравнение: $C_2{H}_{6}800\text{–}{900}^{\circ }\text{C}{C}_2{H}_4+H_2$ Особенности процесса:

• Реакция протекает при высоких температурах в присутствии водяного пара (для снижения образования сажи).
• На выходе получается смесь газов, из которой этилен выделяют методом глубокого охлаждения и ректификации.

2. Полимеризация этилена Полученный этилен выступает в роли мономера. В процессе полимеризации двойные связи между атомами углерода разрываются, и молекулы соединяются в длинные цепи. Общее уравнение реакции: $n(C{H}_2=C{H}_2)\text{катализатор,}p,T[—C{H}_2—C{H}_2—{]}_n$ В зависимости от условий проведения реакции получают разные типы полиэтилена: Полиэтилен высокого давления (ПЭВД / LDPE)

• Условия: Давление 150–300 МПа, температура 200–300°C, инициатор — кислород или органические перекиси.
• Результат: Полимер с сильно разветвленной структурой молекул. Он обладает низкой плотностью, высокой эластичностью и прозрачностью.

Полиэтилен низкого давления (ПЭНД / HDPE)

• Условия: Давление ниже 2 МПа, температура около 80°C, использование катализаторов Циглера-Натта (например, смесь $TiC{l}_4$ и $Al(C_2{H}_5{)}_3$). Результат: Линейные молекулы, которые плотно упаковываются. Такой полиэтилен гораздо прочнее, жестче и имеет более высокую температуру плавления.

Сводная таблица этапов

Я могу составить для вас цепочку химических превращений с расчетом выхода продукта, если вы укажете массу исходного этана.