Processo per la produzione in loco di ossidi di etilene e propilene

Data di pubblicazione

30-11-2021

Codice

CH.20.029.A

Stato

Disponibile

Data di priorità

24-09-2020

Fase

Nazionale (domanda brevetto italiano ) e internazionale (PCT)

Titolare

Politecnico di Milano

Dipartimento

DIPARTIMENTO DI CHIMICA, MATERIALI E INGEGNERIA CHIMICA "GIULIO NATTA"

Autori

Davide Moscatelli Mattia Sponchioni, Alberto Cesana, Gianmarco Polotti, Loic Ronin

Descrizione

È stato recentemente brevettato un efficiente processo per produrre alchilene epossidi, partendo da sostanze non pericolose e facilmente trasportabili.

L’ossido di etilene è il più semplice etere ciclico, è estremamente reattivo a causa dell’elevata tensione di anello della molecola (quindi si può aprire facilmente) ed è considerato uno dei più versatili intermedi chimici.

Viene prodotto per ossidazione diretta dell’etilene, in presenza d’aria o di ossigeno (con argento come catalizzatore) e viene utilizzato principalmente come disinfettante o agente per sterilizzare strumenti chirurgici e apparecchiature medicali.

Il principale derivato è il glicole etilenico, utilizzato come antigelo (nei radiatori degli autoveicoli) e per produrre fibre di poliestere. L’ossido di etilene gassoso inizia a decomporsi alla temperatura di circa 400 °C per formare per formare principalmente CO, CH4, C2H6, C2H4, H2 e CH3CHO. Reagisce con i composti contenenti un labile atomo di idrogeno per formare un prodotto contenete un gruppo idrossietile.

L’idrolisi è la reazione più importante: circa il 60% dell’ossido di etilene prodotto viene trasformato in glicole etilenico.

Campo di applicazione

<p> L’ossido di etilene può dare luogo ad altre reazioni, quali: </p> <p> <ul> <li> l’addizione a composti contenenti un doppio legame (es. CO2); </li> <li> l’isomerizzazione catalitica per produrre acetaldeide (realizzata mediante catalizzatori, quali l’ossido di alluminio, l’acido fosforico, i fosfati e l’argento); </li> <li> la riduzione ad etanolo; </li> <li> con i reagenti di Grignard; </li> <li> con il gas di sintesi (e formazione di 1,3-propandiolo). </li> </ul> </p>

Vantaggi

<p> Il vantaggio di questo processo è di rendere disponibili i pericolosi e reattivi epossidi, esattamente nel luogo e nella quantità volute. </p> <p> L’ossido di etilene è una sostanza molto pericolosa, perché può esplodere ed è non solo altamente infiammabile ma anche estremamente reattiva, soprattutto nei confronti di composti alcalini (NaOH, KOH, NH4OH), ossidi di ferro e acqua . L’ossido di etilene (e anche l’ossido di propilene) è generalmente conservato in serbatoi o cisterne e questo aumenta il rischio di reattività incontrollata e di esplosioni, soprattutto quando tali composti sono conservati in grandi quantità e non direttamente impiegati per un uso specifico. Per questo motivo è nata l’esigenza di trovare una soluzione alternativa allo stoccaggio prolungato, ovvero quella di trasformare le sostanze pericolose in precursori non tossici e stabili. Solo al momento dell’utilizzo, in condizioni sicure e controllate, l’epossido viene generato e subito utilizzato. Oltre alle condizioni di processo, nella domanda di brevetto viene rivendicato l’impianto di produzione, che può essere di dimensioni limitate ed è modulare, quindi può essere facilmente installato in situ, ove sia necessario produrre giornalmente una certa quantità di alchilene epossidi. L’impianto modulare può essere costituito da un’unica unità, ovvero il reattore (batch definito anche come CSTR, oppure tubolare di tipo PFR), oppure può essere associato ad un ulteriore a un modulo di sintesi, in cui l’alchilene epossido viene fatto reagire con altri composti. A valle del reattore principale è prevista l’installazione di un condensatore o uno scambiatore termico (fascio tubiero con all’interno acqua di rete per il raffreddamento)per la purificazione dell’epossido e il riciclo di tracce di reagenti, che sono convogliati negli altri due moduli. </p>

Contatto

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