L’etene (etilene) è la sostanza chimica organica più importante, per tonnellaggio, prodotta. È l’elemento costitutivo di una vasta gamma di prodotti chimici, dalla plastica alle soluzioni antigelo e ai solventi.

A panoramic photograph of the site at Grangemouth in Scotland at night where ethene is produced by steam cracking of naphtha.
Figura 1 Nel sito di Grangemouth in Scozia, l’etene viene prodotto mediante steam cracking della nafta. Per gentile concessione di INEOS Manufacturing Scotland.

Impieghi dell’etere (etilene)

I principali impieghi dell’etene sono nella produzione di:

  1. Polimeri
  1. Altri composti chimici

La produzione di polimeri è il principale impiego dell’etene. Il (poli)etene rappresenta circa il 60% della domanda mondiale di etene (HDPE 28%, LLDPE 18%, LDPE 14%), mentre 1,2-dicloroetano, il precursore del cloroetene e da lì del PVC, rappresenta un ulteriore 11%. Etilbenzene, la via per i poli(feniletene) utilizza un altro 5% 1.

Circa il 16% dell’etene viene utilizzato in tutto il mondo per produrre epossietano (ossido di etilene).

Produzione annuale di etene (etilene)

Mondo134 milioni di tonnellate 1
Asia Pacifico50 milioni di tonnellate 1
Stati Uniti25 milioni di tonnellate 2
Europa 20 milioni di tonnellate 3
Medio Oriente 20 milioni di tonnellate 1
Dati da:
1. Calcolato da dati, Nexant e ChemVision. Dati stimati per il 2014
2. 2015 Guide to the Business of Chemistry, American Chemistry Council 2016.  Dati per il 2014
3. Petrochemicals Europe 2016.  Dati per il 2015

Gran parte dell’etene prodotto in Medio Oriente proviene dall’Arabia Saudita, 17 milioni di tonnellate all’anno, con una raffineria che produce oltre 2 milioni di tonnellate, il quarto più grande impianto di produzione di etene al mondo.

Produzione di etene (etilene)

I processi sono:

  1. Steam crackingdi etano e propano (da gas naturale e da petrolio grezzo)
  2. Steam cracking della nafta dal petrolio grezzo
  3. Cracking catalitico  di gasolio da petrolio grezzo. 

La scelta della materia prima dipende dalla disponibilità, dal prezzo (che può variare notevolmente) e quali altri prodotti sono necessari dal cracking.La stragrande maggioranza dell’etene è prodotta dallo steam cracking. Alcuni cracker  sono in grado di produrre 3600 tonnellate di etene al giorno. 

A map of Europe on which he pipelines carrying ethene are shown. They include pipelines across the UK, France, Belgium, the Netherlands, Spain and Germany, connecting refineries
Figura 2 Distribuzione di etene tramite oleodotto in tutta Europa.

In Europa, l’etene che non è necessario nel sito in cui viene prodotto viene immesso in condotte che collegano altri impianti chimici e raffinerie (Figura 2). Negli Stati Uniti si sta costruendo una nuova ondata di cracker per sfruttare una grande fornitura di etano e altri gas idrocarburici derivanti dal fracking. Gli Stati Uniti producono circa 25 milioni di tonnellate di etene all’anno. Nel 2010, circa 9 milioni di tonnellate provenivano dall’etano e altri 4 milioni dal propano. Entro il 2015 la quantità di etano è aumentata a 10 milioni di tonnellate e entro il 2020 si prevede che salirà a circa 140 milioni di tonnellate di etano e 50 di propano, un risultato diretta della crescita del fracking. Nel 2016 le prime spedizioni di etene dai campi di fracking negli Stati Uniti erano in corso nelle raffinerie  in Europa.

Figura 3 La prima spedizione di etano, proveniente da gas da argille, dagli Stati Uniti all’Europa è stata consegnata all’impianto petrolchimico di Rafnes in Norvegia nel marzo 2016 e la prima a Grangemouth in Scozia nel settembre successivo. Le prime spedizioni di propano saranno consegnate nel 2017. L’etano, che è stato immagazzinato a 283 K, viene utilizzato come carburante ed è anche crackizzato per produrre etene  ed altri alcheni. Usando propano come materia prima, si ottiene una proporzione maggiore di propene. La Dragon, qui fotografata, è la più grande nave gasiera del mondo, con una capacità di 27500 m3 di gas.
Per gentile concessione di Ineos.

Nuovi impianti a base di bioetanolo  prodotto dalla canna da zucchero sono in funzione e sono in costruzione anche in Brasile. Alte rese di etene a base biologica  si ottengono disidratando il vapore di etanolo  utilizzando un catalizzatore contenente una miscela di ossido di magnesio, allumina e silice a 600-750 K.

L’etene viene utilizzato principalmente per produrre (poli)etene a base biologica.

Ultimo aggiornamento 4 gennaio 2017

Edizione italiana di Patrick Pedrotti e Valter Ballantini 16 novembre 2020

Foto in alto di  Tom Roberts su Unsplash