يمكن تقسيم عمليات إنتاج إيثيل ميركابتان (EM) الرئيسية إلى طرق تقليدية وتقنيات ناشئة. تكمن الاختلافات الجوهرية في اختيار المواد الخام، وظروف التفاعل، وحماية البيئة. فيما يلي وصف موجز للعمليات الرئيسية:
1. طريقة الإيثانول اللامائي
المبدأ: باستخدام الإيثانول اللامائي وحمض الكبريتيك المدخن وكبريتيد الصوديوم كمواد خام، يتم إنتاج إيثيل ميركابتان من خلال تفاعلات متعددة الخطوات.
عملية التفاعل:
يتفاعل الإيثانول مع حمض الكبريتيك المدخن لتوليد حمض الكبريتيك الإيثيلي؛
يتم تحييد حمض إيثيل الكبريتيك باستخدام كربونات الصوديوم لتوليد كبريتات إيثيل الصوديوم؛
يتفاعل كبريتات إيثيل الصوديوم مع هيدروسلفيد الصوديوم لتكوين إيثيل ميركابتان في النهاية.
المميزات: العملية ناضجة، لكن الطريق طويل، والعائد منخفض (60%-65%)، وهي شديدة التآكل ولديها ضغط بيئي كبير.
2. طريقة كلوريد الإيثيل
المبدأ: يتفاعل كلوريد الإيثيل مباشرة مع هيدروسلفيد الصوديوم لتوليد إيثيل ميركابتان.
صيغة التفاعل:
C2H5Cl+NaSH→C2H5SH+NaCl
المميزات: إنتاجية عالية (أكثر من 80%)، إلا أنها تتطلب معدات ضغط عالي، ومصدر كلوريد الإيثيل محدود، وكثافة عمالة عالية. الشركة المصنعة الممثلة هي شركة أركيما الفرنسية.
3. طريقة تحفيز الطور الغازي للإيثانول/الإيثيلين
المبدأ: يتفاعل الإيثانول أو الإيثيلين مع كبريتيد الهيدروجين في الطور الغازي تحت تأثير محفز (مثل حمض التنجستيك المحمل بالألومينا) لإنتاج إيثيل ميركابتان.
ظروف التفاعل: الضغط الطبيعي أو الضغط المنخفض (0.6-3.0 ميجا باسكال)، درجة الحرارة العالية (360-380 درجة مئوية)، يمكن للمحفزات تحسين الانتقائية والعائد (70٪ -79٪).
المميزات: المواد الخام متوفرة بسهولة ويمكن إنتاجها بشكل مستمر، ولكن كبريتيد الهيدروجين سام للغاية ومسبب للتآكل للمعدات.
الشركة المصنعة التمثيلية Chevron Phillips Chemical
4. الهدرجة التحفيزية (تكنولوجيا ناشئة)
المبدأ: يتم هدرجة الإيثانول والهيدروجين مباشرة وكبريتيدهما تحت تأثير محفز (مثل أكسيد الكوبالت / النيكل) لإنتاج إيثيل ميركابتان.
المميزات: ظروف تفاعل معتدلة (درجة حرارة منخفضة وضغط منخفض)، وقليل من المنتجات الثانوية، بما يتماشى مع اتجاه الإنتاج الأخضر، ولكن لا تزال التطبيقات الصناعية قيد الترويج.
5. التحول الحيوي (مرحلة المختبر)
المبدأ: استخدام الكائنات الحية الدقيقة أو الإنزيمات لتحفيز تفاعل الإيثانول والكبريتيد لإنتاج إيثيل ميركابتان.
المميزات: المواد الخام متجددة (مثل الإيثانول الحيوي) وصديقة للبيئة، ولكن لم يتم تحقيق الإنتاج على نطاق واسع حتى الآن.
مقارنة العمليات والاتجاهات
يتم التخلص تدريجيا من العمليات التقليدية (مثل طريقة الإيثانول اللامائي وطريقة كلوريد الإيثيل) بسبب القضايا البيئية، وخاصة في الصين حيث تم إغلاق بعض الشركات.
أصبحت طريقة التحفيز في الطور الغازي وطريقة الهدرجة التحفيزية رائجتين بفضل كفاءتهما العالية وإنتاجهما المستمر، وهما مناسبتان بشكل خاص للشركات الكيميائية الكبرى. تُمثل تقنيات التحويل الحيوي وفصل وتنقية الأغشية توجهًا مستقبليًا، إلا أن هناك حاجة إلى مزيد من الاختراقات التقنية في هذا المجال.