Ethylène (H2C=CH2), le plus simple des composés organiques appelés alcènes, qui contiennent des doubles liaisons carbone-carbone. C’est un gaz incolore, inflammable, au goût et à l’odeur sucrés. Les sources naturelles d’éthylène comprennent à la fois le gaz naturel et le pétrole ; c’est aussi une hormone naturelle des plantes, chez lesquelles elle inhibe la croissance et favorise la chute des feuilles, et des fruits, chez lesquels elle favorise le mûrissement.
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L’éthylène est un produit chimique organique industriel important. Il est produit en chauffant soit le gaz naturel, en particulier ses composants éthane et propane, soit le pétrole à 800-900 °C (1 470-1 650 °F), ce qui donne un mélange de gaz dont l’éthylène est séparé. Le point de fusion de l’éthylène est de -169,4 °C , et son point d’ébullition est de -103,9 °C .
L’utilisation de l’éthylène se divise en deux grandes catégories : 1) comme monomère, à partir duquel des chaînes de carbone plus longues sont construites, et 2) comme matière première pour d’autres composés à deux carbones. La première catégorie est la plus importante utilisation de l’éthylène, puisqu’elle représente environ la moitié de la production annuelle. La polymérisation (l’assemblage répétitif de nombreuses petites molécules en de plus grandes) de l’éthylène donne le polyéthylène, un polymère ayant de nombreuses utilisations, notamment dans la production de films d’emballage, de revêtements de fils et de bouteilles compressibles. Lorsque la polymérisation est effectuée à des pressions et des températures élevées, le produit est appelé polyéthylène basse densité et présente des propriétés différentes du polyéthylène haute densité formé par polymérisation dans des conditions catalytiques Ziegler-Natta (voir polymères industriels).
Une autre utilisation de l’éthylène comme monomère est dans la formation d’α-oléfines linéaires. Les catalyseurs d’oligomérisation sont similaires aux catalyseurs de polymérisation de Ziegler-Natta. Les α-oléfines linéaires ont un certain nombre d’applications, notamment la préparation de polyéthylène linéaire à basse densité.
L’éthylène est la matière première pour la préparation d’un certain nombre de composés à deux carbones, notamment l’éthanol (alcool industriel), l’oxyde d’éthylène (converti en éthylène glycol pour l’antigel et les fibres et films de polyester), l’acétaldéhyde (converti en acide acétique) et le chlorure de vinyle (converti en polychlorure de vinyle). Outre ces composés, l’éthylène et le benzène se combinent pour former l’éthylbenzène, qui est déshydrogéné en styrène pour être utilisé dans la production de plastiques et de caoutchouc synthétique.
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