Ano ang polymerization ng propylene? Ano ang mga katangian ng kemikal na reaksyong ito? Subukan nating maghanap ng mga detalyadong sagot sa mga tanong na ito.
Mga katangian ng mga koneksyon
Ang
Ethylene at propylene polymerization reaction scheme ay nagpapakita ng mga tipikal na katangian ng kemikal na mayroon ang lahat ng miyembro ng olefin class. Nakatanggap ang klase na ito ng hindi pangkaraniwang pangalan mula sa lumang pangalan ng langis na ginagamit sa paggawa ng kemikal. Noong ika-18 siglo, nakuha ang ethylene chloride, na isang malangis na likidong substance.
Sa mga tampok ng lahat ng kinatawan ng klase ng unsaturated aliphatic hydrocarbons, napapansin namin ang pagkakaroon ng isang double bond sa kanila.
Ang radical polymerization ng propylene ay eksaktong ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkakaroon ng double bond sa istruktura ng substance.
Pangkalahatang formula
Para sa lahat ng kinatawan ng homologous na serye ng mga alkenes, ang pangkalahatang formula ay may anyong СpН2p. Ang hindi sapat na dami ng mga hydrogen sa istraktura ay nagpapaliwanag ng kakaibang katangian ng mga kemikal na katangian ng mga hydrocarbon na ito.
Propylene polymerization reaction equationay isang direktang kumpirmasyon ng posibilidad ng isang break sa naturang koneksyon kapag gumagamit ng mataas na temperatura at isang catalyst.
Ang unsaturated radical ay tinatawag na allyl o propenyl-2. Bakit i-polymerize ang propylene? Ang produkto ng pakikipag-ugnayang ito ay ginagamit upang mag-synthesize ng synthetic na goma, na, naman, ay in demand sa modernong industriya ng kemikal.
Mga pisikal na katangian
Ang propylene polymerization equation ay nagpapatunay hindi lamang sa kemikal, kundi pati na rin sa mga pisikal na katangian ng sangkap na ito. Ang propylene ay isang gas na sangkap na may mababang mga punto ng pagkulo at pagkatunaw. Ang kinatawan ng klase ng alkene ay may bahagyang solubility sa tubig.
Mga katangian ng kemikal
Ang mga equation ng reaksyon para sa polymerization ng propylene at isobutylene ay nagpapakita na ang mga proseso ay nagpapatuloy sa pamamagitan ng double bond. Ang mga alkene ay kumikilos bilang mga monomer, at ang mga huling produkto ng naturang pakikipag-ugnayan ay magiging polypropylene at polyisobutylene. Ang carbon-carbon bond ang masisira sa panahon ng naturang interaksyon, at kalaunan ay mabubuo ang mga kaukulang istruktura.
Sa double bond, nabuo ang mga bagong simpleng bond. Paano nagpapatuloy ang polimerisasyon ng propylene? Ang mekanismo ng prosesong ito ay katulad ng prosesong nagaganap sa lahat ng iba pang kinatawan ng klase ng unsaturated hydrocarbons na ito.
Ang
Propylene polymerization reaction ay nagsasangkot ng ilang mga opsyonpagtagas. Sa unang kaso, ang proseso ay isinasagawa sa gas phase. Ayon sa pangalawang opsyon, nagaganap ang reaksyon sa bahaging likido.
Sa karagdagan, ang polymerization ng propylene ay nagpapatuloy din ayon sa ilang hindi napapanahong proseso na kinasasangkutan ng paggamit ng isang saturated liquid hydrocarbon bilang medium ng reaksyon.
Modernong teknolohiya
Polymerization ng propylene nang maramihan gamit ang teknolohiyang Spheripol ay isang kumbinasyon ng isang slurry reactor para sa produksyon ng mga homopolymer. Ang proseso ay nagsasangkot ng paggamit ng isang gas-phase reactor na may pseudo-liquid bed upang lumikha ng mga block copolymer. Sa kasong ito, ang reaksyon ng propylene polymerization ay nagsasangkot ng pagdaragdag ng mga karagdagang katugmang catalyst sa device, pati na rin ang pre-polymerization.
Mga Tampok ng Proseso
Ang teknolohiya ay kinabibilangan ng paghahalo ng mga bahagi sa isang espesyal na device na idinisenyo para sa paunang pagbabago. Dagdag pa, idinaragdag ang halo na ito sa mga loop polymerization reactor, kung saan pumapasok ang hydrogen at spent propylene.
Ang mga reactor ay gumagana sa mga temperaturang mula 65 hanggang 80 degrees Celsius. Ang presyon sa system ay hindi hihigit sa 40 bar. Ang mga reactor, na nakaayos nang sunud-sunod, ay ginagamit sa mga halaman na idinisenyo para sa mataas na dami ng produksyon ng mga produktong polymer.
Ang polymer solution ay tinanggal mula sa pangalawang reactor. Ang polymerization ng propylene ay nagsasangkot ng paglilipat ng solusyon sa isang degasser na may presyon. Dito, isinasagawa ang pag-alis ng powder homopolymer mula sa liquid monomer.
Produksyon ng mga block copolymer
Propylene polymerization equation CH2 =CH - CH3 sa sitwasyong ito ay may karaniwang mekanismo ng daloy, may mga pagkakaiba lamang sa mga kondisyon ng proseso. Kasama ng propylene at ethene, ang pulbos mula sa degasser ay napupunta sa isang gas-phase reactor na tumatakbo sa temperatura na humigit-kumulang 70 degrees Celsius at isang presyon na hindi hihigit sa 15 bar.
Ang mga block copolymer, pagkatapos alisin sa reactor, ay pumasok sa isang espesyal na sistema para sa pag-alis ng polymer powder mula sa monomer.
Polymerization ng propylene at impact-resistant butadienes ay nagbibigay-daan sa paggamit ng pangalawang gas-phase reactor. Pinapayagan ka nitong taasan ang antas ng propylene sa polimer. Bilang karagdagan, posibleng magdagdag ng mga additives sa tapos na produkto, ang paggamit ng granulation, na nagpapahusay sa kalidad ng resultang produkto.
Specificity ng polymerization ng alkenes
May ilang pagkakaiba sa pagitan ng paggawa ng polyethylene at polypropylene. Ang propylene polymerization equation ay nilinaw na ang ibang temperaturang rehimen ay nilayon. Bilang karagdagan, may ilang pagkakaiba sa huling yugto ng teknolohikal na kadena, gayundin sa mga lugar ng paggamit ng mga produktong pangwakas.
Peroxide ay ginagamit para sa mga resin na may mahusay na rheological properties. Mayroon silang mas mataas na antas ng daloy ng pagkatunaw, katulad ng mga pisikal na katangian sa mga materyal na iyon na may mababang rate ng daloy.
Resin,pagkakaroon ng mahusay na mga katangian ng rheological, ay ginagamit sa proseso ng paghubog ng iniksyon, gayundin sa kaso ng paggawa ng mga hibla.
Upang mapataas ang transparency at lakas ng polymeric na materyales, sinusubukan ng mga manufacturer na magdagdag ng mga espesyal na crystallizing additives sa reaction mixture. Ang bahagi ng polypropylene transparent na materyales ay unti-unting pinapalitan ng iba pang materyales sa larangan ng blow molding at casting.
Mga tampok ng polymerization
Polymerization ng propylene sa presensya ng activated carbon ay nagpapatuloy nang mas mabilis. Sa kasalukuyan, ginagamit ang isang catalytic complex ng carbon na may transition metal, batay sa kapasidad ng adsorption ng carbon. Ang resulta ng polymerization ay isang produktong may mahusay na pagganap.
Ang mga pangunahing parameter ng proseso ng polymerization ay ang rate ng reaksyon, gayundin ang molecular weight at stereoisomeric na komposisyon ng polymer. Ang pisikal at kemikal na katangian ng catalyst, ang polymerization medium, ang antas ng kadalisayan ng mga bahagi ng sistema ng reaksyon ay mahalaga din.
Nakukuha ang linear polymer sa parehong homogenous at heterogenous phase, pagdating sa ethylene. Ang dahilan ay ang kawalan ng spatial isomers sa sangkap na ito. Para makakuha ng isotactic polypropylene, sinubukan nilang gumamit ng solid titanium chlorides, gayundin ng mga organoaluminum compound.
Kapag gumagamit ng isang kumplikadong adsorbed sa crystalline titanium chloride (3), posible na makakuha ng isang produkto na may ninanais na mga katangian. Ang pagiging regular ng lattice ng suporta ay hindi sapat na salik para saang pagkuha ng mataas na stereospecificity ng catalyst. Halimbawa, kung pipiliin ang titanium iodide (3), mas maraming atactic polymer ang makukuha.
Ang mga itinuturing na catalytic na bahagi ay may karakter na Lewis, samakatuwid, nauugnay ang mga ito sa pagpili ng medium. Ang pinaka-kapaki-pakinabang na daluyan ay ang paggamit ng inert hydrocarbons. Dahil ang titanium (5) chloride ay isang aktibong adsorbent, ang mga aliphatic hydrocarbon ay karaniwang pinipili. Paano nagpapatuloy ang polimerisasyon ng propylene? Ang formula ng produkto ay (-CH2-CH2-CH2-)p. Ang algorithm ng reaksyon mismo ay katulad ng takbo ng reaksyon sa ibang mga kinatawan ng homologous na seryeng ito.
Kemikal na pakikipag-ugnayan
Suriin natin ang mga pangunahing opsyon sa pakikipag-ugnayan para sa propylene. Isinasaalang-alang na mayroong double bond sa istraktura nito, ang mga pangunahing reaksyon ay nagpapatuloy nang eksakto sa pagkasira nito.
Halogenation ay nagpapatuloy sa normal na temperatura. Sa lugar ng pagkalagot ng kumplikadong bono, nangyayari ang walang harang na pagdaragdag ng halogen. Bilang resulta ng pakikipag-ugnayan na ito, nabuo ang isang dihalogenated compound. Ang pinakamahirap na bahagi ay iodization. Ang bromination at chlorination ay nagpapatuloy nang walang karagdagang mga kondisyon at gastos sa enerhiya. Ang propylene fluorination ay sumasabog.
Ang hydrogenation reaction ay kinabibilangan ng paggamit ng karagdagang accelerator. Ang platinum at nikel ay kumikilos bilang isang katalista. Bilang resulta ng kemikal na pakikipag-ugnayan ng propylene sa hydrogen, ang propane ay nabuo - isang kinatawan ng klase ng mga saturated hydrocarbon.
Hydration (pagdaragdag ng tubig)natupad ayon sa panuntunan ng V. V. Markovnikov. Ang kakanyahan nito ay upang ikabit ang isang hydrogen atom sa dobleng bono ng propylene, na may pinakamataas na halaga nito. Sa kasong ito, makakabit ang halogen sa C na iyon, na may pinakamababang bilang ng hydrogen.
Ang
Propylene ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagkasunog sa atmospheric oxygen. Bilang resulta ng pakikipag-ugnayang ito, dalawang pangunahing produkto ang makukuha: carbon dioxide, singaw ng tubig.
Kapag nalantad ang kemikal na ito sa malalakas na oxidizing agent, gaya ng potassium permanganate, naoobserbahan ang pagkawalan ng kulay nito. Kabilang sa mga produkto ng reaksyong kemikal ay isang dihydric alcohol (glycol).
Propylene production
Lahat ng pamamaraan ay maaaring hatiin sa dalawang pangunahing grupo: laboratoryo, pang-industriya. Sa ilalim ng mga kondisyon ng laboratoryo, ang propylene ay maaaring makuha sa pamamagitan ng paghihiwalay ng hydrogen halide mula sa orihinal na haloalkyl sa pamamagitan ng paglalantad sa kanila sa isang alkohol na solusyon ng sodium hydroxide.
Ang
Propylene ay nabuo sa pamamagitan ng catalytic hydrogenation ng propyne. Sa ilalim ng mga kondisyon ng laboratoryo, ang sangkap na ito ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pag-aalis ng tubig ng propanol-1. Sa kemikal na reaksyong ito, phosphoric o sulfuric acid, aluminum oxide ang ginagamit bilang mga catalyst.
Paano ginagawa ang propylene sa malalaking volume? Dahil sa ang katunayan na ang kemikal na ito ay bihira sa kalikasan, ang mga pang-industriyang opsyon para sa produksyon nito ay binuo. Ang pinakakaraniwan ay ang paghihiwalay ng alkene mula sa mga produktong petrolyo.
Halimbawa, ang krudo ay nabasag sa isang espesyal na fluidized bed. Ang propylene ay nakuha sa pamamagitan ng pyrolysis ng bahagi ng gasolina. ATsa kasalukuyan, ang alkene ay nakahiwalay din sa nauugnay na gas, mga gas na produkto ng coal coking.
May iba't ibang opsyon para sa propylene pyrolysis:
- in tube furnace;
- sa isang reactor na gumagamit ng quartz coolant;
- Lavrovsky process;
- autothermal pyrolysis ayon sa pamamaraang Barthlome.
Kabilang sa mga napatunayang teknolohiyang pang-industriya, dapat ding tandaan ang catalytic dehydrogenation ng saturated hydrocarbons.
Application
Ang
Propylene ay may iba't ibang mga aplikasyon, at samakatuwid ay ginawa sa malawakang saklaw sa industriya. Ang unsaturated hydrocarbon na ito ay may utang sa hitsura nito sa gawa ni Natta. Sa kalagitnaan ng ikadalawampu siglo, binuo niya ang teknolohiya ng polymerization gamit ang Ziegler catalytic system.
Natta ay nakakuha ng isang stereoregular na produkto, na tinawag niyang isotactic, dahil sa istraktura ang mga methyl group ay matatagpuan sa isang gilid ng chain. Dahil sa ganitong uri ng "packaging" ng mga polymer molecule, ang nagresultang polymer substance ay may mahusay na mekanikal na katangian. Ang polypropylene ay ginagamit upang gumawa ng mga sintetikong hibla, at hinihiling bilang isang plastic na masa.
Humigit-kumulang sampung porsyento ng petroleum propylene ang natupok upang makagawa ng oxide nito. Hanggang sa kalagitnaan ng huling siglo, ang organikong sangkap na ito ay nakuha sa pamamagitan ng paraan ng chlorohydrin. Ang reaksyon ay nagpatuloy sa pamamagitan ng pagbuo ng intermediate na produkto na propylene chlorohydrin. Ang teknolohiyang ito ay may ilang partikular na disadvantages, na nauugnay sa paggamit ng mamahaling chlorine at slaked lime.
Sa ating panahon, ang teknolohiyang ito ay napalitan ng proseso ng chalcone. Ito ay batay sa kemikal na pakikipag-ugnayan ng propene sa hydroperoxides. Ang propylene oxide ay ginagamit sa synthesis ng propylene glycol, na ginagamit sa paggawa ng polyurethane foams. Itinuturing na mahusay na mga cushioning material, ginagamit ang mga ito sa paggawa ng packaging, rug, muwebles, thermal insulation material, absorbent liquid at filter na materyales.
Sa karagdagan, kabilang sa mga pangunahing aplikasyon ng propylene, kinakailangang banggitin ang synthesis ng acetone at isopropyl alcohol. Ang isopropyl alcohol, bilang isang mahusay na solvent, ay itinuturing na isang mahalagang produktong kemikal. Sa simula ng ikadalawampu siglo, ang organikong produktong ito ay nakuha sa paraan ng sulfuric acid.
Sa karagdagan, ang teknolohiya ng propene direct hydration kasama ang pagpapakilala ng mga acid catalyst sa reaction mixture ay binuo. Halos kalahati ng lahat ng propanol na ginawa ay ginugugol sa synthesis ng acetone. Ang reaksyong ito ay nagsasangkot ng pag-aalis ng hydrogen, ay isinasagawa sa 380 degrees Celsius. Ang mga catalyst sa prosesong ito ay zinc at copper.
Sa mga mahahalagang gamit ng propylene, ang hydroformylation ay sumasakop sa isang espesyal na lugar. Ang propene ay ginagamit upang makagawa ng aldehydes. Ang oxysynthesis ay ginagamit sa ating bansa mula pa noong kalagitnaan ng huling siglo. Sa kasalukuyan, ang reaksyong ito ay sumasakop sa isang mahalagang lugar sa petrochemistry. Ang kemikal na pakikipag-ugnayan ng propylene na may synthesis gas (isang pinaghalong carbon monoxide at hydrogen) sa temperatura na 180 degrees, isang cob alt oxide catalyst at isang presyon ng 250 atmospheres, ang pagbuo ng dalawang aldehydes ay sinusunod. Ang isa ay may normal na istraktura, ang pangalawa ay may hubogcarbon chain.
Kaagad pagkatapos matuklasan ang teknolohikal na prosesong ito, ang reaksyong ito ang naging object ng pananaliksik para sa maraming mga siyentipiko. Naghahanap sila ng mga paraan upang mapahina ang mga kondisyon ng daloy nito, sinubukang bawasan ang porsyento ng branched aldehyde sa nagresultang timpla.
Para dito, naimbento ang mga matipid na proseso na kinabibilangan ng paggamit ng iba pang mga catalyst. Posibleng bawasan ang temperatura, presyon, pataasin ang ani ng linear aldehyde.
Ang mga ester ng acrylic acid, na nauugnay din sa polymerization ng propylene, ay ginagamit bilang mga copolymer. Mga 15 porsiyento ng petrochemical propene ay ginagamit bilang panimulang materyal upang lumikha ng acrionitrile. Ang organikong sangkap na ito ay kinakailangan para sa paggawa ng mahalagang kemikal na hibla - nitron, paggawa ng mga plastik, paggawa ng goma.
Konklusyon
Ang
Polypropylene ay kasalukuyang itinuturing na pinakamalaking industriya ng petrochemical. Ang pangangailangan para sa mataas na kalidad at murang polimer na ito ay lumalaki, kaya unti-unting pinapalitan ang polyethylene. Ito ay kailangang-kailangan sa paglikha ng matibay na packaging, mga plato, mga pelikula, mga bahagi ng sasakyan, sintetikong papel, mga lubid, mga bahagi ng karpet, pati na rin para sa paglikha ng iba't ibang kagamitan sa sambahayan. Sa simula ng ikadalawampu't isang siglo, ang produksyon ng polypropylene ay niraranggo ang pangalawa sa industriya ng polimer. Isinasaalang-alang ang mga hinihingi ng iba't ibang mga industriya, maaari nating tapusin na ang takbo ng malakihang produksyon ng propylene at ethylene ay magpapatuloy sa malapit na hinaharap.
