Propylene oxide: formula, mga katangian, aplikasyon at produksyon

2024 May -akda: Angel Austin | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 05:44

Ang

Propylene oxide ay isa sa mga produkto ng organic synthesis. Ang dami ng pagkonsumo ng tambalang ito ay patuloy na lumalaki, dahil ito ay isang hilaw na materyal para sa pagkuha ng mahalagang mga produktong kemikal. Mayroong ilang mga teknolohiya para sa industriyal na synthesis ng sangkap na ito.

Pangkalahatang impormasyon

Ang

Propylene oxide, o propylene oxide, sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay isang malinaw na likido na may katangiang ethereal na amoy. Ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga reaksyon ng karagdagan, na nauugnay sa kadalian ng pagbubukas ng tatlong-membro na epoxy ring sa istraktura nito. Dahil sa katangiang ito, ang tambalang ito ay tumutugon sa maraming mga sangkap at isa sa pinakamahalagang produkto, na pagkatapos ay ginagamit upang makakuha ng maraming iba pang mga materyales.

Ang empirical formula para sa propylene oxide ay C₃H₆O. Ang mga kasingkahulugan para sa pangalan ng tambalang ito ay methyloxirane; 1, 2 - propylene oxide; 1, 2 - epoxypropane.

Mga pisikal na katangian

Ang pangunahing pisikal na katangian ng sangkap na ito ay:

• density (sa ilalim ng normal na kondisyon) – 859kg/m³;
• boiling point - 34.5 °С;
• kapasidad ng init – 1.97 J/(kg∙K);
• refractive index – 1, 366;
• dynamic na lagkit (sa 25°C) – 0.28;
• mas mababang konsentrasyon na nasusunog na limitasyon - 2-21% (ayon sa volume).

Toxicity

Ang substance ay kabilang sa pangalawang klase ng hazard, ang MPC sa tubig ay 0.01 mg/l. Ang pagkakadikit sa propylene oxide ay maaaring magdulot ng mga sumusunod na karamdaman:

• iritasyon ng balat at mauhog na lamad;
• may kapansanan sa koordinasyon ng mga paggalaw;
• circulatory disorder;
• CNS depression;
• corneal burn;
• manhid;
• coma.

Ang tambalang ito ay carcinogenic, mutagenic at cytotoxic din.

Mga katangian ng kemikal

Ang mga kemikal na katangian ng propylene oxide ay kinabibilangan ng:

• solubility - mabuti sa karamihan ng mga organikong solvent at sa tubig;
• pagreact sa tubig ay gumagawa ng propylene glycol;
• sa mga reaksyon sa mga alkohol at phenol, ang mga glycol ether ay nakukuha;
• reaksyon na may mga acid na naglalaman ng carboxyl group ay nagbibigay ng mga ester (sa pagkakaroon ng mga alkali metal);

Ang

• polymerization na may partisipasyon ng mga catalyst (alkalis, alcohols, phenols at iba pa) ay humahantong sa pagbuo ng polypropylene oxide na may mataas na molecular weight.

Sa industriya ng kemikal, ang mga copolymer na may ethylene oxide at propylene glycol ang pinakamahalaga. Ang propylene ay nakuha bilang isang resulta ng hydration ng propylene oxide kapag pinainit sa 200 ° C, labispresyon ng 16 atmospheres at sa pagkakaroon ng alkali. Ang huling produkto ay naglalaman din ng humigit-kumulang 20% polypropylene glycol.

Application

Propylene oxide ay ginagamit para sa mga sumusunod na layunin:

• synthesis ng mga bahagi para sa polyester resins, rubber-like polymers at polyurethane, na malawakang ginagamit sa construction, automotive parts, furniture, sports products, coatings, insulation, footwear industry;
• paggawa ng propylene glycol ether solvents, lubricants at brake fluids, insecticides;
• isterilisasyon ng mga kagamitang medikal, mga produktong pagkain na nakabalot;
• produksyon ng mga detergent, emulsifier at demulsifier para sa mga teknikal na pangangailangan.

Production

Sa isang pang-industriya na sukat, ang pagkuha ng propylene oxide ay isinasagawa sa maraming paraan:

• Hypochlorination sa isang solusyon ng hypochlorous acid, na sinusundan ng saponification ng propylene chlorohydrin at paghihiwalay ng huling produkto (dehydrochlorination). Ang kawalan ng pamamaraang ito ay ang mamahaling hilaw na materyales (chlorine at slaked lime), gayundin ang pagbuo ng malaking volume ng calcium chloride sa dissolved form.
• Epoxidation ng propylene na may cumene hydroperoxide. Ang teknolohiyang ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na antas ng ani ng produkto (hanggang 99%).
• Sabay-sabay na synthesis ng styrene at propylene oxide. Ang pamamaraan na ito ay pinagkadalubhasaan sa kumpanya ng petrochemical na Nizhnekamskneftekhim. Ang hilaw na materyal ay ethylbenzene. Ito ay na-oxidized na may oxygentemperatura ng 130 °C, pagkatapos ay nakuha ang hydroperoxide, na tumutugon sa propylene. Pagkatapos ang pag-aalis ng tubig ng methylphenylcarbinol ay isinasagawa sa pagkakaroon ng titanium dioxide.
• Peroxide na paraan. Ang propylene ay na-oxidized sa mga organikong hydroperoxide (methylpropane at ethylbenzene o tert-butyl peroxide). Nagaganap ang proseso sa temperatura na 100 °C at presyon ng 20-30 atmospheres, gayundin sa pagkakaroon ng catalyst - molybdenum oxide.

proseso ng NRPO

Mula noong 2000s, isang bagong teknolohiyang batay sa hydrogen peroxide (proseso ng HPPO) ay ginamit din sa paggawa ng propylene oxide. Ito ay batay sa direktang oksihenasyon ng propylene na may H₂O₂. Maraming mga siyentipiko ang dati nang nagtangka na makuha ang produktong ito sa paraang ito upang pasimplehin ang proseso, bawasan ang mga gastos sa produksyon at bawasan ang bilang ng mga by-product, ngunit ang mga iminungkahing pamamaraan ay hindi kumikita at hindi ligtas.

Ang

Propylene epoxidation ay isinasagawa sa isang reactor kung saan ginagamit ang methanol peroxide na may methyl alcohol bilang solvent. Ang mga polymeric o kemikal na grado ng propylene ay ginagamit bilang panimulang materyal. Nagaganap ang reaksyon sa isang nakatigil na catalyst sa katamtamang temperatura at mataas na presyon.

Ang mga bentahe ng proseso ng HPPO ay ang mga sumusunod:

• ilang mga by-product;
• walang chlorine, na isang mapanganib at nakakalason na reagent;
• mahabang buhay ng katalista;
• mataas na antas ng conversion (paglipat ng peroxide sa tapos na produkto) at selectivity ng kemikal na reaksyon;
• pagpapakain ng purified solvent sa recycle.

Russian manufacturer

Sa Russia, ang propylene oxide ay ginagawa lamang sa dalawang negosyo:

• JSC Nizhnekamskneftekhim (matatagpuan sa Tatarstan). 2 teknolohiya ang pinagkadalubhasaan dito - ang pinagsamang synthesis ng С₈Н₈ at C₃H 6 _{O, pati na rin ang paraan ng chlorohydrin (paghahalo ng propylene sa chlorine, pagkuha ng intermediate propylene chlorohydrin at pagpapagamot dito ng gatas ng dayap).}
• Khimprom (lungsod ng Kemerovo).

Sa mga tuntunin ng ginawang dami, 99% ng mga sangkap ay nakukuha sa unang negosyo.