Oxidul de propilenă este unul dintre produsele sintezei organice. Volumul de consum al acestui compus este în continuă creștere, fiind o materie primă pentru obținerea de produse chimice valoroase. Există mai multe tehnologii pentru sinteza industrială a acestei substanțe.
Informații generale
Oxidul de propilenă sau oxidul de propilenă, în condiții normale, este un lichid limpede cu un miros eteric caracteristic. Se caracterizează prin reacții de adiție, care sunt asociate cu ușurința deschiderii inelului epoxidic cu trei membri în structura sa. Datorită acestei proprietăți, acest compus reacționează cu multe substanțe și este unul dintre cele mai importante produse, care este ulterior folosit pentru a obține multe alte materiale.
Formula empirică pentru oxidul de propilenă este C3H6O. Sinonime pentru numele acestui compus sunt metiloxiran; 1, 2 – propilenoxid; 1, 2 - epoxipropan.
Proprietăți fizice
Principalele caracteristici fizice ale acestei substanțe sunt:
- densitate (în condiții normale) – 859kg/m3;
- punct de fierbere - 34,5 °С;
- capacitate de căldură – 1,97 J/(kg∙K);
- indice de refracție – 1, 366;
- vâscozitate dinamică (la 25°С) – 0,28;
- limită inferioară de inflamabilitate a concentrației - 2-21% (în volum).
Toxicitate
Substanța aparține clasei a doua de pericol, MPC în apă este de 0,01 mg/l. Contactul cu oxidul de propilenă poate provoca următoarele tulburări:
- iritarea pielii și a membranelor mucoase;
- coordonare afectată a mișcărilor;
- tulburări circulatorii;
- depresie SNC;
- arsura corneei;
- amorțeală;
- comă.
Acest compus este, de asemenea, cancerigen, mutagen și citotoxic.
Proprietăți chimice
Proprietățile chimice ale oxidului de propilenă includ:
- solubilitate - bună în majoritatea solvenților organici și în apă;
- reacționând cu apa produce propilenglicol;
- în reacțiile cu alcooli și fenoli se obțin eteri de glicol;
- reacția cu acizi care conțin grupări carboxil dă esteri (în prezența metalelor alcaline);
- polimerizarea cu participarea catalizatorilor (alcali, alcooli, fenoli și altele) duce la formarea de oxid de polipropilenă cu o greutate moleculară mare.
În industria chimică, copolimerii cu oxid de etilenă și propilenglicol sunt de cea mai mare importanță. Propilena se obține ca urmare a hidratării oxidului de propilenă atunci când este încălzită la 200 ° C, excespresiune de 16 atmosfere și în prezența alcaline. Produsul final conține, de asemenea, aproximativ 20% polipropilenglicol.
Aplicație
Oxidul de propilenă este utilizat în următoarele scopuri:
- sinteză de componente pentru rășini poliesterice, polimeri asemănătoare cauciucului și poliuretan, care este utilizat pe scară largă în construcții, piese auto, mobilier, produse sportive, acoperiri, izolații, industria încălțămintei;
- fabricarea de solvenți eter de propilen glicol, lubrifianți și lichide de frână, insecticide;
- sterilizarea echipamentelor medicale, produse alimentare ambalate;
- producție de detergenți, emulgatori și demulgatori pentru nevoi tehnice.
Producție
La scară industrială, obținerea oxidului de propilenă se realizează în mai multe moduri:
- Hipoclorurare într-o soluție de acid hipocloros, urmată de saponificarea propilen clorhidrinei și izolarea produsului final (declorurare). Dezavantajul acestei metode îl reprezintă materiile prime scumpe (clorul și varul stins), precum și formarea unui volum mare de clorură de calciu în formă dizolvată.
- Epoxidarea propilenei cu hidroperoxid de cumen. Această tehnologie se caracterizează printr-un grad ridicat de randament al produsului (până la 99%).
- Sinteza simultană de stiren și propilen oxid. Această tehnică a fost stăpânită în compania petrochimică Nizhnekamskneftekhim. Materia primă este etilbenzenul. Este oxidat cu oxigentemperatura de 130 °C, dupa care se obtine hidroperoxid care reactioneaza cu propilena. Apoi se efectuează deshidratarea metilfenilcarbinolului în prezența dioxidului de titan.
- Calea peroxidului. Propilena este oxidată cu hidroperoxizi organici (metilpropan și etilbenzen sau peroxid de terț-butil). Procesul are loc la o temperatură de 100 °C și o presiune de 20-30 atmosfere, precum și în prezența unui catalizator - oxid de molibden.
proces NRPO
Din anii 2000, o nouă tehnologie bazată pe peroxid de hidrogen (procesul HPPO) a fost folosită și în producerea de oxid de propilenă. Se bazează pe oxidarea directă a propilenei cu H2O2. Mulți oameni de știință au încercat anterior să obțină acest produs în acest mod pentru a simplifica procesul, a reduce costurile de producție și a reduce numărul de produse secundare, dar metodele propuse au fost neprofitabile și nesigure.
Epoxidarea propilenei este efectuată într-un reactor în care peroxidul de metanol cu alcool metilic este utilizat ca solvent. Tipurile polimerice sau chimice ale propilenei sunt utilizate ca materie primă. Reacția are loc într-un catalizator staționar la temperatură moderată și presiune ridicată.
Avantajele procesului HPPO sunt următoarele:
- puține produse secundare;
- fără clor, care este un reactiv periculos și toxic;
- durată lungă de viață a catalizatorului;
- grad ridicat de conversie (transferul peroxidului la produsul finit) și selectivitatea reacției chimice;
- alimentând solventul purificat la reciclare.
producători ruși
În Rusia, oxidul de propilenă este produs doar la două întreprinderi:
- JSC Nizhnekamskneftekhim (situat în Tatarstan). Aici au fost stăpânite 2 tehnologii - sinteza comună a С8Н8 și C3H 6 O, precum și metoda clorhidrinei (amestecarea propilenei cu clor, obținerea de propilen clorhidrinei intermediare și tratarea acesteia cu lapte de var).
- Khimprom (orașul Kemerovo).
În ceea ce privește volumul produs, 99% din substanțe sunt obținute la prima întreprindere.
