Το προπυλενοξείδιο είναι ένα από τα προϊόντα οργανικής σύνθεσης. Ο όγκος κατανάλωσης αυτής της ένωσης αυξάνεται συνεχώς, καθώς αποτελεί πρώτη ύλη για την απόκτηση πολύτιμων χημικών προϊόντων. Υπάρχουν διάφορες τεχνολογίες για τη βιομηχανική σύνθεση αυτής της ουσίας.
Γενικές πληροφορίες
Το οξείδιο του προπυλενίου, ή το οξείδιο του προπυλενίου, υπό κανονικές συνθήκες είναι ένα διαυγές υγρό με χαρακτηριστική αιθέρια οσμή. Χαρακτηρίζεται από αντιδράσεις προσθήκης, γεγονός που συνδέεται με την ευκολία ανοίγματος του τριμελούς εποξειδικού δακτυλίου στη δομή του. Λόγω αυτής της ιδιότητας, αυτή η ένωση αντιδρά με πολλές ουσίες και είναι ένα από τα πιο σημαντικά προϊόντα, το οποίο στη συνέχεια χρησιμοποιείται για τη λήψη πολλών άλλων υλικών.
Ο εμπειρικός τύπος για το προπυλενοξείδιο είναι C3H6O. Συνώνυμα για το όνομα αυτής της ένωσης είναι μεθυλοξιράνη. 1, 2 - οξείδιο του προπυλενίου; 1, 2 - εποξυπροπάνιο.
Φυσικές ιδιότητες
Τα κύρια φυσικά χαρακτηριστικά αυτής της ουσίας είναι:
- πυκνότητα (υπό κανονικές συνθήκες) – 859kg/m3;
- σημείο βρασμού - 34,5 °С;
- θερμοχωρητικότητα – 1,97 J/(kg∙K);
- δείκτης διάθλασης – 1, 366;
- δυναμικό ιξώδες (στους 25°C) – 0,28;
- κατώτερη συγκέντρωση εύφλεκτου ορίου - 2-21% (κατ' όγκο).
Τοξικότητα
Η ουσία ανήκει στη δεύτερη κατηγορία κινδύνου, το MPC στο νερό είναι 0,01 mg/l. Η επαφή με το οξείδιο του προπυλενίου μπορεί να προκαλέσει τις ακόλουθες διαταραχές:
- ερεθισμός του δέρματος και των βλεννογόνων;
- διαταραχή συντονισμού των κινήσεων;
- κυκλοφορικές διαταραχές;
- ΚΝΣ κατάθλιψη;
- έγκαυμα κερατοειδούς;
- μούδιασμα;
- κώμα.
Αυτή η ένωση είναι επίσης καρκινογόνος, μεταλλαξιογόνος και κυτταροτοξική.
Χημικές ιδιότητες
Οι χημικές ιδιότητες του προπυλενοξειδίου περιλαμβάνουν:
- διαλυτότητα - καλή στους περισσότερους οργανικούς διαλύτες και στο νερό;
- αντιδρώντας με το νερό παράγει προπυλενογλυκόλη.
- σε αντιδράσεις με αλκοόλες και φαινόλες, λαμβάνονται αιθέρες γλυκόλης·
- αντίδραση με οξέα που περιέχουν καρβοξυλομάδες δίνει εστέρες (παρουσία αλκαλιμετάλλων),
- πολυμερισμός με τη συμμετοχή καταλυτών (αλκάλια, αλκοόλες, φαινόλες και άλλοι) οδηγεί στον σχηματισμό οξειδίου πολυπροπυλενίου με μεγάλο μοριακό βάρος.
Η
Ο
Στη χημική βιομηχανία, τα συμπολυμερή με αιθυλενοξείδιο και προπυλενογλυκόλη έχουν τη μεγαλύτερη σημασία. Το προπυλένιο λαμβάνεται ως αποτέλεσμα της ενυδάτωσης του οξειδίου του προπυλενίου όταν θερμαίνεται στους 200 ° C, περίσσειαπίεση 16 ατμοσφαιρών και παρουσία αλκαλίων. Το τελικό προϊόν περιέχει επίσης περίπου 20% πολυπροπυλενογλυκόλη.
Αίτηση
Το προπυλενοξείδιο χρησιμοποιείται για τους ακόλουθους σκοπούς:
- σύνθεση εξαρτημάτων για πολυεστερικές ρητίνες, πολυμερή που μοιάζουν με καουτσούκ και πολυουρεθάνη, η οποία χρησιμοποιείται ευρέως στις κατασκευές, τα ανταλλακτικά αυτοκινήτων, τα έπιπλα, τα αθλητικά προϊόντα, τις επικαλύψεις, τη μόνωση, τη βιομηχανία υποδημάτων.
- κατασκευή διαλυτών αιθέρα προπυλενογλυκόλης, λιπαντικών και υγρών φρένων, εντομοκτόνων;
- αποστείρωση ιατρικού εξοπλισμού, συσκευασμένων προϊόντων διατροφής,
- παραγωγή απορρυπαντικών, γαλακτωματοποιητών και απογαλακτωματοποιητών για τεχνικές ανάγκες.
Παραγωγή
Σε βιομηχανική κλίμακα, η λήψη οξειδίου του προπυλενίου πραγματοποιείται με διάφορους τρόπους:
- Υποχλωρίωση σε διάλυμα υποχλωριώδους οξέος, ακολουθούμενη από σαπωνοποίηση προπυλενοχλωροϋδρίνης και απομόνωση του τελικού προϊόντος (αφυδροχλωρίωση). Το μειονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι οι ακριβές πρώτες ύλες (χλώριο και σβησμένος ασβέστης), καθώς και ο σχηματισμός μεγάλου όγκου χλωριούχου ασβεστίου σε διαλυμένη μορφή.
- Εποξείδωση προπυλενίου με υδροϋπεροξείδιο κουμενίου. Αυτή η τεχνολογία χαρακτηρίζεται από υψηλό βαθμό απόδοσης προϊόντος (έως 99%).
- Ταυτόχρονη σύνθεση στυρενίου και προπυλενοξειδίου. Αυτή η τεχνική έχει κατακτηθεί στην πετροχημική εταιρεία Nizhnekamskneftekhim. Η πρώτη ύλη είναι το αιθυλοβενζόλιο. Οξειδώνεται με οξυγόνοθερμοκρασία 130 °C, μετά την οποία λαμβάνεται υδροϋπεροξείδιο, το οποίο αντιδρά με το προπυλένιο. Στη συνέχεια πραγματοποιείται αφυδάτωση της μεθυλφαινυλοκαρβινόλης παρουσία διοξειδίου του τιτανίου.
- Τρόπος υπεροξειδίου. Το προπυλένιο οξειδώνεται με οργανικά υδροϋπεροξείδια (μεθυλπροπάνιο και αιθυλοβενζόλιο ή υπεροξείδιο τριτ-βουτυλίου). Η διαδικασία πραγματοποιείται σε θερμοκρασία 100 °C και πίεση 20-30 ατμοσφαιρών, καθώς και παρουσία καταλύτη - οξειδίου του μολυβδαινίου.
Διαδικασία NRPO
Από τη δεκαετία του 2000, μια νέα τεχνολογία που βασίζεται στο υπεροξείδιο του υδρογόνου (διαδικασία HPPO) χρησιμοποιείται επίσης για την παραγωγή οξειδίου του προπυλενίου. Βασίζεται στην άμεση οξείδωση του προπυλενίου με H2O2. Πολλοί επιστήμονες έχουν κάνει στο παρελθόν προσπάθειες να αποκτήσουν αυτό το προϊόν με αυτόν τον τρόπο για να απλοποιήσουν τη διαδικασία, να μειώσουν το κόστος παραγωγής και να μειώσουν τον αριθμό των υποπροϊόντων, αλλά οι προτεινόμενες μέθοδοι ήταν ασύμφορες και μη ασφαλείς.
Η εποξείδωση προπυλενίου πραγματοποιείται σε έναν αντιδραστήρα όπου χρησιμοποιείται υπεροξείδιο της μεθανόλης με μεθυλική αλκοόλη ως διαλύτης. Ως πρώτη ύλη χρησιμοποιούνται πολυμερείς ή χημικές ποιότητες προπυλενίου. Η αντίδραση λαμβάνει χώρα σε σταθερό καταλύτη σε μέτρια θερμοκρασία και υψηλή πίεση.
Τα πλεονεκτήματα της διαδικασίας HPPO είναι τα εξής:
- λίγα υποπροϊόντα;
- χωρίς χλώριο, το οποίο είναι ένα επικίνδυνο και τοξικό αντιδραστήριο;
- μεγάλη διάρκεια ζωής καταλύτη;
- υψηλός βαθμός μετατροπής (μεταφορά υπεροξειδίου στο τελικό προϊόν) και επιλεκτικότητα της χημικής αντίδρασης,
- τροφοδοσία του καθαρισμένου διαλύτη στην ανακύκλωση.
Ρώσοι κατασκευαστές
Στη Ρωσία, το οξείδιο του προπυλενίου παράγεται μόνο σε δύο επιχειρήσεις:
- JSC Nizhnekamskneftekhim (βρίσκεται στο Ταταρστάν). 2 τεχνολογίες έχουν κατακτηθεί εδώ - η κοινή σύνθεση των С8Н8 και C3H 6 O, καθώς και η μέθοδος χλωροϋδρίνης (ανάμιξη προπυλενίου με χλώριο, λήψη ενδιάμεσου προπυλενοχλωροϋδρίνης και επεξεργασία του με γάλα ασβέστη).
- Khimprom (πόλη του Κεμέροβο).
Όσον αφορά τον παραγόμενο όγκο, το 99% των ουσιών λαμβάνεται στην πρώτη επιχείρηση.
