Propilen oksid je eden od produktov organske sinteze. Obseg porabe te spojine nenehno raste, saj je surovina za pridobivanje dragocenih kemičnih izdelkov. Obstaja več tehnologij za industrijsko sintezo te snovi.
Splošne informacije
Propilen oksid ali propilen oksid je v normalnih pogojih bistra tekočina z značilnim eteričnim vonjem. Zanj so značilne adicijske reakcije, kar je povezano z enostavnostjo odpiranja tričlenskega epoksidnega obroča v njegovi strukturi. Zaradi te lastnosti ta spojina reagira s številnimi snovmi in je eden najpomembnejših produktov, ki se kasneje uporablja za pridobivanje številnih drugih materialov.
Empirična formula za propilen oksid je C3H6O. Sinonimi za ime te spojine so metiloksiran; 1, 2 – propilen oksid; 1, 2 - epoksipropan.
Fizične lastnosti
Glavne fizikalne lastnosti te snovi so:
- gostota (v normalnih pogojih) – 859kg/m3;
- vrelišče - 34,5 °С;
- toplotna zmogljivost – 1,97 J/(kg∙K);
- refrakcijski indeks – 1, 366;
- dinamična viskoznost (pri 25°С) – 0,28;
- spodnja meja vnetljivosti - 2-21% (po prostornini).
strupenost
Snov spada v drugi razred nevarnosti, MPC v vodi je 0,01 mg/l. Stik s propilen oksidom lahko povzroči naslednje motnje:
- draženje kože in sluznic;
- motena koordinacija gibov;
- motnje krvnega obtoka;
- depresija CNS;
- opeklina roženice;
- otrplost;
- koma.
Ta spojina je tudi kancerogena, mutagena in citotoksična.
Kemijske lastnosti
Kemične lastnosti propilen oksida vključujejo:
- topnost - dobra v večini organskih topil in v vodi;
- reakcija z vodo proizvaja propilen glikol;
- v reakcijah z alkoholi in fenoli dobimo glikolne etre;
- reakcija s kislinami, ki vsebujejo karboksilne skupine, daje estre (v prisotnosti alkalijskih kovin);
- polimerizacija s sodelovanjem katalizatorjev (alkalije, alkoholi, fenoli in drugi) vodi do tvorbe polipropilen oksida z visoko molekulsko maso.
V kemični industriji so kopolimeri z etilen oksidom in propilen glikolom najpomembnejši. Propilen nastane kot posledica hidratacije propilen oksida pri segrevanju na 200 ° C, presežektlak 16 atmosfer in v prisotnosti alkalij. Končni izdelek vsebuje tudi približno 20 % polipropilen glikola.
Prijava
Propilen oksid se uporablja za naslednje namene:
- sinteza komponent za poliestrske smole, gumi podobne polimere in poliuretan, ki se pogosto uporablja v gradbeništvu, avtomobilskih delih, pohištvu, športnih izdelkih, premazih, izolacijah, obutveni industriji;
- proizvodnja topil, maziv in zavornih tekočin, insekticidov, propilen glikol etra;
- sterilizacija medicinske opreme, pakiranih živil;
- proizvodnja detergentov, emulgatorjev in demulgatorjev za tehnične potrebe.
Proizvodnja
V industrijskem obsegu pridobivanje propilen oksida poteka na več načinov:
- Hipokloracija v raztopini hipoklorne kisline, ki ji sledi umiljenje propilen klorohidrina in izolacija končnega produkta (dehidrokloracija). Pomanjkljivost te metode so drage surovine (klor in gašeno apno), pa tudi tvorba velike količine kalcijevega klorida v raztopljeni obliki.
- Epoksidacija propilena s kumenovim hidroperoksidom. Za to tehnologijo je značilna visoka stopnja izkoristka izdelka (do 99 %).
- Sočasna sinteza stirena in propilen oksida. To tehniko so obvladali v petrokemični družbi Nizhnekamskneftekhim. Surovina je etilbenzen. Oksidirano je s kisikomtemperatura 130 °C, po kateri dobimo hidroperoksid, ki reagira s propilenom. Nato se izvede dehidracija metilfenilkarbinola v prisotnosti titanovega dioksida.
- Peroksidni način. Propilen se oksidira z organskimi hidroperoksidi (metilpropan in etilbenzen ali terc-butil peroksid). Postopek poteka pri temperaturi 100 °C in tlaku 20-30 atmosfer ter v prisotnosti katalizatorja - molibdenovega oksida.
proces NRPO
Od leta 2000 se pri proizvodnji propilen oksida uporablja tudi nova tehnologija, ki temelji na vodikovem peroksidu (HPPO proces). Temelji na neposredni oksidaciji propilena s H2O2. Številni znanstveniki so že prej poskušali pridobiti ta izdelek na ta način, da bi poenostavili postopek, zmanjšali proizvodne stroške in zmanjšali število stranskih proizvodov, vendar so bile predlagane metode nedonosne in nevarne.
Epoksidacija propilena se izvaja v reaktorju, kjer se kot topilo uporablja metanolni peroksid z metilnim alkoholom. Kot izhodni material se uporabljajo polimerne ali kemične stopnje propilena. Reakcija poteka v stacionarnem katalizatorju pri zmerni temperaturi in povišanem tlaku.
Prednosti postopka HPPO so naslednje:
- nekaj stranskih izdelkov;
- brez klora, ki je nevaren in strupen reagent;
- dolga življenjska doba katalizatorja;
- visoka stopnja pretvorbe (prenos peroksida v končni izdelek) in selektivnost kemične reakcije;
- dajanje prečiščenega topila v recikliranje.
ruski proizvajalci
V Rusiji se propilen oksid proizvaja samo v dveh podjetjih:
- JSC Nizhnekamskneftekhim (s sedežem v Tatarstanu). Tu sta bili obvladani 2 tehnologiji - skupna sinteza С8Н8 in C3H 6 O, pa tudi klorohidrinska metoda (mešanje propilena s klorom, pridobivanje vmesnega propilen klorohidrina in obdelava z apnenim mlekom).
- Khimprom (mesto Kemerovo).
Glede na proizvedeno količino je 99% snovi pridobljenih v prvem podjetju.
