اکسید پروپیلن: فرمول، خواص، کاربرد و تولید

2024 نویسنده: Angel Austin | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 05:24

اکسید پروپیلن یکی از محصولات سنتز آلی است. حجم مصرف این ترکیب به طور مداوم در حال افزایش است، زیرا ماده اولیه ای برای به دست آوردن محصولات شیمیایی ارزشمند است. چندین فناوری برای سنتز صنعتی این ماده وجود دارد.

اطلاعات عمومی

اکسید پروپیلن یا پروپیلن اکساید، در شرایط عادی مایعی شفاف با بوی اتری است. با واکنش های افزودنی مشخص می شود که با سهولت باز شدن حلقه اپوکسی سه عضوی در ساختار آن همراه است. با توجه به این خاصیت، این ترکیب با بسیاری از مواد واکنش می دهد و یکی از مهم ترین محصولات است که متعاقباً برای به دست آوردن بسیاری از مواد دیگر از آن استفاده می شود.

فرمول تجربی پروپیلن اکسید C₃H₆O است. مترادف نام این ترکیب متیلوکسیران است. 1، 2 - پروپیلن اکسید؛ 1، 2 - اپوکسی پروپان.

خواص فیزیکی

ویژگی های فیزیکی اصلی این ماده عبارتند از:

• چگالی (در شرایط عادی) - 859کیلوگرم/متر³;
• نقطه جوش - 34.5 درجه سانتیگراد؛
• ظرفیت گرمایی – 1.97 J/(kg∙K);
• ضریب شکست - 1, 366;
• ویسکوزیته دینامیکی (در 25 درجه سانتیگراد) - 0.28؛
• محدودیت قابل اشتعال با غلظت پایین - 2-21٪ (بر حسب حجم).

مسمومیت

این ماده متعلق به کلاس خطر دوم است، MPC در آب 0.01 میلی گرم در لیتر است. تماس با پروپیلن اکسید ممکن است باعث اختلالات زیر شود:

• تحریک پوست و غشاهای مخاطی؛
• اختلال هماهنگی حرکات؛
• اختلالات گردش خون؛
• افسردگی CNS؛
• سوختگی قرنیه؛
• بی حسی;
• کما.

این ترکیب همچنین سرطان زا، جهش زا و سیتوتوکسیک است.

خواص شیمیایی

خواص شیمیایی پروپیلن اکسید عبارتند از:

• حلالیت - خوب در اکثر حلال های آلی و در آب؛
• واکنش با آب پروپیلن گلیکول تولید می کند؛
• در واکنش با الکل ها و فنل ها، گلیکول اترها به دست می آید؛

واکنش

• با اسیدهای حاوی گروه‌های کربوکسیل، استرها (در حضور فلزات قلیایی) ایجاد می‌کند؛
• پلیمریزاسیون با مشارکت کاتالیزورها (قلیاها، الکل ها، فنل ها و غیره) منجر به تشکیل پلی پروپیلن اکسید با وزن مولکولی بالا می شود.

در صنایع شیمیایی، کوپلیمرهای اتیلن اکسید و پروپیلن گلیکول از بیشترین اهمیت برخوردار هستند. پروپیلن در نتیجه هیدراتاسیون پروپیلن اکسید هنگامی که تا 200 درجه سانتیگراد گرم می شود، به دست می آید.فشار 16 اتمسفر و در حضور قلیایی. محصول نهایی همچنین حاوی حدود 20 درصد پلی پروپیلن گلیکول است.

برنامه

اکسید پروپیلن برای اهداف زیر استفاده می شود:

• سنتز اجزای رزین های پلی استر، پلیمرهای لاستیک مانند و پلی یورتان، که به طور گسترده در ساخت و ساز، قطعات خودرو، مبلمان، محصولات ورزشی، پوشش ها، عایق ها، صنعت کفش استفاده می شود؛
• ساخت حلال های پروپیلن گلیکول اتر، روان کننده ها و مایعات ترمز، حشره کش ها؛
• استریل کردن تجهیزات پزشکی، محصولات غذایی بسته بندی شده؛
• تولید مواد شوینده، امولسیفایرها و امولسیفایرها برای نیازهای فنی.

تولید

در مقیاس صنعتی، به دست آوردن پروپیلن اکسید به روش های مختلفی انجام می شود:

• هیپوکلره در محلول هیپوکلرو اسید و به دنبال آن صابون سازی پروپیلن کلروهیدرین و جداسازی محصول نهایی (کلره زدایی) انجام می شود. عیب این روش گران بودن مواد اولیه (کلر و آهک خشک شده) و همچنین تشکیل حجم زیادی کلرید کلسیم به صورت محلول است.
• اپاکسیداسیون پروپیلن با هیدروپراکسید کومن. این فناوری با درجه بالایی از بازده محصول (تا 99٪) مشخص می شود.
• سنتز همزمان استایرن و پروپیلن اکسید. این تکنیک در شرکت پتروشیمی نیژنکمسکنفتخیم تسلط یافته است. ماده اولیه اتیل بنزن است. با اکسیژن اکسید می شوددمای 130 درجه سانتیگراد، پس از آن هیدروپراکسید به دست می آید که با پروپیلن واکنش می دهد. سپس آبگیری متیل فنیل کاربینول در حضور دی اکسید تیتانیوم انجام می شود.
• راه پراکسید. پروپیلن با هیدروپراکسیدهای آلی (متیل پروپان و اتیل بنزن یا ترت بوتیل پراکسید) اکسید می شود. این فرآیند در دمای 100 درجه سانتیگراد و فشار 20-30 اتمسفر و همچنین در حضور یک کاتالیزور - اکسید مولیبدن انجام می شود.

فرایند NRPO

از دهه 2000، یک فناوری جدید مبتنی بر پراکسید هیدروژن (فرایند HPPO) نیز در تولید اکسید پروپیلن استفاده شده است. این بر اساس اکسیداسیون مستقیم پروپیلن با H₂O₂ است. بسیاری از دانشمندان قبلاً برای ساده‌سازی فرآیند، کاهش هزینه‌های تولید و کاهش تعداد محصولات جانبی برای به دست آوردن این محصول از این طریق تلاش کرده‌اند، اما روش‌های پیشنهادی سودآور و ناایمن بودند.

اپوکسیداسیون پروپیلن در راکتوری انجام می شود که در آن از متانول پراکسید با متیل الکل به عنوان حلال استفاده می شود. از گریدهای پلیمری یا شیمیایی پروپیلن به عنوان ماده اولیه استفاده می شود. واکنش در یک کاتالیزور ثابت در دمای متوسط و فشار بالا انجام می‌شود.

مزایای فرآیند HPPO به شرح زیر است:

• چند محصول جانبی؛
• بدون کلر، که یک معرف خطرناک و سمی است؛
• عمر کاتالیزور طولانی؛
• درجه تبدیل بالا (انتقال پراکسید به محصول نهایی) و گزینش پذیری واکنش شیمیایی؛
• تغذیه حلال خالص شده به بازیافت.

سازندگان روسی

در روسیه، اکسید پروپیلن فقط در دو شرکت تولید می شود:

• JSC Nizhnekamskneftekhim (واقع در تاتارستان). 2 فن آوری در اینجا تسلط یافته است - سنتز مشترک С₈Н₈ و C₃H 6 _{O و همچنین روش کلروهیدرین (اختلاط پروپیلن با کلر، به دست آوردن پروپیلن کلروهیدرین متوسط و تصفیه آن با شیر آهک).}
• خیمپروم (شهر کمروو).

از نظر حجم تولید، 99 درصد مواد در اولین شرکت به دست می آید.