Пропиленовият оксид е един от продуктите на органичния синтез. Обемът на потребление на това съединение непрекъснато нараства, тъй като то е суровина за получаване на ценни химически продукти. Има няколко технологии за промишлен синтез на това вещество.
Обща информация
Пропиленовият оксид или пропиленовият оксид при нормални условия е бистра течност с характерна ефирна миризма. Характеризира се с реакции на присъединяване, което е свързано с лекотата на отваряне на тричленния епоксиден пръстен в неговата структура. Поради това свойство това съединение реагира с много вещества и е един от най-важните продукти, който впоследствие се използва за получаване на много други материали.
Емпиричната формула за пропиленов оксид е C3H6O. Синоними на името на това съединение са метилоксиран; 1, 2 – пропиленоксид; 1, 2 - епоксипропан.
Физически свойства
Основните физически характеристики на това вещество са:
- плътност (при нормални условия) – 859kg/m3;
- точка на кипене - 34,5 °С;
- топлинен капацитет – 1,97 J/(kg∙K);
- индекс на пречупване – 1, 366;
- динамичен вискозитет (при 25°С) – 0,28;
- долна концентрация на запалимост - 2-21% (по обем).
Токсичност
Веществото принадлежи към втория клас на опасност, ПДК във вода е 0,01 mg/l. Контактът с пропиленов оксид може да причини следните нарушения:
- дразнене на кожата и лигавиците;
- нарушена координация на движенията;
- нарушения на кръвообращението;
- депресия на ЦНС;
- изгаряне на роговицата;
- вцепенение;
- coma.
Това съединение също е канцерогенно, мутагенно и цитотоксично.
Химически свойства
Химичните свойства на пропиленовия оксид включват:
- разтворимост - добра в повечето органични разтворители и във вода;
- при реакция с вода се получава пропилей гликол;
- при реакции с алкохоли и феноли се получават гликолови етери;
- реакция с киселини, съдържащи карбоксилни групи, дава естери (в присъствието на алкални метали);
- полимеризация с участието на катализатори (алкали, алкохоли, феноли и други) води до образуването на полипропиленов оксид с високо молекулно тегло.
В химическата индустрия съполимерите с етиленоксид и пропиленгликол са от най-голямо значение. Пропиленът се получава в резултат на хидратацията на пропиленов оксид при нагряване до 200 ° C, излишъкналягане от 16 атмосфери и в присъствието на алкали. Крайният продукт съдържа също около 20% полипропилен гликол.
Заявление
Пропиленовият оксид се използва за следните цели:
- синтез на компоненти за полиестерни смоли, каучукоподобни полимери и полиуретан, който се използва широко в строителството, автомобилните части, мебелите, спортните продукти, покритията, изолацията, обувната индустрия;
- производство на разтворители на пропилей гликол етер, смазочни материали и спирачни течности, инсектициди;
- стерилизация на медицинско оборудване, пакетирани хранителни продукти;
- производство на детергенти, емулгатори и деемулгатори за технически нужди.
Производство
В промишлен мащаб получаването на пропиленов оксид се извършва по няколко начина:
- Хипохлориране в разтвор на хипохлорна киселина, последвано от осапуняване на пропилен хлорхидрин и изолиране на крайния продукт (дехидрохлориране). Недостатъкът на този метод е скъпите суровини (хлор и гасена вар), както и образуването на голямо количество калциев хлорид в разтворен вид.
- Епоксидиране на пропилен с кумол хидропероксид. Тази технология се характеризира с висока степен на добив на продукта (до 99%).
- Едновременен синтез на стирен и пропиленов оксид. Тази техника е усвоена в нефтохимическата компания Нижнекамскнефтехим. Суровината е етилбензол. Окислява се с кислородтемпература 130 °C, след което се получава хидропероксид, който реагира с пропилен. След това се извършва дехидратация на метилфенилкарбинол в присъствието на титанов диоксид.
- Пероксиден начин. Пропиленът се окислява с органични хидропероксиди (метилпропан и етилбензол или трет-бутил пероксид). Процесът протича при температура 100 °C и налягане 20-30 атмосфери, както и в присъствието на катализатор - молибденов оксид.
процес на NRPO
От 2000 г. нова технология, базирана на водороден пероксид (HPPO процес) също се използва при производството на пропиленов оксид. Той се основава на директното окисление на пропилена с H2O2. Много учени преди това са правили опити да получат този продукт по този начин, за да опростят процеса, да намалят производствените разходи и да намалят броя на страничните продукти, но предложените методи бяха нерентабилни и небезопасни.
Епоксидирането на пропилен се извършва в реактор, където метанолов пероксид с метилов алкохол се използва като разтворител. Като изходен материал се използват полимерни или химически класове пропилен. Реакцията протича в стационарен катализатор при умерена температура и повишено налягане.
Предимствата на HPPO процеса са както следва:
- няколко странични продукта;
- без хлор, който е опасен и токсичен реагент;
- дълъг живот на катализатора;
- висока степен на преобразуване (прехвърляне на пероксид към готовия продукт) и селективност на химическата реакция;
- подаване на пречистения разтворител към рециклирането.
Руски производители
В Русия пропиленовият оксид се произвежда само в две предприятия:
- JSC Nizhnekamskneftekhim (намира се в Татарстан). Тук са усвоени 2 технологии - съвместният синтез на С8Н8 и C3H 6 O, както и метода на хлорохидрин (смесване на пропилен с хлор, получаване на междинен пропилен хлорохидрин и третиране с варно мляко).
- Химпром (град Кемерово).
По отношение на произведения обем 99% от веществата се получават в първото предприятие.
