Propilen oksit, organik sentez ürünlerinden biridir. Değerli kimyasal ürünler elde etmek için bir hammadde olduğu için bu bileşiğin tüketim hacmi sürekli artmaktadır. Bu maddenin endüstriyel sentezi için çeşitli teknolojiler vardır.
Genel bilgi
Normal koşullar altında propilen oksit veya propilen oksit, karakteristik bir eterik kokuya sahip berrak bir sıvıdır. Yapısındaki üç üyeli epoksi halkayı açma kolaylığı ile bağlantılı olan ekleme reaksiyonları ile karakterizedir. Bu özelliğinden dolayı, bu bileşik birçok madde ile reaksiyona girer ve daha sonra birçok başka malzeme elde etmek için kullanılan en önemli ürünlerden biridir.
Propilen oksit için ampirik formül C3H6O'dur. Bu bileşiğin eşanlamlıları metiloksirandır; 1, 2 – propilen oksit; 1, 2 - epoksipropan.
Fiziksel özellikler
Bu maddenin temel fiziksel özellikleri şunlardır:
- yoğunluk (normal koşullar altında) – 859kg/m3;
- kaynama noktası - 34,5 °С;
- ısı kapasitesi – 1,97 J/(kg∙K);
- kırılma indisi – 1, 366;
- dinamik viskozite (25°С'de) – 0.28;
- düşük konsantrasyon yanıcı sınırı - %2-21 (hacimce).
Toksisite
Madde ikinci tehlike sınıfına aittir, sudaki MPC 0.01 mg/l'dir. Propilen oksit ile temas aşağıdaki rahatsızlıklara neden olabilir:
- cilt ve mukoza zarının tahrişi;
- hareketlerin bozulmuş koordinasyonu;
- dolaşım bozuklukları;
- CNS depresyonu;
- kornea yanığı;
- uyuşukluk;
- koma.
Bu bileşik ayrıca kanserojen, mutajenik ve sitotoksiktir.
Kimyasal özellikler
Propilen oksidin kimyasal özellikleri şunları içerir:
- çözünürlük - çoğu organik çözücüde ve suda iyidir;
- su ile reaksiyona girerek propilen glikol üretir;
- alkoller ve fenoller ile reaksiyonlarda glikol eterler elde edilir;
- karboksil grupları içeren asitlerle reaksiyon, esterler verir (alkali metallerin varlığında);
- Katalizörlerin (alkaliler, alkoller, fenoller ve diğerleri) katılımıyla polimerizasyon, yüksek moleküler ağırlıklı polipropilen oksit oluşumuna yol açar.
Kimya endüstrisinde, etilen oksit ve propilen glikol içeren kopolimerler en büyük öneme sahiptir. Propilen, propilen oksidin 200 ° C'ye ısıtıldığında hidrasyonu sonucu elde edilir, fazla16 atmosfer basınçta ve alkali varlığında. Nihai ürün ayrıca yaklaşık %20 polipropilen glikol içerir.
Uygulama
Propilen oksit aşağıdaki amaçlar için kullanılır:
- inşaat, otomotiv parçaları, mobilya, spor ürünleri, kaplamalar, yalıtım, ayakkabı endüstrisinde yaygın olarak kullanılan polyester reçineler, kauçuk benzeri polimerler ve poliüretan için bileşenlerin sentezi;
- propilen glikol eter solventleri, yağlayıcılar ve fren sıvıları, böcek ilaçları üretimi;
- tıbbi ekipmanların sterilizasyonu, paketlenmiş gıda ürünleri;
- Teknik ihtiyaçlar için deterjan, emülgatör ve emülgatör üretimi.
Üretim
Endüstriyel ölçekte propilen oksit elde etmek birkaç yolla gerçekleştirilir:
- Hipokloröz asit solüsyonunda hipoklorinasyon, ardından propilen klorohidrinin sabunlaştırılması ve nihai ürünün izolasyonu (dehidroklorinasyon). Bu yöntemin dezavantajı, pahalı hammaddelerin (klor ve sönmüş kireç) yanı sıra çözünmüş halde büyük miktarda kalsiyum klorür oluşumudur.
- Propilenin kümen hidroperoksit ile epoksidasyonu. Bu teknoloji, yüksek derecede ürün verimi (%99'a kadar) ile karakterize edilir.
- Stiren ve propilen oksitin eşzamanlı sentezi. Bu teknik, petrokimya şirketi Nizhnekamskneftekhim'de uzmanlaştı. Hammadde etilbenzendir. Oksijenle oksitlenir130 °C sıcaklıkta, ardından propilen ile reaksiyona giren hidroperoksit elde edilir. Daha sonra titanyum dioksit varlığında metilfenilkarbinolün dehidrasyonu gerçekleştirilir.
- Peroksit yolu. Propilen, organik hidroperoksitler (metilpropan ve etilbenzen veya tert-butil peroksit) ile oksitlenir. İşlem, 100 °C sıcaklıkta ve 20-30 atmosferlik bir basınçta ve ayrıca bir katalizör - molibden oksit varlığında gerçekleşir.
NRPO süreci
2000'lerden bu yana, propilen oksit üretiminde hidrojen peroksite (HPPO işlemi) dayalı yeni bir teknoloji de kullanılmıştır. Propilenin H2O2 ile doğrudan oksidasyonuna dayanır. Birçok bilim insanı daha önce süreci basitleştirmek, üretim maliyetlerini az altmak ve yan ürün sayısını az altmak için bu ürünü bu şekilde elde etmek için girişimlerde bulundu ancak önerilen yöntemler kârsız ve güvenli değildi.
Propilen epoksidasyonu, çözücü olarak metil alkollü metanol peroksitin kullanıldığı bir reaktörde gerçekleştirilir. Başlangıç malzemesi olarak polimerik veya kimyasal derecelerde propilen kullanılır. Reaksiyon, orta sıcaklıkta ve yüksek basınçta sabit bir katalizörde gerçekleşir.
HPPO işleminin avantajları şunlardır:
- birkaç yan ürün;
- tehlikeli ve toksik bir reaktif olan klor yok;
- uzun katalizör ömrü;
- yüksek derecede dönüşüm (bitmiş ürüne peroksitin transferi) ve kimyasal reaksiyonun seçiciliği;
- saflaştırılmış solventi geri dönüşüme beslemek.
Rus üreticiler
Rusya'da propilen oksit yalnızca iki işletmede üretilir:
- JSC Nizhnekamskneftekhim (Tataristan'da bulunur). Burada 2 teknolojide uzmanlaştı - С8Н8 ve C3H'nin ortak sentezi 6 O ve ayrıca klorohidrin yöntemi (propilenin klor ile karıştırılması, ara propilen klorohidrin elde edilmesi ve bunun kireç sütü ile işlenmesi).
- Khimprom (Kemerovo şehri).
Üretilen hacim açısından, maddelerin %99'u ilk işletmede elde edilmektedir.
