Պրոպիլենօքսիդ. բանաձև, հատկություններ, կիրառություն և արտադրություն

2024 Հեղինակ: Angel Austin | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 05:30

Պրոպիլենօքսիդը օրգանական սինթեզի արտադրանքներից է։ Այս միացության սպառման ծավալն անընդհատ աճում է, քանի որ այն արժեքավոր քիմիական արտադրանք ստանալու հումք է։ Այս նյութի արդյունաբերական սինթեզի մի քանի տեխնոլոգիաներ կան։

Ընդհանուր տեղեկություններ

Պրոպիլեն օքսիդը կամ պրոպիլեն օքսիդը նորմալ պայմաններում թափանցիկ հեղուկ է՝ բնորոշ եթերային հոտով: Այն բնութագրվում է ավելացման ռեակցիաներով, ինչը կապված է իր կառուցվածքում եռանդամ էպոքսիդային օղակի բացման հեշտության հետ։ Այս հատկության շնորհիվ այս միացությունը փոխազդում է բազմաթիվ նյութերի հետ և հանդիսանում է ամենակարևոր արտադրանքներից մեկը, որը հետագայում օգտագործվում է բազմաթիվ այլ նյութեր ստանալու համար։

Պրոպիլեն օքսիդի էմպիրիկ բանաձևն է C₃H₆O: Այս միացության անվան հոմանիշներն են մեթիլոքսիրան; 1, 2 - պրոպիլեն օքսիդ; 1, 2 - էպոքսիպրոպան։

Ֆիզիկական հատկություններ

Այս նյութի հիմնական ֆիզիկական բնութագրերն են՝

• խտություն (նորմալ պայմաններում) – 859կգ/մ³;
• եռման կետ - 34,5 °С;
• ջերմային հզորություն – 1,97 J/(kg∙K);
• բեկման ինդեքս – 1, 366;
• դինամիկ մածուցիկություն (25°С-ում) – 0,28;
• դյուրավառության ավելի ցածր կոնցենտրացիայի սահման - 2-21% (ըստ ծավալի):

Թունավորություն

Նյութը պատկանում է վտանգի երկրորդ դասին, ջրի մեջ MPC-ն 0,01 մգ/լ է: Պրոպիլենօքսիդի հետ շփումը կարող է առաջացնել հետևյալ խանգարումները՝

• մաշկի և լորձաթաղանթների գրգռում;
• շարժումների համակարգման խանգարում;
• արյան շրջանառության խանգարումներ;
• CNS դեպրեսիա;
• եղջերաթաղանթի այրվածք;
• թմրություն;
• կոմա.

Այս միացությունը նաև քաղցկեղածին է, մուտագեն և ցիտոտոքսիկ:

Քիմիական հատկություններ

Պրոպիլենօքսիդի քիմիական հատկությունները ներառում են՝

• լուծելիություն - լավ է շատ օրգանական լուծիչների և ջրի մեջ;
• արձագանքելով ջրի հետ առաջացնում է պրոպիլեն գլիկոլ;
• սպիրտների և ֆենոլների հետ ռեակցիաներում ստացվում են գլիկոլ եթերներ;
• արձագանքը կարբոքսիլային խմբեր պարունակող թթուների հետ տալիս է եթերներ (ալկալիական մետաղների առկայությամբ);
• պոլիմերացումը կատալիզատորների (ալկալիներ, սպիրտներ, ֆենոլներ և այլն) մասնակցությամբ հանգեցնում է բարձր մոլեկուլային քաշով պոլիպրոպիլենօքսիդի առաջացմանը։

Քիմիական արդյունաբերության մեջ էթիլենօքսիդի և պրոպիլեն գլիկոլի համապոլիմերները մեծ նշանակություն ունեն: Պրոպիլենը ստացվում է պրոպիլեն օքսիդի խոնավացման արդյունքում մինչև 200 ° C տաքացնելիս, ավելցուկճնշում 16 մթնոլորտ և ալկալիների առկայության դեպքում: Վերջնական արտադրանքը պարունակում է նաև մոտ 20% պոլիպրոպիլեն գլիկոլ:

Դիմում

Պրոպիլենօքսիդը օգտագործվում է հետևյալ նպատակների համար՝

• պոլիեսթեր խեժերի, ռետինանման պոլիմերների և պոլիուրեթանի բաղադրիչների սինթեզ, որը լայնորեն օգտագործվում է շինարարության, ավտոմոբիլային մասերի, կահույքի, սպորտային ապրանքների, ծածկույթների, մեկուսացման, կոշիկի արդյունաբերության մեջ;
• պրոպիլեն գլիկոլ եթերի լուծիչների, քսանյութերի և արգելակային հեղուկների, միջատասպանների արտադրություն;
• բժշկական սարքավորումների, փաթեթավորված սննդամթերքի ստերիլիզացում;
• Տեխնիկական կարիքների համար լվացող միջոցների, էմուլգատորների և ապամուլգատորների արտադրություն:

Արտադրություն

Արդյունաբերական մասշտաբով պրոպիլենօքսիդի ստացումն իրականացվում է մի քանի եղանակով.

• Հիպոքլորացում հիպոքլորաթթվի լուծույթում, որին հաջորդում է պրոպիլեն քլորոհիդրինի սապոնացումը և վերջնական արտադրանքի մեկուսացումը (դեհիդրոքլորացում): Այս մեթոդի թերությունը թանկարժեք հումքն է (քլոր և խարխլված կրաքար), ինչպես նաև լուծված ձևով մեծ ծավալի կալցիումի քլորիդի ձևավորումը։
• Պրոպիլենի էպօքսիդացում կումենի հիդրոպերօքսիդով: Այս տեխնոլոգիան բնութագրվում է արտադրանքի բարձր եկամտաբերությամբ (մինչև 99%)։
• Ստիրոլի և պրոպիլենօքսիդի միաժամանակյա սինթեզ։ Այս տեխնիկան յուրացրել են Նիժնեկամսկնեֆտեխիմ նավթաքիմիական ընկերությունում։ Հումքը էթիլբենզոլն է։ Այն օքսիդացվում է թթվածնովջերմաստիճանը 130 °C, որից հետո ստացվում է հիդրոպերօքսիդ, որը փոխազդում է պրոպիլենի հետ։ Այնուհետև մեթիլֆենիլկարբինոլի ջրազրկումն իրականացվում է տիտանի երկօքսիդի առկայությամբ։
• Պերօքսիդ միջոց. Պրոպիլենը օքսիդացված է օրգանական հիդրոպերօքսիդներով (մեթիլպրոպան և էթիլբենզոլ կամ տերտ-բութիլ պերօքսիդ): Գործընթացը տեղի է ունենում 100 °C ջերմաստիճանի և 20-30 մթնոլորտ ճնշման, ինչպես նաև կատալիզատորի՝ մոլիբդենի օքսիդի առկայության դեպքում։

NRPO գործընթաց

2000-ականներից սկսած՝ պրոպիլենօքսիդի արտադրության մեջ օգտագործվել է նաև ջրածնի պերօքսիդի վրա հիմնված նոր տեխնոլոգիա (HPPO գործընթաց): Այն հիմնված է պրոպիլենի ուղղակի օքսիդացման վրա H₂O₂-ով: Բազմաթիվ գիտնականներ նախկինում փորձել են այս արտադրանքը ձեռք բերել այս կերպ՝ գործընթացը պարզեցնելու, արտադրության ծախսերը նվազեցնելու և կողմնակի արտադրանքների քանակը նվազեցնելու համար, սակայն առաջարկված մեթոդները անշահավետ և անապահով էին։

Պրոպիլենային էպօքսիդացումն իրականացվում է ռեակտորում, որտեղ որպես լուծիչ օգտագործվում է մեթանոլի պերօքսիդը մեթիլ սպիրտով: Որպես սկզբնական նյութ օգտագործվում են պրոպիլենի պոլիմերային կամ քիմիական դասակարգերը։ Ռեակցիան տեղի է ունենում անշարժ կատալիզատորում՝ չափավոր ջերմաստիճանի և բարձր ճնշման դեպքում:

HPO գործընթացի առավելությունները հետևյալն են.

• մի քանի կողմնակի արտադրանք;
• առանց քլորի, որը վտանգավոր և թունավոր ռեագենտ է;
• երկար կատալիզատորի կյանք;
• վերափոխման բարձր աստիճան (պերօքսիդի փոխանցում պատրաստի արտադրանքին) և քիմիական ռեակցիայի ընտրողականություն;
• սնուցում մաքրված լուծիչը վերամշակմանը:

ռուս արտադրողներ

Ռուսաստանում պրոպիլեն օքսիդը արտադրվում է միայն երկու ձեռնարկություններում.

• JSC Nizhnekamskneftekhim (գտնվում է Թաթարստանում): Այստեղ յուրացվել է 2 տեխնոլոգիա՝ С₈Н₈ և C₃H-ի համատեղ սինթեզը 6 _{O, ինչպես նաև քլորոհիդրինային մեթոդը (պրոպիլենը քլորի հետ խառնելը, միջանկյալ պրոպիլեն քլորոհիդրինը ստանալը և այն մշակել կրաքարի կաթով):}
• Խիմպրոմ (քաղաք Կեմերովո).

Արտադրված ծավալով նյութերի 99%-ը ստացվում է առաջին ձեռնարկությունում։