Propilena oksida ialah salah satu produk sintesis organik. Jumlah penggunaan sebatian ini sentiasa berkembang, kerana ia adalah bahan mentah untuk mendapatkan produk kimia yang berharga. Terdapat beberapa teknologi untuk sintesis industri bahan ini.
Maklumat am
Propilena oksida, atau propilena oksida, dalam keadaan biasa ialah cecair jernih dengan bau halus yang khas. Ia dicirikan oleh tindak balas penambahan, yang dikaitkan dengan kemudahan membuka cincin epoksi tiga anggota dalam strukturnya. Disebabkan sifat ini, sebatian ini bertindak balas dengan banyak bahan dan merupakan salah satu produk terpenting, yang kemudiannya digunakan untuk mendapatkan banyak bahan lain.
Formula empirik untuk propilena oksida ialah C3H6O. Sinonim untuk nama sebatian ini ialah methyloxirane; 1, 2 - propilena oksida; 1, 2 - epoksipropana.
Sifat fizikal
Ciri-ciri fizikal utama bahan ini ialah:
- ketumpatan (dalam keadaan biasa) – 859kg/m3;
- takat didih - 34.5 °С;
- kapasiti haba – 1.97 J/(kg∙K);
- indeks biasan – 1, 366;
- kelikatan dinamik (pada 25°C) – 0.28;
- kepekatan rendah had mudah terbakar - 2-21% (mengikut isipadu).
Ketoksikan
Bahan tersebut tergolong dalam kelas bahaya kedua, MPC dalam air ialah 0.01 mg/l. Sentuhan dengan propilena oksida boleh menyebabkan gangguan berikut:
- kerengsaan kulit dan membran mukus;
- koordinasi pergerakan terjejas;
- gangguan peredaran darah;
- Kemurungan CNS;
- melecur kornea;
- kebas;
- koma.
Kompaun ini juga bersifat karsinogenik, mutagenik dan sitotoksik.
Sifat kimia
Sifat kimia propilena oksida termasuk:
- keterlarutan - baik dalam kebanyakan pelarut organik dan dalam air;
- bertindak balas dengan air menghasilkan propilena glikol;
- dalam tindak balas dengan alkohol dan fenol, eter glikol diperolehi;
- tindak balas dengan asid yang mengandungi kumpulan karboksil memberikan ester (dengan kehadiran logam alkali);
- pempolimeran dengan penyertaan pemangkin (alkali, alkohol, fenol dan lain-lain) membawa kepada pembentukan polipropilena oksida dengan berat molekul yang tinggi.
Dalam industri kimia, kopolimer dengan etilena oksida dan propilena glikol adalah yang paling penting. Propilena diperoleh hasil daripada penghidratan propilena oksida apabila dipanaskan hingga 200 ° C, lebihantekanan 16 atmosfera dan dengan kehadiran alkali. Produk akhir juga mengandungi kira-kira 20% polipropilena glikol.
Permohonan
Propilena oksida digunakan untuk tujuan berikut:
- sintesis komponen untuk resin poliester, polimer seperti getah dan poliuretana, yang digunakan secara meluas dalam pembinaan, bahagian automotif, perabot, produk sukan, salutan, penebat, industri kasut;
- pembuatan pelarut eter propylene glycol, pelincir dan cecair brek, racun serangga;
- pensterilan peralatan perubatan, produk makanan yang dibungkus;
- pengeluaran detergen, pengemulsi dan demulsifier untuk keperluan teknikal.
Pengeluaran
Pada skala industri, mendapatkan propilena oksida dijalankan dalam beberapa cara:
- Hipoklorinasi dalam larutan asid hipoklorida, diikuti dengan saponifikasi propilena klorohidrin dan pengasingan produk akhir (dehidroklorinasi). Kelemahan kaedah ini ialah bahan mentah yang mahal (klorin dan kapur slaked), serta pembentukan sejumlah besar kalsium klorida dalam bentuk terlarut.
- Epoksidasi propilena dengan kumen hidroperoksida. Teknologi ini dicirikan oleh tahap hasil produk yang tinggi (sehingga 99%).
- Sintesis serentak stirena dan propilena oksida. Teknik ini telah dikuasai dalam syarikat petrokimia Nizhnekamskneftekhim. Bahan mentahnya ialah etilbenzena. Ia teroksida dengan oksigensuhu 130 °C, selepas itu hidroperoksida diperoleh, yang bertindak balas dengan propilena. Kemudian dehidrasi methylphenylcarbinol dijalankan dengan kehadiran titanium dioksida.
- Cara peroksida. Propilena teroksida dengan hidroperoksida organik (metilpropana dan etilbenzena atau tert-butil peroksida). Proses ini berlaku pada suhu 100 °C dan tekanan 20-30 atmosfera, serta dengan kehadiran mangkin - molibdenum oksida.
proses NRPO
Sejak tahun 2000-an, teknologi baharu berasaskan hidrogen peroksida (proses HPPO) juga telah digunakan dalam penghasilan propilena oksida. Ia berdasarkan pengoksidaan langsung propilena dengan H2O2. Ramai saintis sebelum ini telah membuat percubaan untuk mendapatkan produk ini dengan cara ini untuk memudahkan proses, mengurangkan kos pengeluaran dan mengurangkan bilangan produk sampingan, tetapi kaedah yang dicadangkan tidak menguntungkan dan tidak selamat.
Epoksidasi propilena dijalankan dalam reaktor di mana metanol peroksida dengan metil alkohol digunakan sebagai pelarut. Gred polimer atau kimia propilena digunakan sebagai bahan permulaan. Tindak balas berlaku dalam mangkin pegun pada suhu sederhana dan tekanan tinggi.
Kelebihan proses HPPO adalah seperti berikut:
- beberapa produk sampingan;
- tiada klorin, yang merupakan reagen berbahaya dan toksik;
- hayat pemangkin yang panjang;
- darjah penukaran yang tinggi (pemindahan peroksida kepada produk siap) dan selektiviti tindak balas kimia;
- menyuapkan pelarut yang telah dimurnikan kepada kitar semula.
Pengeluar Rusia
Di Rusia, propilena oksida hanya dihasilkan di dua perusahaan:
- JSC Nizhnekamskneftekhim (terletak di Tatarstan). 2 teknologi telah dikuasai di sini - sintesis bersama С8Н8 dan C3H 6 O, serta kaedah klorohidrin (mencampurkan propilena dengan klorin, mendapatkan propilena klorohidrin perantaraan dan merawatnya dengan susu kapur).
- Khimprom (bandar Kemerovo).
Dari segi jumlah yang dihasilkan, 99% bahan diperolehi pada perusahaan pertama.
