პროპილენის ოქსიდი: ფორმულა, თვისებები, გამოყენება და წარმოება

2024 ავტორი: Angel Austin | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 05:32

პროპილენის ოქსიდი ორგანული სინთეზის ერთ-ერთი პროდუქტია. ამ ნაერთის მოხმარების მოცულობა მუდმივად იზრდება, რადგან ის არის ნედლეული ღირებული ქიმიური პროდუქტების მისაღებად. ამ ნივთიერების სამრეწველო სინთეზის რამდენიმე ტექნოლოგია არსებობს.

ზოგადი ინფორმაცია

პროპილენის ოქსიდი, ან პროპილენის ოქსიდი, ნორმალურ პირობებში არის გამჭვირვალე სითხე დამახასიათებელი ეთერული სუნით. ახასიათებს დამატების რეაქციები, რაც დაკავშირებულია მის სტრუქტურაში სამწევრიანი ეპოქსიდური რგოლის გახსნის სიმარტივესთან. ამ თვისების გამო, ეს ნაერთი რეაგირებს ბევრ ნივთიერებასთან და არის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი პროდუქტი, რომელიც შემდგომში გამოიყენება მრავალი სხვა მასალის მისაღებად.

პროპილენოქსიდის ემპირიული ფორმულა არის C₃H₆O. ამ ნაერთის სახელწოდების სინონიმებია მეთილოქსირანი; 1, 2 - პროპილენის ოქსიდი; 1, 2 - ეპოქსიპროპანი.

ფიზიკური თვისებები

ამ ნივთიერების ძირითადი ფიზიკური მახასიათებლებია:

• სიმკვრივე (ნორმალურ პირობებში) – 859კგ/მ³;
• დუღილის წერტილი - 34,5 °С;
• სითბოუნარიანობა – 1,97 ჯ/(კგ∙K);
• რეფრაქციული ინდექსი – 1, 366;
• დინამიური სიბლანტე (25°С) – 0,28;
• ქვედა კონცენტრაციის აალებადი ზღვარი - 2-21% (მოცულობით).

ტოქსიკურობა

ნივთიერება მიეკუთვნება მეორე საშიშროების კლასს, MPC წყალში არის 0.01 მგ/ლ. პროპილენის ოქსიდთან კონტაქტმა შეიძლება გამოიწვიოს შემდეგი დარღვევები:

• კანისა და ლორწოვანი გარსების გაღიზიანება;
• მოძრაობების კოორდინაციის დარღვევა;
• სისხლძარღვთა დარღვევები;
• ცნს-ის დეპრესია;
• რქოვანას დამწვრობა;
• დაბუჟება;
• კომა.

ეს ნაერთი ასევე არის კანცეროგენული, მუტაგენური და ციტოტოქსიური.

ქიმიური თვისებები

პროპილენოქსიდის ქიმიური თვისებები მოიცავს:

• ხსნადობა - კარგია უმეტეს ორგანულ გამხსნელებში და წყალში;
• წყალთან რეაქცია წარმოქმნის პროპილენგლიკოლს;
• სპირტებთან და ფენოლებთან რეაქციაში მიიღება გლიკოლის ეთერები;
• რეაქცია კარბოქსილის ჯგუფების შემცველ მჟავებთან იძლევა ეთერებს (ტუტე ლითონების თანდასწრებით);
• პოლიმერიზაცია კატალიზატორების მონაწილეობით (ტუტეები, სპირტები, ფენოლები და სხვა) იწვევს მაღალი მოლეკულური წონის პოლიპროპილენის ოქსიდის წარმოქმნას.

ქიმიურ მრეწველობაში ყველაზე დიდი მნიშვნელობა ენიჭება კოპოლიმერებს ეთილენის ოქსიდით და პროპილენგლიკოლით. პროპილენი მიიღება პროპილენის ოქსიდის ჰიდრატაციის შედეგად 200 ° C-მდე გაცხელებისას, ჭარბიწნევა 16 ატმოსფეროში და ტუტეების თანდასწრებით. საბოლოო პროდუქტი ასევე შეიცავს დაახლოებით 20% პოლიპროპილენ გლიკოლს.

აპლიკაცია

პროპილენის ოქსიდი გამოიყენება შემდეგი მიზნებისთვის:

• კომპონენტების სინთეზი პოლიესტერის ფისებისთვის, რეზინისმაგვარი პოლიმერებისა და პოლიურეთანის, რომელიც ფართოდ გამოიყენება მშენებლობაში, ავტომობილების ნაწილებში, ავეჯში, სპორტულ პროდუქტებში, საფარებში, იზოლაციაში, ფეხსაცმლის ინდუსტრიაში;
• პროპილენგლიკოლის ეთერის გამხსნელების, საპოხი მასალების და სამუხრუჭე სითხეების, ინსექტიციდების წარმოება;
• სამედიცინო აღჭურვილობის, დაფასოებული საკვები პროდუქტების სტერილიზაცია;
• სარეცხი საშუალებების, ემულგატორებისა და დემულგატორების წარმოება ტექნიკური საჭიროებისთვის.

წარმოება

სამრეწველო მასშტაბით პროპილენოქსიდის მიღება რამდენიმე გზით ხდება:

• ჰიპოქლორირება ჰიპოქლორმჟავას ხსნარში, რასაც მოჰყვება პროპილენქლოროჰიდრინის საპონიფიკაცია და საბოლოო პროდუქტის იზოლაცია (დეჰიდროქლორირება). ამ მეთოდის მინუსი არის ძვირადღირებული ნედლეული (ქლორი და დაფქული კირი), ასევე დიდი მოცულობის კალციუმის ქლორიდის დაშლილი სახით წარმოქმნა.
• პროპილენის ეპოქსიდაცია კუმენის ჰიდროპეროქსიდით. ეს ტექნოლოგია ხასიათდება პროდუქტის მოსავლიანობის მაღალი ხარისხით (99%-მდე).
• სტირონის და პროპილენოქსიდის ერთდროული სინთეზი. ეს ტექნიკა აითვისეს ნავთობქიმიურ კომპანია Nizhnekamskneftekhim-ში. ნედლეული არის ეთილბენზოლი. ის იჟანგება ჟანგბადითტემპერატურა 130 °C, რის შემდეგაც მიიღება ჰიდროპეროქსიდი, რომელიც რეაგირებს პროპილენთან. შემდეგ ხდება მეთილფენილკარბინოლის დეჰიდრატაცია ტიტანის დიოქსიდის თანდასწრებით.
• პეროქსიდის გზა. პროპილენი იჟანგება ორგანული ჰიდროპეროქსიდებით (მეთილპროპანი და ეთილბენზოლი ან ტერტ-ბუტილ პეროქსიდი). პროცესი მიმდინარეობს 100 °C ტემპერატურაზე და 20-30 ატმოსფერო წნევაზე, აგრეთვე კატალიზატორის - მოლიბდენის ოქსიდის თანდასწრებით.

NRPO პროცესი

2000-იანი წლებიდან, წყალბადის ზეჟანგზე დაფუძნებული ახალი ტექნოლოგია (HPPO პროცესი) ასევე გამოიყენება პროპილენის ოქსიდის წარმოებაში. იგი ეფუძნება პროპილენის პირდაპირ დაჟანგვას H₂O₂. ბევრი მეცნიერი ადრე ცდილობდა ამ პროდუქტის ამ გზით მოპოვებას პროცესის გასამარტივებლად, წარმოების ხარჯების შესამცირებლად და ქვეპროდუქტების რაოდენობის შესამცირებლად, მაგრამ შემოთავაზებული მეთოდები იყო წამგებიანი და სახიფათო.

პროპილენის ეპოქსიდაცია ტარდება რეაქტორში, სადაც გამხსნელად გამოიყენება მეთანოლის პეროქსიდი მეთილის სპირტით. საწყისი მასალად გამოიყენება პროპილენის პოლიმერული ან ქიმიური კლასები. რეაქცია მიმდინარეობს სტაციონარულ კატალიზატორში ზომიერ ტემპერატურაზე და ამაღლებულ წნევაზე.

HPO პროცესის უპირატესობები შემდეგია:

• რამდენიმე ქვეპროდუქტი;
• არ არის ქლორი, რომელიც საშიში და ტოქსიკური რეაგენტია;
• ხანგრძლივი კატალიზატორი;
• კონვერსიის მაღალი ხარისხი (პეროქსიდის გადატანა მზა პროდუქტში) და ქიმიური რეაქციის სელექციურობა;
• გასუფთავებული გამხსნელის მიწოდება გადამუშავებაში.

რუსი მწარმოებლები

რუსეთში პროპილენის ოქსიდი იწარმოება მხოლოდ ორ საწარმოში:

• სს ნიჟნეკამსკნეფტეხიმი (მდებარეობს თათარსტანში). აქ აითვისეს 2 ტექნოლოგია - С₈Н₈ და C₃H-ის ერთობლივი სინთეზი 6 _{O, ასევე ქლოროჰიდრინის მეთოდი (პროპილენის ქლორთან შერევა, შუალედური პროპილენქლოროჰიდრინის მიღება და მისი დამუშავება კირის რძით).}
• ხიმპრომი (ქალაქი კემეროვო).

წარმოებული მოცულობის თვალსაზრისით, ნივთიერებების 99% მიიღება პირველ საწარმოში.