Propylenoxid: vzorec, vlastnosti, aplikace a výroba

Propylenoxid je jedním z produktů organické syntézy. Objem spotřeby této sloučeniny neustále roste, protože je surovinou pro výrobu cenných chemických produktů. Existuje několik technologií pro průmyslovou syntézu této látky.

Obecné informace

Propylenoxid nebo propylenoxid je za normálních podmínek čirá kapalina, která má charakteristický éterický zápach. Vyznačuje se adičními reakcemi, což je způsobeno snadným otevřením tříčlenného epoxidového kruhu ve své struktuře. Díky této vlastnosti tato sloučenina reaguje s mnoha látkami a je jedním z nejdůležitějších produktů, který se dále používá k výrobě mnoha dalších materiálů.

Empirický vzorec propylenoxidu má tvar C₃H₆O. Synonyma pro název této sloučeniny jsou methyloxyran; 1,2-propylenoxid; 1,2-epoxypropan.

Fyzikální vlastnosti

Hlavní fyzikální vlastnosti této látky jsou:

• hustota (za normálních podmínek) - 859 kg / m³;
• bod varu - 34,5 °C;
• tepelná kapacita-1,97 J/(kg∙k);
• index lomu – 1,366;
• dynamická viskozita – při 25 °C) - 0,28;
• dolní koncentrační limit vznícení je 2-21% (objemově).

Toxicita

Látka patří do druhé třída nebezpečí, MPC ve vodě - 0,01 mg / l. Při kontaktu s oxidem propylenovým se mohou objevit následující poruchy:

• podráždění kůže a sliznic;
• zhoršená koordinace pohybů;
• porucha oběhu;
• útlak CNS;
• popálení rohovky oka;
• strnulost;
• kóma.

Tato sloučenina má také karcinogenní, mutagenní a cytotoxický účinek.

Chemické vlastnosti

Chemické vlastnosti propylenoxidu zahrnují:

• rozpustnost je dobrá ve většině organických rozpouštědel a ve vodě;
• při reakci s vodou dochází k tvorbě propylenglykolu;
• při reakcích s alkoholy a fenoly se získají glykolové estery;
• interakce s kyselinami obsahujícími karboxylové skupiny produkuje estery (v přítomnosti alkalických kovů);
• polymerace zahrnující katalyzátory (alkálie ,alkoholy, fenoly a další) vede k tvorbě polypropylenoxidu s vysokou molekulovou hmotností.

V chemickém průmyslu jsou nejdůležitější kopolymery s ethylenoxidem a propylenglykolem. Propylen se získává hydratací propylenoxidu při zahřátí na 200 °C, přetlakem 16 atmosfér a v přítomnosti alkálií. Konečný produkt obsahuje také asi 20% polypropylenglykolu.

Uplatnění

Propylenoxid se používá pro následující účely:

• syntéza složek pro polyesterové pryskyřice, pryžové polymery a polyuretan, který je široce používán ve stavebnictví, v výroba automobilů díly, nábytek, sportovní výrobky, povlaky, izolace, v obuvnickém průmyslu;
• výroba propylenglykolesterových rozpouštědel, maziv a brzdových kapalin, insekticidů;
• sterilizace zdravotnických zařízení, balené potraviny;
• výroba detergentů, emulgátorů a deemulgátorů pro technické potřeby.

Výroba

V průmyslovém měřítku se výroba oxidu propylenu provádí několika způsoby:

NRRO-proces

Od roku 2000 se ve výrobě propylenoxidu začala používat také nová technologie na bázi peroxidu vodíku (HPPO-proces). Je založen na přímé oxidaci propylenu pomocí H₂O₂. Mnoho vědců se již dříve pokusilo tento produkt získat tímto způsobem, aby zjednodušil proces, snížil výrobní náklady a snížil počet vedlejších produktů, ale navrhované metody byly nerentabilní a nebezpečné.

Epoxidace propylenu se provádí v reaktoru, kde se jako rozpouštědlo používá methanol peroxid s methylalkoholem. Jako výchozí materiál se používají polymerní nebo chemické odrůdy propylenu. Reakce probíhá ve stacionárním katalyzátoru při mírné teplotě a zvýšeném tlaku.

Výhody procesu HPPO jsou následující:

• malé množství vedlejších produktů;
• nedostatek chloru, který je nebezpečným a toxickým činidlem;
• dlouhý životnost katalyzátor;
• vysoká míra konverze (přeměna peroxidu na hotový produkt) a selektivita chemické reakce;
• podávání čištěného rozpouštědla v opakovaném cyklu.

Ruští výrobci

V Rusku se propylenoxid vyrábí pouze ve dvou podnicích:

• OAO " Nizhnekamskneftechim "(Nachází se v Tatarstánu). Zde jsou zvládnuty 2 technologie-společná syntéza s₈N₈ A C₃H₆O, stejně jako chlorhydrinová metoda (míchání propylenu s chlorem, příprava meziproduktu propylenchlorhydrinu a jeho zpracování vápenným mlékem).
• "Himprom "( město Kemerovo).

Podle produkovaného objemu se 99% látky získává v prvním podniku.