L'òxid de propilè és un dels productes de la síntesi orgànica. El volum de consum d'aquest compost està en constant creixement, ja que és una matèria primera per a l'obtenció de productes químics valuosos. Hi ha diverses tecnologies per a la síntesi industrial d'aquesta substància.
Informació general
L'òxid de propilè, o òxid de propilè, en condicions normals és un líquid transparent amb una característica olor eteri. Es caracteritza per reaccions d'addició, que s'associa amb la facilitat d'obrir l'anell epoxi de tres membres a la seva estructura. A causa d'aquesta propietat, aquest compost reacciona amb moltes substàncies i és un dels productes més importants, que s'utilitza posteriorment per obtenir molts altres materials.
La fórmula empírica de l'òxid de propilè és C3H6O. Els sinònims del nom d'aquest compost són metiloxirà; 1, 2 – òxid de propilè; 1, 2 - epoxipropà.
Propietats físiques
Les principals característiques físiques d'aquesta substància són:
- densitat (en condicions normals) - 859kg/m3;
- punt d'ebullició - 34,5 °С;
- capacitat de calor: 1,97 J/(kg∙K);
- índex de refracció – 1, 366;
- viscositat dinàmica (a 25°С) – 0,28;
- límit inferior d'inflamació de concentració: 2-21% (en volum).
Toxicitat
La substància pertany a la segona classe de perill, el MPC a l'aigua és de 0,01 mg/l. El contacte amb l'òxid de propilè pot provocar els següents trastorns:
- irritació de la pell i les mucoses;
- coordinació alterada dels moviments;
- trastorns circulatoris;
- depressió del SNC;
- cremada corneal;
- adormiment;
- coma.
Aquest compost també és carcinogènic, mutagènic i citotòxic.
Propietats químiques
Les propietats químiques de l'òxid de propilè inclouen:
- solubilitat: bona en la majoria de dissolvents orgànics i en aigua;
- en reaccionar amb l'aigua produeix propilenglicol;
- en reaccions amb alcohols i fenols, s'obtenen èters de glicol;
- la reacció amb àcids que contenen grups carboxil dóna èsters (en presència de metalls alcalins);
- polimerització amb la participació de catalitzadors (àlcalis, alcohols, fenols i altres) condueix a la formació d'òxid de polipropilè d' alt pes molecular.
La
En la indústria química, els copolímers amb òxid d'etilè i propilenglicol són de gran importància. El propilè s'obté com a resultat de la hidratació de l'òxid de propilè quan s'escalfa a 200 ° C, excéspressió de 16 atmosferes i en presència d'àlcali. El producte final també conté un 20% de polipropilenglicol.
Aplicació
L'òxid de propilè s'utilitza amb els propòsits següents:
- síntesi de components per a resines de polièster, polímers semblants al cautxú i poliuretà, que s'utilitza àmpliament en construcció, peces d'automòbil, mobles, productes esportius, recobriments, aïllaments, indústria del calçat;
- fabricació de dissolvents d'èter de propilenglicol, lubricants i líquids de frens, insecticides;
- esterilització d'equips mèdics, productes alimentaris envasats;
- producció de detergents, emulsionants i desemulsionants per a necessitats tècniques.
Producció
A escala industrial, l'obtenció d'òxid de propilè es realitza de diverses maneres:
- Hipocloració en solució d'àcid hipoclorós, seguida de saponificació de la clorhidrina de propilè i aïllament del producte final (deshidrocloració). El desavantatge d'aquest mètode són les matèries primeres cares (clor i calç apagada), així com la formació d'un gran volum de clorur de calci en forma dissolta.
- Epoxidació de propilè amb hidroperòxid de cumè. Aquesta tecnologia es caracteritza per un alt grau de rendiment del producte (fins al 99%).
- Síntesi simultània d'estirè i òxid de propilè. Aquesta tècnica ha estat dominada a l'empresa petroquímica Nizhnekamskneftekhim. La matèria primera és l'etilbenzè. S'oxida amb oxigentemperatura de 130 °C, després de la qual s'obté l'hidroperòxid, que reacciona amb el propilè. A continuació, es realitza la deshidratació del metilfenilcarbinol en presència de diòxid de titani.
- Via peròxid. El propilè s'oxida amb hidroperòxids orgànics (metilpropà i etilbenzè o peròxid de terc-butil). El procés té lloc a una temperatura de 100 °C i una pressió de 20-30 atmosferes, així com en presència d'un catalitzador: òxid de molibdè.
procés NRPO
Des dels anys 2000, també s'utilitza una nova tecnologia basada en peròxid d'hidrogen (procés HPPO) en la producció d'òxid de propilè. Es basa en l'oxidació directa del propilè amb H2O2. Molts científics han intentat anteriorment obtenir aquest producte d'aquesta manera per simplificar el procés, reduir els costos de producció i reduir el nombre de subproductes, però els mètodes proposats eren poc rendibles i insegurs.
L'epoxidació de propilè es porta a terme en un reactor on s'utilitza peròxid de metanol amb alcohol metílic com a dissolvent. Com a material de partida s'utilitzen graus polimèrics o químics de propilè. La reacció té lloc en un catalitzador estacionari a temperatura moderada i pressió elevada.
Els avantatges del procés HPPO són els següents:
- pocs subproductes;
- sense clor, que és un reactiu perillós i tòxic;
- llarga vida del catalitzador;
- alt grau de conversió (transferència de peròxid al producte acabat) i selectivitat de la reacció química;
- alimentant el dissolvent purificat al reciclatge.
Fabricants russos
A Rússia, l'òxid de propilè només es produeix en dues empreses:
- JSC Nizhnekamskneftekhim (situada a Tatarstan). Aquí s'han dominat 2 tecnologies: la síntesi conjunta de С8Н8 i C3H 6 O, així com el mètode de la clorhidrina (mescla de propilè amb clor, obtenció de clorhidrina de propilè intermèdia i tractament amb llet de calç).
- Khimprom (ciutat de Kemerovo).
En termes de volum produït, el 99% de les substàncies s'obtenen a la primera empresa.
