Оксид пропілену: формула, властивості, застосування та виробництво

Окис пропілену-це один з продуктів органічного синтезу. Обсяги споживання даного з`єднання постійно зростають, так як воно є сировиною для отримання цінних хімічних продуктів. Існує кілька технологій для промислового синтезу цієї речовини.

Загальні відомості

Окис пропілену, або пропіленоксід, при нормальних умовах являє собою прозору рідину, що має характерний ефірний запах. Для нього характерні реакції приєднання, що пов`язано з легкістю розмикання тричленного епоксидного кільця в його структурі. Завдяки цій властивості дане з`єднання реагує з багатьма речовинами і є одним з найважливіших продуктів, який в подальшому використовується для отримання багатьох інших матеріалів.

Емпірична формула оксиду пропілену має вигляд C₃H₆O. Синонімами назви цієї сполуки є метілоксіран; 1,2-пропіленоксід; 1,2-епоксіпропан.

Фізична властивість

Основними фізичними характеристиками цієї речовини є:

• щільність – при нормальних умовах) - 859 кг / м³;
• температура кипіння - 34,5 ° C;
• теплоємність – 1,97 Дж/(кг∙К);
• показник заломлення-1,366;
• динамічна в`язкість (при 25 °С) – 0,28;
• нижній концентраційний межа займання-2-21% (за обсягом).

Токсичність

Речовина відноситься до другого класу небезпеки, ГДК у воді-0,01 мг / л. При контакті з окисом пропілену можуть виникнути наступні розлади:

• роздратування шкіри і слизових;
• погіршення координації рухів;
• порушення кровообігу;
• пригнічення ЦНС;
• опік рогівки ока;
• заціпеніння;
• кома.

Дане з`єднання має також канцерогенну, мутагенну і цитотоксичну дію.

Хімічна властивість

До хімічних властивостей окису пропілену відносяться:

• розчинність-хороша в більшості органічних розчинників і у воді;
• при реагуванні з водою відбувається утворення пропіленгліколю;
• у реакціях зі спиртами і фенолами виходять ефіри гліколів;
• взаємодія з кислотами, що містять карбоксильні групи, дає складні ефіри (у присутності лужних металів);
• полімеризація за участю каталізаторів (лугів, спиртів, фенолів та інших) призводить до утворення поліпропіленоксиду з високою молекулярною масою.

У хімічній промисловості найбільше значення мають сополімери з етиленоксидом і пропіленгліколем. Пропілен отримують в результаті гідратації окису пропілену при нагріванні до 200 ° з, надлишковому тиску 16 атмосфер і в присутності лугу. Кінцевий продукт містить також близько 20% поліпропіленгліколю.

Застосування

Окис пропілену застосовують в наступних цілях:

• синтез компонентів для поліефірних смол, каучукоподібних полімерів і поліуретану, який широко використовується в будівництві, в виробництві автомобільних деталей, меблів, спортивних виробів, покриттів, утеплювачів, у взуттєвій промисловості;
• виготовлення пропіленглікольефірних розчинників, мастил і гальмівних рідин, інсектицидів;
• стерилізація медичної техніки, упакованих продовольчих товарів;
• виробництво миючих засобів, емульгаторів і деемульгаторів для технічних потреб.

Виробництво

У промислових масштабах отримання окису пропілену здійснюється кількома способами:

НРРО-процес

З 2000-х у виробництві окису пропілену почала також застосовуватися нова технологія на основі пероксиду водню (hppo-процес). В її основі лежить пряме окислення пропілену за допомогою H₂O₂. Багато вчених і раніше робили спроби отримати даний продукт таким способом для спрощення процесу, зниження виробничих витрат і зменшення кількості побічних продуктів, але запропоновані способи були нерентабельні і небезпечні.

Епоксидування пропілену проводиться в реакторі, де в якості розчинника використовується пероксид метанолу з метиловим спиртом. В якості вихідного матеріалу застосовують полімерні або хімічні сорти пропілену. Реакція проходить в нерухомому каталізаторі при помірній температурі і підвищеному тиску.

Перевагами hppo-процесу є наступні:

• невелика кількість побічних продуктів;
• відсутність хлору, який є небезпечним і токсичним реагентом;
• тривалий термін служби каталізатор;
• високий ступінь конверсії (перекладу пероксиду в готовий продукт) і селективності хімічної реакції;
• подача очищеного розчинника в повторний цикл.

Російські виробники

У Росії окис пропілену виробляється лише на двох підприємствах:

• ВАТ " Нижнекамскнефтехим» (знаходиться в Татарстані). Тут освоєні 2 технології-спільний синтез з₈Е₈ і C₃H₆O, а також хлоргідринний спосіб (змішування пропілену з хлором, отримання проміжного пропіленхлоргідрину і обробка його вапняним молоком).
• "Хімпром" (місто Кемерово).

За обсягом, що виробляється, 99% речовини отримують на першому підприємстві.