โพรพิลีนออกไซด์: สูตร คุณสมบัติ การใช้งานและการผลิต

2024 ผู้เขียน: Angel Austin | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 05:43

โพรพิลีนออกไซด์เป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์จากการสังเคราะห์สารอินทรีย์ ปริมาณการใช้สารประกอบนี้เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากเป็นวัตถุดิบเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์เคมีที่มีคุณค่า มีเทคโนโลยีหลายอย่างสำหรับการสังเคราะห์ทางอุตสาหกรรมของสารนี้

ข้อมูลทั่วไป

โพรพิลีนออกไซด์หรือโพรพิลีนออกไซด์ภายใต้สภาวะปกติเป็นของเหลวใสมีกลิ่นเฉพาะตัว มีลักษณะเฉพาะด้วยปฏิกิริยาการเติม ซึ่งสัมพันธ์กับความสะดวกในการเปิดวงแหวนอีพ็อกซี่สามส่วนในโครงสร้าง เนื่องจากคุณสมบัตินี้ สารประกอบนี้ทำปฏิกิริยากับสารหลายชนิดและเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ที่สำคัญที่สุด ซึ่งต่อมานำไปใช้เพื่อให้ได้วัสดุอื่นๆ อีกมากมาย

สูตรเชิงประจักษ์สำหรับโพรพิลีนออกไซด์คือ C₃H₆O. คำพ้องความหมายสำหรับชื่อของสารประกอบนี้คือ methyloxirane; 1, 2 – โพรพิลีนออกไซด์; 1, 2 - อีพ็อกซี่โพรเพน

สมบัติทางกายภาพ

ลักษณะทางกายภาพหลักของสารนี้คือ:

• ความหนาแน่น (ภายใต้สภาวะปกติ) – 859กก./ม.³;
• จุดเดือด - 34.5 °С;
• ความจุความร้อน – 1.97 J/(กก.∙K);
• ดัชนีหักเห – 1, 366;
• ความหนืดไดนามิก (ที่ 25°C) – 0.28;
• ความเข้มข้นต่ำกว่าขีด จำกัด ไวไฟ - 2-21% (ตามปริมาตร).

ความเป็นพิษ

สารนี้จัดอยู่ในประเภทความเป็นอันตรายที่สอง MPC ในน้ำคือ 0.01 mg/l การสัมผัสกับโพรพิลีนออกไซด์อาจทำให้เกิดความผิดปกติดังต่อไปนี้:

• ระคายเคืองต่อผิวหนังและเยื่อเมือก;
• การประสานงานของการเคลื่อนไหวบกพร่อง
• ระบบไหลเวียนเลือดผิดปกติ;
• ภาวะซึมเศร้าของระบบประสาทส่วนกลาง
• กระจกตาไหม้;
• ชา;
• โคม่า

สารนี้ก่อมะเร็ง ทำให้เกิดการกลายพันธุ์ และเป็นพิษต่อเซลล์

คุณสมบัติทางเคมี

คุณสมบัติทางเคมีของโพรพิลีนออกไซด์ได้แก่:

• ความสามารถในการละลาย - ดีในตัวทำละลายอินทรีย์ส่วนใหญ่และในน้ำ
• ทำปฏิกิริยากับน้ำทำให้เกิดโพรพิลีนไกลคอล
• ในปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์และฟีนอล จะได้ไกลคอลอีเทอร์
• ปฏิกิริยากับกรดที่มีหมู่คาร์บอกซิลให้เอสเทอร์ (ต่อหน้าโลหะอัลคาไล);
• พอลิเมอไรเซชันด้วยการมีส่วนร่วมของตัวเร่งปฏิกิริยา (อัลคาลิส แอลกอฮอล์ ฟีนอล และอื่นๆ) นำไปสู่การก่อตัวของพอลิโพรพิลีนออกไซด์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง

ในอุตสาหกรรมเคมี โคพอลิเมอร์ที่มีเอทิลีนออกไซด์และโพรพิลีนไกลคอลมีความสำคัญมากที่สุด โพรพิลีนได้มาจากการให้ความชุ่มชื้นของโพรพิลีนออกไซด์เมื่อถูกความร้อนถึง 200 ° C ส่วนเกินความดัน 16 บรรยากาศและในที่ที่มีด่าง ผลิตภัณฑ์สุดท้ายยังมีพอลิโพรพิลีนไกลคอลประมาณ 20%

แอปพลิเคชัน

โพรพิลีนออกไซด์ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ดังต่อไปนี้:

• การสังเคราะห์ส่วนประกอบสำหรับเรซินโพลีเอสเตอร์ โพลีเมอร์คล้ายยางและโพลียูรีเทน ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการก่อสร้าง ชิ้นส่วนยานยนต์ เฟอร์นิเจอร์ ผลิตภัณฑ์กีฬา สารเคลือบ ฉนวน อุตสาหกรรมรองเท้า
• การผลิตตัวทำละลายโพรพิลีนไกลคอลอีเทอร์ น้ำมันหล่อลื่นและน้ำมันเบรก ยาฆ่าแมลง
• ฆ่าเชื้ออุปกรณ์การแพทย์ ผลิตภัณฑ์อาหารบรรจุหีบห่อ
• การผลิตผงซักฟอก อิมัลซิไฟเออร์ และดีมัลซิไฟเออร์สำหรับความต้องการด้านเทคนิค

การผลิต

ในระดับอุตสาหกรรม การรับโพรพิลีนออกไซด์สามารถทำได้หลายวิธี:

• ไฮโปคลอริเนชันในสารละลายของกรดไฮโปคลอรัส ตามด้วยสะพอนิฟิเคชันของโพรพิลีนคลอโรไฮดรินและการแยกผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย (ดีไฮโดรคลอริเนชัน) ข้อเสียของวิธีนี้คือวัตถุดิบราคาแพง (คลอรีนและปูนขาว) ตลอดจนการก่อตัวของแคลเซียมคลอไรด์ในปริมาณมากในรูปแบบที่ละลายได้
• อีพ็อกซิเดชั่นของโพรพิลีนกับคิวมีนไฮโดรเปอร์ออกไซด์. เทคโนโลยีนี้โดดเด่นด้วยผลผลิตในระดับสูง (มากถึง 99%)
• การสังเคราะห์สไตรีนและโพรพิลีนออกไซด์พร้อมกัน เทคนิคนี้เชี่ยวชาญในบริษัทปิโตรเคมี Nizhnekamskneftekhim วัตถุดิบคือเอทิลเบนซีน ออกซิไดซ์ด้วยออกซิเจนอุณหภูมิ 130 °C หลังจากนั้นได้ไฮโดรเปอร์ออกไซด์ซึ่งทำปฏิกิริยากับโพรพิลีน จากนั้นจะทำการคายน้ำของเมทิลฟีนิลคาร์บินอลต่อหน้าไทเทเนียมไดออกไซด์
• วิธีเปอร์ออกไซด์ โพรพิลีนถูกออกซิไดซ์ด้วยไฮโดรเปอร์ออกไซด์อินทรีย์ (เมทิลโพรเพนและเอทิลเบนซีนหรือเติร์ต-บิวทิลเปอร์ออกไซด์) กระบวนการนี้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 100 °C และความดันบรรยากาศ 20-30 เช่นเดียวกับเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยา - โมลิบดีนัมออกไซด์

กระบวนการ NRPO

ตั้งแต่ยุค 2000 เทคโนโลยีใหม่ที่ใช้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (กระบวนการ HPPO) ก็ถูกนำมาใช้ในการผลิตโพรพิลีนออกไซด์เช่นกัน มันขึ้นอยู่กับการเกิดออกซิเดชันโดยตรงของโพรพิลีนกับ H₂O₂ นักวิทยาศาสตร์หลายคนเคยพยายามที่จะได้รับผลิตภัณฑ์นี้ในลักษณะนี้เพื่อลดความซับซ้อนของกระบวนการ ลดต้นทุนการผลิต และลดจำนวนผลพลอยได้ แต่วิธีการที่เสนอนั้นไม่ได้ผลกำไรและไม่ปลอดภัย

โพรพิลีนอีพอกซิเดชันดำเนินการในเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้เมทานอลเปอร์ออกไซด์ที่มีเมทิลแอลกอฮอล์เป็นตัวทำละลาย โพรพิลีนเกรดโพลีเมอร์หรือเคมีใช้เป็นวัสดุเริ่มต้น ปฏิกิริยาเกิดขึ้นในตัวเร่งปฏิกิริยาคงที่ที่อุณหภูมิปานกลางและความดันสูง

ข้อดีของกระบวนการ HPPO มีดังนี้:

• ผลพลอยได้น้อย;
• ไม่มีคลอรีนซึ่งเป็นสารเคมีอันตราย
• อายุขัยยาว;
• การเปลี่ยนแปลงในระดับสูง (การถ่ายโอนเปอร์ออกไซด์ไปยังผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป) และความสามารถในการคัดเลือกของปฏิกิริยาเคมี
• ป้อนตัวทำละลายให้บริสุทธิ์เพื่อรีไซเคิล

ผู้ผลิตรัสเซีย

ในรัสเซีย โพรพิลีนออกไซด์ผลิตขึ้นที่สององค์กรเท่านั้น:

• JSC Nizhnekamskneftekhim (อยู่ในตาตาร์สถาน). 2 เทคโนโลยีได้รับการฝึกฝนที่นี่ - การสังเคราะห์ร่วมกันของС₈Н₈ และ C₃H 6 _{O เช่นเดียวกับวิธีคลอโรไฮดริน (ผสมโพรพิลีนกับคลอรีน ได้โพรพิลีนคลอโรไฮดรินขั้นกลางแล้วบำบัดด้วยน้ำนมจากมะนาว)}
• Khimprom (เมือง Kemerovo)

ในแง่ของปริมาณการผลิต 99% ของสารจะได้รับในองค์กรแรก