Пропилен оксиді – органикалық синтез өнімдерінің бірі. Бұл қосылысты тұтыну көлемі үнемі өсуде, өйткені ол құнды химиялық өнімдерді алу үшін шикізат болып табылады. Бұл заттың өнеркәсіптік синтезінің бірнеше технологиясы бар.
Жалпы ақпарат
Пропилен оксиді немесе пропилен оксиді қалыпты жағдайда өзіне тән эфир иісі бар мөлдір сұйықтық болып табылады. Ол оның құрылымындағы үш мүшелі эпоксидті сақинаны ашудың жеңілдігімен байланысты қосылу реакцияларымен сипатталады. Осы қасиетінің арқасында бұл қосылыс көптеген заттармен әрекеттеседі және кейіннен көптеген басқа материалдарды алу үшін қолданылатын ең маңызды өнімдердің бірі болып табылады.
Пропилен оксидінің эмпирикалық формуласы C3H6O. Бұл қосылыс атауының синонимдері метилоксиран; 1, 2 – пропилен оксиді; 1, 2 - эпоксипропан.
Физикалық қасиеттері
Бұл заттың негізгі физикалық сипаттамалары:
- тығыздығы (қалыпты жағдайда) – 859кг/м3;
- қайнау температурасы - 34,5 °С;
- жылу сыйымдылығы – 1,97 Дж/(кг∙К);
- сыну көрсеткіші – 1, 366;
- динамикалық тұтқырлық (25°С кезінде) – 0,28;
- төменгі концентрация жанғыш шегі - 2-21% (көлем бойынша).
Улылық
Зат екінші қауіптілік класына жатады, судағы ШРК 0,01 мг/л. Пропилен оксидімен жанасу келесі бұзылуларды тудыруы мүмкін:
- тері мен шырышты қабықтың тітіркенуі;
- қозғалыс координациясының бұзылуы;
- қан айналым бұзылыстары;
- ОЖЖ депрессиясы;
- мүйізді қабықтың күйігі;
- ұю;
- кома.
Бұл қосылыс сонымен қатар канцерогендік, мутагендік және цитотоксикалық болып табылады.
Химиялық қасиеттері
Пропилен оксидінің химиялық қасиеттеріне мыналар жатады:
- ерігіштік - көптеген органикалық еріткіштерде және суда жақсы;
- сумен әрекеттескенде пропиленгликоль түзіледі;
- спирттермен және фенолдармен реакцияда гликоль эфирлері алынады;
- құрамында карбоксил топтары бар қышқылдармен әрекеттесу эфирлер береді (сілтілік металдар қатысында);
- катализаторлардың (сілтілер, спирттер, фенолдар және т.б.) қатысуымен полимерлену жоғары молекулалық массасы бар полипропилен оксидінің түзілуіне әкеледі.
Химия өнеркәсібінде этилен оксиді және пропиленгликоль бар сополимерлер ең үлкен маңызға ие. Пропилен 200°С дейін қыздырғанда пропилен оксидінің гидратациялануы нәтижесінде алынады, артыққысымы 16 атмосфера және сілтінің қатысуымен. Соңғы өнімде сонымен қатар шамамен 20% полипропиленгликоль бар.
Қолданба
Пропилен оксиді келесі мақсаттарда қолданылады:
- құрылыста, автомобиль бөлшектерінде, жиһазда, спорт өнімдерінде, жабындарда, оқшаулауда, аяқ киім өнеркәсібінде кеңінен қолданылатын полиэфирлі шайырлар, резеңке тәрізді полимерлер және полиуретанды компоненттердің синтезі;
- пропиленгликоль эфирі еріткіштерін, майлау материалдарын және тежегіш сұйықтықтарды, инсектицидтерді өндіру;
- медициналық жабдықты, оралған тамақ өнімдерін зарарсыздандыру;
- техникалық қажеттіліктерге арналған жуғыш заттарды, эмульгаторларды және деэмульгаторларды өндіру.
Өндіріс
Өнеркәсіптік масштабта пропилен оксидін алу бірнеше жолмен жүзеге асырылады:
- Гипохлор қышқылының ерітіндісінде гипохлорлау, содан кейін пропилен хлоргидринін сабындау және соңғы өнімді бөліп алу (дегидрохлорлау). Бұл әдістің кемшілігі қымбат шикізат (хлор және сөндірілген әк), сондай-ақ ерітілген күйде кальций хлоридінің үлкен көлемінің түзілуі болып табылады.
- Пропиленнің кумен гидропероксидімен эпоксидтенуі. Бұл технология өнім шығымының жоғары дәрежесімен (99%-ға дейін) сипатталады.
- Стирол мен пропилен оксидінің бір мезгілде синтезі. Бұл әдіс «Нижнекамскнефтехим» мұнай-химия кәсіпорнында игерілген. Шикізат - этилбензол. Ол оттегімен тотығадытемпературасы 130 °C, содан кейін пропиленмен әрекеттесетін гидропероксид алынады. Содан кейін метилфенилкарбинолды сусыздандыру титан диоксидінің қатысуымен жүргізіледі.
- Пероксид жолы. Пропилен органикалық гидропероксидтермен (метилпропан және этилбензол немесе терт-бутил асқын тотығы) тотықтырылады. Процесс 100 °C температурада және 20-30 атмосфера қысымында, сондай-ақ катализатор – молибден оксидінің қатысуымен өтеді.
NRPO процесі
2000 жылдардан бастап пропилен оксидін өндіруде сутегі асқын тотығына (HPPO процесі) негізделген жаңа технология да қолданыла бастады. Ол пропиленнің H2O2 көмегімен тікелей тотығуына негізделген. Көптеген ғалымдар процесті жеңілдету, өндіріс шығындарын азайту және жанама өнімдердің санын азайту үшін осы өнімді осы жолмен алуға тырысты, бірақ ұсынылған әдістер тиімсіз және қауіпті болды.
Пропиленді эпоксидтеу еріткіш ретінде метил спирті бар метанол асқын тотығы қолданылатын реакторда жүзеге асырылады. Бастапқы материал ретінде пропиленнің полимерлі немесе химиялық сорттары пайдаланылады. Реакция стационарлық катализаторда қалыпты температурада және жоғары қысымда жүреді.
HPO процесінің артықшылықтары келесідей:
- бірнеше жанама өнімдер;
- хлор жоқ, ол қауіпті және улы реагент;
- катализатордың ұзақ қызмет ету мерзімі;
- конверсияның жоғары дәрежесі (пероксидтің дайын өнімге өтуі) және химиялық реакцияның селективтілігі;
- тазартылған еріткішті қайта өңдеуге беру.
Ресей өндірушілері
Ресейде пропилен оксиді тек екі кәсіпорында өндіріледі:
- «Нижнекамскнефтехим» АҚ (Татарстанда орналасқан). Мұнда 2 технология игерілді - С8Н8 және C3H бірлескен синтезі. 6 O, сондай-ақ хлоргидрин әдісі (пропиленді хлормен араластыру, аралық пропилен хлоргидринін алу және оны әк сүтімен өңдеу).O.
- Химпром (Кемерово қаласы).
Өндіріс көлемі бойынша заттардың 99%-ы бірінші кәсіпорында алынады.
