L'ossido di propilene è uno dei prodotti della sintesi organica. Il volume di consumo di questo composto è in costante crescita, poiché è una materia prima per ottenere prodotti chimici di valore. Esistono diverse tecnologie per la sintesi industriale di questa sostanza.
Informazioni generali
L'ossido di propilene, o ossido di propilene, in condizioni normali è un liquido limpido con un caratteristico odore etereo. È caratterizzato da reazioni di addizione, associate alla facilità di apertura dell'anello epossidico a tre membri nella sua struttura. Grazie a questa proprietà, questo composto reagisce con molte sostanze ed è uno dei prodotti più importanti, che viene successivamente utilizzato per ottenere molti altri materiali.
La formula empirica per l'ossido di propilene è C3H6O. I sinonimi per il nome di questo composto sono metilossirano; 1, 2 – ossido di propilene; 1, 2 - epossipropano.
Proprietà fisiche
Le principali caratteristiche fisiche di questa sostanza sono:
- densità (in condizioni normali) – 859kg/m3;
- punto di ebollizione - 34,5 °С;
- capacità termica – 1,97 J/(kg∙K);
- indice di rifrazione – 1, 366;
- viscosità dinamica (a 25°С) – 0,28;
- limite di infiammabilità a concentrazione inferiore - 2-21% (in volume).
Tossicità
La sostanza appartiene alla seconda classe di pericolo, l'MPC nell'acqua è 0,01 mg/l. Il contatto con l'ossido di propilene può causare i seguenti disturbi:
- irritazione della pelle e delle mucose;
- coordinazione dei movimenti alterata;
- disturbi circolatori;
- Depressione del SNC;
- ustione corneale;
- intorpidimento;
- coma.
Questo composto è anche cancerogeno, mutageno e citotossico.
Proprietà chimiche
Le proprietà chimiche dell'ossido di propilene includono:
- solubilità - buona nella maggior parte dei solventi organici e in acqua;
- reagendo con l'acqua produce glicole propilenico;
- nelle reazioni con alcoli e fenoli si ottengono gli eteri glicolici;
- reazione con acidi contenenti gruppi carbossilici dà esteri (in presenza di metalli alcalini);
- La polimerizzazione con la partecipazione di catalizzatori (alcali, alcoli, fenoli e altri) porta alla formazione di ossido di polipropilene ad alto peso molecolare.
Nell'industria chimica, i copolimeri con ossido di etilene e glicole propilenico sono della massima importanza. Il propilene si ottiene come risultato dell'idratazione dell'ossido di propilene quando riscaldato a 200 ° C, in eccessopressione di 16 atmosfere ed in presenza di alcali. Il prodotto finale contiene anche circa il 20% di glicole polipropilenico.
Applicazione
L'ossido di propilene viene utilizzato per i seguenti scopi:
- sintesi di componenti per resine poliestere, polimeri gommosi e poliuretanici, ampiamente utilizzati nell'edilizia, componenti automobilistici, mobili, prodotti sportivi, rivestimenti, isolamenti, industria calzaturiera;
- produzione di solventi etere di glicole propilenico, lubrificanti e liquidi dei freni, insetticidi;
- sterilizzazione di apparecchiature mediche, prodotti alimentari confezionati;
- produzione di detersivi, emulsionanti e demulsionanti per esigenze tecniche.
Produzione
Su scala industriale, l'ottenimento dell'ossido di propilene avviene in diversi modi:
- Ipoclorurazione in una soluzione di acido ipocloroso, seguita da saponificazione della cloridrina di propilene e isolamento del prodotto finale (deidroclorurazione). Lo svantaggio di questo metodo sono le costose materie prime (cloro e calce spenta), nonché la formazione di un grande volume di cloruro di calcio in forma disciolta.
- Epossidazione del propilene con cumene idroperossido. Questa tecnologia è caratterizzata da un alto grado di resa del prodotto (fino al 99%).
- Sintesi simultanea di stirene e ossido di propilene. Questa tecnica è stata padroneggiata nell'azienda petrolchimica Nizhnekamskneftekhim. La materia prima è l'etilbenzene. Si ossida con ossigenotemperatura di 130 °C, dopodiché si ottiene idroperossido, che reagisce con il propilene. Quindi si procede alla disidratazione del metilfenilcarbinolo in presenza di biossido di titanio.
- Modo perossido. Il propilene viene ossidato con idroperossidi organici (metilpropano ed etilbenzene o terz-butilperossido). Il processo avviene ad una temperatura di 100 °C e una pressione di 20-30 atmosfere, nonché in presenza di un catalizzatore - ossido di molibdeno.
Processo NRPO
Dagli anni 2000, una nuova tecnologia basata sul perossido di idrogeno (processo HPPO) è stata utilizzata anche nella produzione di ossido di propilene. Si basa sull'ossidazione diretta del propilene con H2O2. Molti scienziati hanno già tentato di ottenere questo prodotto in questo modo per semplificare il processo, ridurre i costi di produzione e ridurre il numero di sottoprodotti, ma i metodi proposti non erano redditizi e non sicuri.
L'epossidazione del propilene viene eseguita in un reattore in cui viene utilizzato perossido di metanolo con alcol metilico come solvente. Come materiale di partenza vengono utilizzati gradi polimerici o chimici di propilene. La reazione avviene in un catalizzatore stazionario a temperatura moderata e pressione elevata.
I vantaggi del processo HPPO sono i seguenti:
- pochi sottoprodotti;
- niente cloro, che è un reagente pericoloso e tossico;
- lunga durata del catalizzatore;
- alto grado di conversione (trasferimento del perossido al prodotto finito) e selettività della reazione chimica;
- alimentazione del solvente purificato al riciclo.
Produttori russi
In Russia, l'ossido di propilene viene prodotto solo in due imprese:
- JSC Nizhnekamskneftekhim (situato in Tatarstan). 2 tecnologie sono state padroneggiate qui: la sintesi congiunta di С8Н8 e C3H 6 O, così come il metodo della cloridrina (mescolando il propilene con il cloro, ottenendo una cloridrina di propilene intermedia e trattandola con latte di calce).
- Khimprom (città di Kemerovo).
In termini di volume prodotto, il 99% delle sostanze viene ottenuto alla prima impresa.
