Čo je to polymerizácia propylénu? Aké sú znaky tejto chemickej reakcie? Pokúsme sa nájsť podrobné odpovede na tieto otázky.
Schémy reakcií polymerizácie etylénu a propylénupreukázať typické chemické vlastnosti, ktoré majú všetci členovia triedy olefínov. Táto trieda dostala také neobvyklé meno od starého názvu oleja používaného v chemickej výrobe. V 18. storočí sa získal etylénchlorid, ktorý bol mastnou kvapalnou látkou.
Medzi znakmi všetkých predstaviteľov triedy nenasýtených alifatických uhľovodíkov je v nich zaznamenaná prítomnosť jednej dvojitej väzby.
Radikálna polymerizácia propylénu sa vysvetľuje presne prítomnosťou dvojitej väzby v štruktúre látky.
Všeobecný vzorec má pre všetkých predstaviteľov homológnej série alkénov formu CnH2n, Nedostatočné množstvo vodíka v štruktúre vysvetľuje zvláštnosť chemických vlastností týchto uhľovodíkov.
Rovnica pre polymerizačnú reakciu propylénu je priamym potvrdením možnosti prerušenia tejto väzby pri použití zvýšenej teploty a katalyzátora.
Nenasýtený radikál sa nazýva alyl alebopropenyl-2. Prečo je propylén polymerizovaný? Produkt tejto interakcie sa používa na syntézu syntetického kaučuku, ktorý je zase žiadaný v modernom chemickom priemysle.
Rovnica pre polymerizáciu propylénu nepotvrdzujeiba chemické, ale aj fyzikálne vlastnosti tejto látky. Propylén je plynná látka s nízkou teplotou varu a teplotou topenia. Táto reprezentatívna trieda alkénov má slabú rozpustnosť vo vode.
Rovnice polymerizácie propylenu aIzobutylén ukazuje, že procesy prebiehajú prostredníctvom dvojitej väzby. Alkény pôsobia ako monoméry a konečnými produktmi tejto interakcie sú polypropylén a polyizobutylén. Je to väzba uhlík-uhlík počas takejto interakcie, ktorá bude zničená a prípadne sa vytvoria zodpovedajúce štruktúry.
Dvojitá väzba, novájednoduché pripojenia. Ako prebieha polymerizácia propylénu? Mechanizmus tohto procesu je podobný procesu, ktorý sa vyskytuje u všetkých ostatných predstaviteľov tejto triedy nenasýtených uhľovodíkov.
Polymerizačná reakcia propylénu zahrnuje niekoľko možností toku. V prvom prípade sa proces uskutočňuje v plynnej fáze. V druhom uskutočnení reakcia prebieha v kvapalnej fáze.
Okrem toho polymerizácia propylénu prebieha podľa niektorých zastaraných procesov zahŕňajúcich použitie nasýteného kvapalného uhľovodíka ako reakčného média.
Polymerizácia propylénu vo veľkoobjemovej technológiiSferipol je kombinovaný suspenzný reaktor na výrobu homopolymérov. Tento spôsob zahŕňa použitie reaktora s plynnou fázou s vrstvou pseudo-kvapaliny na vytvorenie blokových kopolymérov. V tomto prípade polymerizačná reakcia na propylén zahrnuje pridanie ďalších kompatibilných katalyzátorov do zariadenia, ako aj predbežnú polymerizáciu.
Technológia zahŕňa miešanie komponentovv špeciálnom zariadení určenom na predbežnú konverziu. Potom sa táto zmes pridá do slučkových polymerizačných reaktorov, do ktorých vstupuje vodík aj spotrebovaný propylén.
Reaktory pracujú v rozsahuteploty od 65 do 80 stupňov Celzia. Tlak v systéme nepresahuje 40 bar. Reaktory, ktoré sú usporiadané do série, sa používajú v továrňach určených pre veľké objemy výroby polymérov.
Roztok polyméru sa odstráni z druhého reaktora.Polymerizácia propylénu zahrnuje prenos roztoku do tlakového odplyňovača. Tu sa z kvapalného monoméru odstráni práškový homopolymér.
Polymerizačná rovnica pre propylén CH2 = CH - CH3 má v tejto situácii štandardmechanizmus toku, existujú len rozdiely v procese. Prášok z odplyňovača spolu s propylénom a eténom prechádza do plynného reaktora, ktorý pracuje pri teplote asi 70 stupňov Celzia a tlaku nie vyššom ako 15 bar.
Blokové kopolyméry po odstránení z reaktora vstupujú do špeciálneho systému odstraňovania z monoméru práškového polyméru.
Polymerizácia propylénu a butadiénutyp odolný proti nárazom umožňuje použitie druhého reaktora s plynnou fázou. To vám umožňuje zvýšiť hladinu propylénu v polyméri. Okrem toho je možné do hotového výrobku pridať prísady, použitie granulácie pomáha zlepšiť kvalitu výsledného produktu.
Medzi výrobou polyetylénu a polypropylénuexistujú určité rozdiely. Rovnica pre polymerizáciu propylénu nám umožňuje pochopiť, že sa má používať odlišný teplotný režim. Okrem toho existujú určité rozdiely v konečnej fáze technologického reťazca, ako aj v oblasti použitia konečných výrobkov.
Peroxid sa používa pre živice, ktoré ho majúvynikajúce reologické vlastnosti. Majú zvýšenú hladinu tekutosti tavenín, podobné fyzikálne vlastnosti ako materiály, ktoré majú nízku mieru tekutosti.
Živice s vynikajúcimi reologickými vlastnosťami sa používajú v procese vstrekovania do formy, ako aj v prípade výroby vlákien.
Na zvýšenie priehľadnosti a pevnosti polyméruVýrobcovia materiálov sa snažia do reakčnej zmesi pridávať špeciálne kryštalizačné prísady. Časť priehľadných polypropylénových materiálov sa postupne nahrádza inými materiálmi v oblasti vyfukovania a odlievania.
Polymerizácia propylénu v prítomnostiaktívne uhlie je rýchlejšie. V súčasnosti sa používa katalytický komplex uhlíka s prechodným kovom založený na adsorpčnej kapacite uhlíka. Polymerizácia vedie k produktu, ktorý má vynikajúci výkon.
Ako hlavné parametre procesupolymerizácia uprednostňuje rýchlosť reakcie, ako aj molekulovú hmotnosť a stereoizomérne zloženie polyméru. Dôležitá je tiež fyzikálna a chemická povaha katalyzátora, polymerizačného média a stupeň čistoty zložiek reakčného systému.
Lineárny polymér sa získa ako homogénny, tak iheterogénna fáza, pokiaľ ide o etylén. Dôvodom je absencia priestorových izomérov tejto látky. Na získanie izotaktického polypropylénu sa snažia používať tuhé chloridy titánu, ako aj organohlinité zlúčeniny.
Pri použití adsorbovaného komplexukryštalického chloridu titaničitého (3), je možné získať produkt s požadovanými charakteristikami. Pravidelnosť nosnej mriežky nie je dostatočný faktor na získanie vysokej stereošpecificity katalyzátorom. Napríklad v prípade výberu jodidu titánu (3) sa pozoruje väčšie množstvo ataktického polyméru.
Uvažované katalytické zložky majúLewisov charakter sa preto spája s výberom prostredia. Najvýhodnejším médiom je použitie inertných uhľovodíkov. Pretože chlorid titaničitý (5) je aktívnym adsorbentom, vyberajú sa hlavne alifatické uhľovodíky. Ako prebieha polymerizácia propylénu? Vzorec produktu je (-CH2CH2CH2-) s. Samotný reakčný algoritmus je podobný reakcii u ostatných predstaviteľov tejto homologickej série.
Analyzujme hlavné varianty interakcie pre propylén. Vzhľadom na to, že v jeho štruktúre existuje dvojitá väzba, hlavné reakcie prebiehajú presne s jej zničením.
Halogenácia prebieha pri normálnej teplote.Na mieste prerušenia komplexného spojenia sa spájajú halogénové prekážky. V dôsledku tejto interakcie sa vytvorí dihalogénovaná zlúčenina. Najťažšia je jodizácia. Bromácia a chlorácia prebieha bez ďalších podmienok a nákladov na energiu. Fluorácia propylénu prebieha s explóziou.
Hydrogenačná reakcia zahŕňa použitieprídavný urýchľovač. Katalyzátorom je platina, nikel. V dôsledku chemickej interakcie propylénu s vodíkom sa tvorí propán - predstaviteľ triedy nasýtených uhľovodíkov.
Hydratácia (pridanie vody) sa vykonáva pomocoupravidlo V. V. Markovnikov. Jeho podstatou je pridanie atómu vodíka prostredníctvom dvojitej väzby k atómu uhlíka propylénu, ktorý má svoje maximálne množstvo. V tomto prípade bude halogén viazaný na C, ktorý má minimálny počet vodíka.
Propylén sa vyznačuje spaľovaním v atmosférickom kyslíku. V dôsledku tejto interakcie sa získajú dva hlavné produkty: oxid uhličitý, vodná para.
Ak na danú chemickú látku pôsobia silné oxidačné činidlá, napríklad manganistan draselný, pozoruje sa jej sfarbenie. Medzi produkty chemickej reakcie patrí dihydrický alkohol (glykol).
Všetky metódy možno rozdeliť do dvoch hlavnýchskupiny: laboratórne, priemyselné. V laboratórnych podmienkach sa propylén môže získať štiepením halogenovodíka z pôvodného halogénu vystavením alkoholovému roztoku hydroxidu sodného.
Propylén sa tvorí katalytickyhydrogenácia propínu. V laboratórnych podmienkach sa táto látka môže získať dehydratáciou propanolu-1. Pri tejto chemickej reakcii sa ako katalyzátory používajú kyselina fosforečná alebo kyselina sírová a oxid hlinitý.
Ako získať propylén vo veľkých objemoch?Vzhľadom na to, že táto chemikália je v prírode vzácna, na jej prípravu boli vyvinuté priemyselné možnosti. Najbežnejšou je alokácia alkénu z rafinovaných produktov.
Napríklad ropa sa krakuješpeciálne fluidné lôžko. Propylén sa získa pyrolýzou benzínovej frakcie. V súčasnosti je alkén tiež extrahovaný z pridruženého plynu, plynné produkty z koksovania uhlia sú plynné.
Existuje celý rad možností pyrolýzy propylénu:
Medzi rozvinuté priemyselné technológie je potrebné uviesť katalytickú dehydrogenáciu nasýtených uhľovodíkov.
Propylén má rôzne aplikácie,preto sa vyrába vo veľkom meradle v priemysle. Tento nenasýtený uhľovodík vďačí za svoj vzhľad dielu Natty. V polovici dvadsiateho storočia pomocou katalytického systému Ziegler vyvinul polymerizačnú technológiu.
Natte sa podarilo získať stereo-pravidelný produkt,ktorú nazval izotaktický, pretože metylové skupiny v štruktúre boli umiestnené na jednej strane reťazca. Vďaka tejto možnosti „balenia“ polymérnych molekúl má výsledná polymérna látka vynikajúce mechanické vlastnosti. Polypropylén sa používa na výrobu syntetických vlákien, je žiadaný ako plastová hmota.
Približne desať percent ropného propylénuspotreboval na výrobu svojho oxidu. Až do polovice minulého storočia sa táto organická látka získavala chlórhydrínovou metódou. Reakcia prebiehala tvorbou medziproduktu propylénchlórhydrínu. Táto technológia má určité nevýhody, ktoré sú spojené s použitím drahého chlóru a haseného vápna.
V súčasnosti sa táto technológia nahradilaproces chalcon. Je založená na chemickej interakcii propénu s hydroperoxidmi. Propylénoxid sa používa pri syntéze propylénglykolu, ktorý sa používa na výrobu polyuretánových pien. Sú považované za vynikajúce tlmiace materiály, takže idú k vytváraniu obalov, koberčekov, nábytku, tepelnoizolačných materiálov, triediacich kvapalín a filtračných materiálov.
Okrem toho, medzi hlavné oblasti použitiapropylén musí uvádzať syntézu acetónu a izopropylalkoholu. Izopropylalkohol, ktorý je vynikajúcim rozpúšťadlom, sa považuje za cenný chemický produkt. Začiatkom 20. storočia sa tento organický produkt získal metódou kyseliny sírovej.
Okrem toho bola vyvinutá priama technológia.hydratácia propénu zavedením kyslých katalyzátorov do reakčnej zmesi. Asi polovica všetkého vyrobeného propanolu ide na syntézu acetónu. Táto reakcia spočíva v odstránení vodíka, uskutočňovaného pri 380 ° C. Katalyzátormi v tomto procese sú zinok a meď.
Medzi dôležité aplikácie patrí najmä propylénprebieha hydroformylácia. Propén ide na výrobu aldehydov. Oxysyntéza sa u nás začala používať od polovice minulého storočia. V súčasnosti táto reakcia zaujíma významné miesto v petrochemickom priemysle. Pozoruje sa chemická interakcia propylénu so syntéznym plynom (zmes oxidu uhoľnatého a vodíka) pri teplote 180 stupňov, katalyzátora oxidu kobaltu a tlaku 250 atmosfér, tvorba dvoch aldehydov. Jeden má normálnu štruktúru, druhý má zakrivený uhlíkový reťazec.
Ihneď po otvorení tejto technológieproces, táto reakcia sa stala predmetom výskumu pre mnoho vedcov. Hľadali spôsoby, ako zmäkčiť podmienky jeho priebehu, pokúsili sa znížiť percento výslednej zmesi rozvetveného aldehydu.
Na tento účel boli vynaložené ekonomické procesy zahŕňajúce použitie iných katalyzátorov. Bolo možné znížiť teplotu, tlak, zvýšiť výťažok lineárneho aldehydu.
Estery kyseliny akrylovej, ktoré sú tiež spojenépolymerizácia propylénu, používaného ako kopolyméry. Asi 15 percent petrochemického propénu sa používa ako východiskový materiál na vytvorenie akryonitrilu. Táto organická zložka je nevyhnutná na výrobu cenných chemických vlákien - nitrón, výrobu plastov, výrobu kaučukov.
Polypropylén sa v súčasnosti považuje za najväčšípetrochemická výroba. Dopyt po tomto vysokokvalitnom a lacnom polyméri rastie, takže postupne nahrádza polyetylén. Je nevyhnutný na vytváranie pevných obalov, dosiek, fólií, automobilových dielov, syntetického papiera, lán, častí kobercov, ako aj na výrobu rôznych domácich spotrebičov. Na začiatku dvadsiateho prvého storočia bola výroba polypropylénu na druhom mieste v priemysle polymérov. Vzhľadom na požiadavky rôznych priemyselných odvetví môžeme dospieť k záveru: v blízkej budúcnosti bude pokračovať trend veľkovýroby propylénu a etylénu.
