Upolimishaji wa propylene ni nini? Ni sifa gani za mmenyuko huu wa kemikali? Hebu tujaribu kupata majibu ya kina kwa maswali haya.
Sifa za miunganisho
Mitindo ya athari ya ethilini na upolimishaji wa propylene huonyesha sifa za kawaida za kemikali walizo nazo wanachama wote wa darasa la olefin. Darasa hili lilipokea jina lisilo la kawaida kutoka kwa jina la zamani la mafuta yaliyotumiwa katika utengenezaji wa kemikali. Katika karne ya 18, kloridi ya ethilini ilipatikana, ambayo ilikuwa kioevu cha mafuta.
Miongoni mwa vipengele vya wawakilishi wote wa aina ya hidrokaboni za alifati zisizojaa, tunaona uwepo wa bondi moja mara mbili ndani yao.
Upolimishaji dhabiti wa propylene unafafanuliwa kwa usahihi na kuwepo kwa dhamana mbili katika muundo wa dutu hii.
Mfumo wa jumla
Kwa wawakilishi wote wa mfululizo unaofanana wa alkene, fomula ya jumla ina fomu СpН2p. Kiasi kisichotosha cha hidrojeni katika muundo kinaelezea upekee wa sifa za kemikali za hidrokaboni hizi.
Mlinganyo wa majibu ya upolimishaji wa propyleneni uthibitisho wa moja kwa moja wa uwezekano wa kukatika kwa muunganisho kama huo wakati wa kutumia halijoto ya juu na kichocheo.
Radikali isiyojaa inaitwa allyl au propenyl-2. Kwa nini upolimishe propylene? Bidhaa ya mwingiliano huu hutumika kusanisi mpira wa sintetiki, ambao, kwa upande wake, unahitajika katika tasnia ya kisasa ya kemikali.
Tabia za kimwili
Mlinganyo wa upolimishaji wa propylene huthibitisha si kemikali tu, bali pia sifa halisi za dutu hii. Propylene ni dutu ya gesi yenye kiwango cha chini cha kuchemsha na kuyeyuka. Mwakilishi huyu wa darasa la alkene ana umumunyifu kidogo katika maji.
Sifa za kemikali
Milingano ya majibu ya upolimishaji wa propylene na isobutylene inaonyesha kuwa michakato hupitia dhamana mbili. Alkenes hufanya kama monomers, na bidhaa za mwisho za mwingiliano kama huo zitakuwa polypropen na polyisobutylene. Ni kifungo cha kaboni-kaboni ambacho kitaharibiwa wakati wa mwingiliano kama huo, na hatimaye miundo inayolingana itaundwa.
Kwenye dhamana mbili, bondi mpya rahisi huundwa. Je, upolimishaji wa propylene unaendeleaje? Utaratibu wa mchakato huu ni sawa na mchakato unaotokea kwa wawakilishi wengine wote wa aina hii ya hidrokaboni isiyojaa.
Matendo ya upolimishaji propylene hujumuisha chaguo kadhaauvujaji. Katika kesi ya kwanza, mchakato unafanywa katika awamu ya gesi. Kulingana na chaguo la pili, majibu hufanyika katika awamu ya kioevu.
Aidha, upolimishaji wa propylene pia unaendelea kulingana na michakato ya kizamani inayohusisha utumizi wa hidrokaboni kioevu iliyoshiba kama njia ya kuitikia.
Teknolojia ya kisasa
Upolimishaji wa propylene kwa wingi kwa kutumia teknolojia ya Spheripol ni mchanganyiko wa kiyeyesha tope kwa ajili ya utengenezaji wa homopolima. Mchakato unahusisha matumizi ya reactor ya awamu ya gesi na kitanda cha pseudo-kioevu ili kuunda copolymers ya kuzuia. Katika hali hii, mmenyuko wa upolimishaji wa propylene unahusisha kuongezwa kwa vichochezi vinavyooana kwenye kifaa, pamoja na upolimishaji mapema.
Vipengele vya Mchakato
Teknolojia inahusisha kuchanganya vipengele katika kifaa maalum kilichoundwa kwa ajili ya mabadiliko ya awali. Zaidi ya hayo, mchanganyiko huu huongezwa kwa vinu vya upolimishaji wa kitanzi, ambapo hidrojeni na propylene iliyotumika huingia.
Vimemeo hufanya kazi katika halijoto ya kuanzia nyuzi joto 65 hadi 80 Selsiasi. Shinikizo kwenye mfumo hauzidi bar 40. Viyeyusho, ambavyo vimepangwa kwa mfululizo, hutumika katika mimea iliyoundwa kwa uzalishaji wa kiwango cha juu wa bidhaa za polima.
Myeyusho wa polima huondolewa kwenye kinu cha pili. Upolimishaji wa propylene unahusisha kuhamisha suluhisho kwa degasser yenye shinikizo. Hapa, kuondolewa kwa homopolymer ya poda kutoka kwa monoma ya kioevu hufanywa.
Utengenezaji wa block copolymers
Equation ya upolimishaji wa propylene CH2 =CH - CH3 katika hali hii ina utaratibu wa kawaida wa mtiririko, kuna tofauti tu katika hali ya mchakato. Pamoja na propylene na ethene, poda kutoka kwa degasser huenda kwenye kiyeyeyuka cha awamu ya gesi kinachofanya kazi kwa joto la takriban nyuzi 70 Selsiasi na shinikizo la si zaidi ya pau 15.
Vipolima vya kuzuia, baada ya kuondolewa kwenye kinu, ingiza mfumo maalum wa kuondoa poda ya polima kutoka kwa monoma.
Uyelimishaji wa propylene na butadienes zinazostahimili athari huruhusu matumizi ya reactor ya awamu ya pili ya gesi. Inakuwezesha kuongeza kiwango cha propylene katika polymer. Kwa kuongeza, inawezekana kuongeza nyongeza kwa bidhaa iliyokamilishwa, matumizi ya granulation, ambayo inaboresha ubora wa bidhaa inayotokana.
Maalum ya upolimishaji wa alkenes
Kuna baadhi ya tofauti kati ya utengenezaji wa polyethilini na polypropen. Mlinganyo wa upolimishaji wa propylene unaonyesha wazi kuwa utawala tofauti wa joto unakusudiwa. Kwa kuongeza, baadhi ya tofauti zipo katika hatua ya mwisho ya mlolongo wa kiteknolojia, na pia katika maeneo ya matumizi ya bidhaa za mwisho.
Peroksidi hutumika kwa resini ambazo zina sifa bora za rheolojia. Zina kiwango kilichoongezeka cha mtiririko wa kuyeyuka, sifa za kimwili zinazofanana na nyenzo hizo ambazo zina kiwango cha chini cha mtiririko.
Resin,kuwa na sifa bora za rheological, hutumiwa katika mchakato wa ukingo wa sindano, na pia katika kesi ya utengenezaji wa nyuzi.
Ili kuongeza uwazi na nguvu ya nyenzo za polima, watengenezaji wanajaribu kuongeza viungio maalum vya kung'arisha kwenye mchanganyiko wa athari. Sehemu ya nyenzo zenye uwazi za polipropen pole pole zinabadilishwa na nyenzo nyingine katika uga wa ukingo wa pigo na utupaji.
Sifa za upolimishaji
Uyelimishaji wa propylene ikiwa kuna kaboni iliyoamilishwa huendelea kwa kasi zaidi. Kwa sasa, tata ya kichocheo cha kaboni yenye chuma cha mpito hutumiwa, kwa kuzingatia uwezo wa adsorption wa kaboni. Matokeo ya upolimishaji ni bidhaa yenye utendaji bora.
Vigezo kuu vya mchakato wa upolimishaji ni kasi ya mmenyuko, pamoja na uzito wa molekuli na utunzi wa stereoisomeric wa polima. Asili ya kimwili na kemikali ya kichocheo, kati ya upolimishaji, kiwango cha usafi wa vipengele vya mfumo wa mmenyuko pia ni muhimu.
Polima ya mstari hupatikana katika hali moja na katika awamu tofauti, linapokuja suala la ethilini. Sababu ni kutokuwepo kwa isoma za anga katika dutu hii. Ili kupata polipropen ya isotaktiki, hujaribu kutumia kloridi za titani thabiti, pamoja na misombo ya organoaluminium.
Unapotumia adsorbed kwenye kloridi ya titan ya fuwele (3), inawezekana kupata bidhaa yenye sifa zinazohitajika. Kawaida ya kimiani ya msaada sio sababu ya kutoshaupatikanaji wa hali ya juu ya ubaguzi na kichocheo. Kwa mfano, ikiwa iodidi ya titani (3) imechaguliwa, polima zaidi ya ataksi hupatikana.
Vijenzi vichochezi vinavyozingatiwa vina herufi ya Lewis, kwa hivyo, vinahusishwa na uteuzi wa nyenzo. Kati ya faida zaidi ni matumizi ya hidrokaboni ajizi. Kwa kuwa kloridi ya titani (5) ni adsorbent hai, hidrokaboni aliphatic huchaguliwa kwa ujumla. Je, upolimishaji wa propylene unaendeleaje? Fomula ya bidhaa ni (-CH2-CH2-CH2-)p. Kanuni ya maitikio yenyewe ni sawa na mwendo wa majibu katika wawakilishi wengine wa mfululizo huu wa aina moja.
Muingiliano wa kemikali
Hebu tuchanganue chaguo kuu za mwingiliano wa propylene. Kwa kuzingatia kwamba kuna uhusiano maradufu katika muundo wake, athari kuu huendelea kwa usahihi na uharibifu wake.
Halojeni huendelea kwa halijoto ya kawaida. Katika tovuti ya kupasuka kwa dhamana tata, nyongeza isiyozuiliwa ya halogen hutokea. Kutokana na mwingiliano huu, kiwanja cha dihalogenated kinaundwa. Sehemu ngumu zaidi ni iodization. Bromination na klorini huendelea bila hali ya ziada na gharama za nishati. Propylene fluorination ni mlipuko.
Matendo ya utiaji hidrojeni huhusisha matumizi ya kiongeza kasi cha ziada. Platinamu na nikeli hufanya kama kichocheo. Kama matokeo ya mwingiliano wa kemikali wa propylene na hidrojeni, propani huundwa - mwakilishi wa darasa la hidrokaboni zilizojaa.
Uingizaji maji (kuongeza maji)ulifanyika kulingana na sheria ya V. V. Markovnikov. Kiini chake ni kuunganisha atomi ya hidrojeni kwa dhamana ya mara mbili ya propylene, ambayo ina kiasi chake cha juu. Katika hali hii, halojeni itashikamana na hiyo C, ambayo ina idadi ya chini ya hidrojeni.
Propylene ina sifa ya mwako katika oksijeni ya angahewa. Kutokana na mwingiliano huu, bidhaa kuu mbili zitapatikana: kaboni dioksidi, mvuke wa maji.
Kemikali hii inapokabiliwa na vioksidishaji vikali, kama vile pamanganeti ya potasiamu, kubadilika rangi kwake huzingatiwa. Miongoni mwa bidhaa za mmenyuko wa kemikali itakuwa dihydric alkoholi (glycol).
Uzalishaji wa propylene
Njia zote zinaweza kugawanywa katika vikundi viwili kuu: maabara, viwanda. Chini ya hali ya maabara, propylene inaweza kupatikana kwa kupasua halidi hidrojeni kutoka haloalkyl asili kwa kuwaweka kwenye myeyusho wa kileo wa hidroksidi ya sodiamu.
Propylene huundwa na utiaji hidrojeni wa propyne. Chini ya hali ya maabara, dutu hii inaweza kupatikana kwa upungufu wa maji mwilini wa propanol-1. Katika mmenyuko huu wa kemikali, asidi ya fosforasi au sulfuriki, oksidi ya alumini hutumiwa kama vichocheo.
Je, propylene huzalishwa vipi kwa wingi? Kutokana na ukweli kwamba kemikali hii ni nadra katika asili, chaguzi za viwanda kwa ajili ya uzalishaji wake zimeandaliwa. Jambo linalojulikana zaidi ni kutengwa kwa alkene kutoka kwa bidhaa za petroli.
Kwa mfano, mafuta yasiyosafishwa hupasuka kwenye kitanda maalum chenye maji maji. Propylene hupatikana kwa pyrolysis ya sehemu ya petroli. KATIKAkwa sasa, alkene pia imetengwa kutoka kwa gesi inayohusishwa, bidhaa za gesi za kupikia makaa ya mawe.
Kuna chaguo mbalimbali za propylene pyrolysis:
- katika tanuru za bomba;
- kwenye kinu kwa kutumia kipozezi cha quartz;
- Mchakato wa Lavrovsky;
- pyrolysis otomatiki kulingana na mbinu ya Barthlome.
Miongoni mwa teknolojia za kiviwanda zilizothibitishwa, uondoaji hidrojeni wa hidrokaboni iliyojaa pia inapaswa kuzingatiwa.
Maombi
Propylene ina matumizi anuwai, na kwa hivyo inazalishwa kwa kiwango kikubwa katika tasnia. Hidrokaboni hii isiyojaa maji inadaiwa kuonekana kwake kwa kazi ya Natta. Katikati ya karne ya ishirini, alitengeneza teknolojia ya upolimishaji kwa kutumia mfumo wa kichocheo wa Ziegler.
Natta aliweza kupata bidhaa ya stereoregular, ambayo aliiita isotactic, kwa kuwa katika muundo wa vikundi vya methyl vilikuwa upande mmoja wa mnyororo. Kutokana na aina hii ya "ufungaji" wa molekuli za polymer, dutu ya polymer inayosababisha ina sifa bora za mitambo. Polypropen hutumika kutengeneza nyuzi sintetiki, na inahitajika kama misa ya plastiki.
Takriban asilimia kumi ya propylene ya petroli hutumika kutoa oksidi yake. Hadi katikati ya karne iliyopita, dutu hii ya kikaboni ilipatikana kwa njia ya chlorohydrin. Mwitikio uliendelea kupitia uundaji wa bidhaa ya kati ya propylene klorohydrin. Teknolojia hii ina hasara fulani, ambazo zinahusishwa na utumiaji wa klorini ghali na chokaa iliyotiwa chokaa.
Katika wakati wetu, teknolojia hii imebadilishwa na mchakato wa chalcone. Inategemea mwingiliano wa kemikali wa propene na hidroperoksidi. Oksidi ya propylene hutumiwa katika awali ya propylene glycol, ambayo hutumiwa katika utengenezaji wa povu za polyurethane. Inachukuliwa kuwa nyenzo bora za kuwekea mito, hutumika kutengenezea vifungashio, rugs, fanicha, nyenzo za kuhami joto, vimiminiko vya kufyonza na vifaa vya chujio.
Kwa kuongeza, kati ya matumizi kuu ya propylene, ni muhimu kutaja awali ya asetoni na pombe ya isopropili. Pombe ya Isopropyl, kuwa kutengenezea bora, inachukuliwa kuwa bidhaa muhimu ya kemikali. Mwanzoni mwa karne ya ishirini, bidhaa hii ya kikaboni ilipatikana kwa mbinu ya asidi ya sulfuriki.
Aidha, teknolojia ya unyunyizaji wa moja kwa moja wa propene kwa kuanzishwa kwa vichocheo vya asidi kwenye mchanganyiko wa mmenyuko imetengenezwa. Karibu nusu ya propanol zote zinazozalishwa hutumiwa kwenye awali ya asetoni. Mmenyuko huu unahusisha uondoaji wa hidrojeni, unafanywa kwa digrii 380 Celsius. Vichocheo katika mchakato huu ni zinki na shaba.
Miongoni mwa matumizi muhimu ya propylene, hidroformylation inachukua nafasi maalum. Propene hutumiwa kutengeneza aldehydes. Oxysynthesis imetumika katika nchi yetu tangu katikati ya karne iliyopita. Kwa sasa, mmenyuko huu unachukua nafasi muhimu katika petrochemistry. Mwingiliano wa kemikali ya propylene na gesi ya awali (mchanganyiko wa monoxide kaboni na hidrojeni) kwa joto la digrii 180, kichocheo cha oksidi ya cob alt na shinikizo la anga 250, uundaji wa aldehydes mbili huzingatiwa. Moja ina muundo wa kawaida, pili ina curvedmnyororo wa kaboni.
Mara tu baada ya ugunduzi wa mchakato huu wa kiteknolojia, ni mwitikio huu ambao ukawa kitu cha utafiti kwa wanasayansi wengi. Walikuwa wakitafuta njia za kulainisha hali ya mtiririko wake, walijaribu kupunguza asilimia ya aldehyde yenye matawi katika mchanganyiko unaotokana.
Kwa hili, michakato ya kiuchumi ilivumbuliwa ambayo inahusisha matumizi ya vichocheo vingine. Iliwezekana kupunguza halijoto, shinikizo, kuongeza mavuno ya aldehyde ya mstari.
Esta za asidi akriliki, ambazo pia zinahusishwa na upolimishaji wa propylene, hutumika kama vipolimia. Karibu asilimia 15 ya propene ya petrochemical hutumiwa kama nyenzo ya kuanzia kuunda acrionitrile. Sehemu hii ya kikaboni ni muhimu kwa utengenezaji wa nyuzi za kemikali zenye thamani - nitroni, uundaji wa plastiki, utengenezaji wa mpira.
Hitimisho
Polypropen kwa sasa inachukuliwa kuwa sekta kubwa zaidi ya petrokemikali. Mahitaji ya polima hii ya hali ya juu na ya bei nafuu inakua, kwa hivyo inachukua nafasi ya polyethilini polepole. Ni muhimu sana katika uundaji wa vifungashio vikali, sahani, filamu, sehemu za gari, karatasi ya syntetisk, kamba, sehemu za carpet, na pia kwa uundaji wa vifaa anuwai vya nyumbani. Mwanzoni mwa karne ya ishirini na moja, uzalishaji wa polypropen ulishika nafasi ya pili katika tasnia ya polima. Kwa kuzingatia mahitaji ya viwanda mbalimbali, tunaweza kuhitimisha kwamba mwenendo wa uzalishaji mkubwa wa propylene na ethilini utaendelea katika siku za usoni.
