Propilen oksida: formula, sifat, aplikasi, dan produksi

2024 Pengarang: Angel Austin | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 05:30

Propilen oksida adalah salah satu produk sintesis organik. Volume konsumsi senyawa ini terus meningkat, karena merupakan bahan baku untuk memperoleh produk kimia yang berharga. Ada beberapa teknologi untuk sintesis industri zat ini.

Informasi umum

Propylene oxide, atau propylene oxide, dalam kondisi normal adalah cairan bening dengan bau eter yang khas. Ini ditandai dengan reaksi adisi, yang dikaitkan dengan kemudahan membuka cincin epoksi beranggota tiga dalam strukturnya. Karena sifat ini, senyawa ini bereaksi dengan banyak zat dan merupakan salah satu produk terpenting, yang kemudian digunakan untuk mendapatkan banyak bahan lain.

Rumus empiris untuk propilen oksida adalah C₃H₆O. Sinonim untuk nama senyawa ini adalah methyloxirane; 1, 2 – propilen oksida; 1, 2 - epoksipropana.

Sifat fisik

Ciri fisik utama zat ini adalah:

• densitas (dalam kondisi normal) – 859kg/m³;
• titik didih - 34,5 °С;
• kapasitas panas – 1,97 J/(kg∙K);
• indeks bias – 1, 366;
• viskositas dinamis (pada 25°С) – 0,28;
• batas mudah terbakar konsentrasi rendah - 2-21% (berdasarkan volume).

Toksisitas

Zat tersebut termasuk dalam kelas bahaya kedua, MPC dalam air adalah 0,01 mg/l. Kontak dengan propilen oksida dapat menyebabkan gangguan berikut:

• iritasi pada kulit dan selaput lendir;
• gangguan koordinasi gerakan;
• gangguan peredaran darah;
• depresi SSP;
• kornea terbakar;
• mati rasa;
• koma.

Senyawa ini juga bersifat karsinogenik, mutagenik dan sitotoksik.

Sifat kimia

Sifat kimia propilen oksida meliputi:

• kelarutan - baik di sebagian besar pelarut organik dan dalam air;
• bereaksi dengan air menghasilkan propilen glikol;
• dalam reaksi dengan alkohol dan fenol, diperoleh glikol eter;
• reaksi dengan asam yang mengandung gugus karboksil menghasilkan ester (dengan adanya logam alkali);
• polimerisasi dengan partisipasi katalis (alkali, alkohol, fenol, dan lainnya) mengarah pada pembentukan polipropilen oksida dengan berat molekul tinggi.

Dalam industri kimia, kopolimer dengan etilen oksida dan propilen glikol adalah yang paling penting. Propilen diperoleh sebagai hasil hidrasi propilen oksida saat dipanaskan hingga 200 ° C, kelebihantekanan 16 atmosfer dan dengan adanya alkali. Produk akhir juga mengandung sekitar 20% polipropilen glikol.

Aplikasi

Propilen oksida digunakan untuk tujuan berikut:

• sintesis komponen resin poliester, polimer mirip karet dan poliuretan, yang banyak digunakan dalam konstruksi, suku cadang otomotif, furnitur, produk olahraga, pelapis, insulasi, industri alas kaki;
• Pembuatan pelarut propilen glikol eter, pelumas dan minyak rem, insektisida;
• sterilisasi alat kesehatan, produk makanan kemasan;
• produksi deterjen, emulsifier dan demulsifier untuk kebutuhan teknis.

Produksi

Pada skala industri, memperoleh propilen oksida dilakukan dengan beberapa cara:

• Hipoklorinasi dalam larutan asam hipoklorit, diikuti dengan saponifikasi propilen klorohidrin dan isolasi produk akhir (dehidroklorinasi). Kerugian dari metode ini adalah bahan baku yang mahal (klorin dan kapur mati), serta pembentukan sejumlah besar kalsium klorida dalam bentuk terlarut.
• Epoksidasi propilena dengan kumena hidroperoksida. Teknologi ini ditandai dengan tingkat hasil produk yang tinggi (hingga 99%).
• Sintesis stirena dan propilen oksida secara bersamaan. Teknik ini telah dikuasai di perusahaan petrokimia Nizhnekamskneftekhim. Bahan bakunya adalah etilbenzena. Itu dioksidasi dengan oksigensuhu 130 °C, setelah itu diperoleh hidroperoksida, yang bereaksi dengan propilena. Kemudian dehidrasi metilfenilkarbinol dilakukan dengan adanya titanium dioksida.
• Cara peroksida. Propilen dioksidasi dengan hidroperoksida organik (metilpropana dan etilbenzena atau tert-butil peroksida). Proses berlangsung pada suhu 100 °C dan tekanan 20-30 atmosfer, serta dengan adanya katalis - molibdenum oksida.

proses NRPO

Sejak tahun 2000-an, teknologi baru berdasarkan hidrogen peroksida (proses HPPO) juga telah digunakan dalam produksi propilen oksida. Ini didasarkan pada oksidasi langsung propilena dengan H₂O₂. Banyak ilmuwan sebelumnya telah mencoba untuk mendapatkan produk ini dengan cara ini untuk menyederhanakan proses, mengurangi biaya produksi dan mengurangi jumlah produk sampingan, tetapi metode yang diusulkan tidak menguntungkan dan tidak aman.

Epoksidasi propilen dilakukan dalam reaktor di mana pelarut metanol peroksida dengan metil alkohol digunakan. Nilai polimer atau kimia propilena digunakan sebagai bahan awal. Reaksi berlangsung dalam katalis stasioner pada suhu sedang dan tekanan tinggi.

Kelebihan proses HPPO adalah sebagai berikut:

• beberapa produk sampingan;
• tanpa klorin, yang merupakan reagen berbahaya dan beracun;
• umur katalis yang panjang;
• tingkat konversi yang tinggi (transfer peroksida ke produk jadi) dan selektivitas reaksi kimia;
• memberikan pelarut murni ke daur ulang.

Produsen Rusia

Di Rusia, propilen oksida hanya diproduksi di dua perusahaan:

• JSC Nizhnekamskneftekhim (terletak di Tatarstan). 2 teknologi telah dikuasai di sini - sintesis gabungan dari ₈Н₈ dan C₃H 6 _{O, serta metode klorohidrin (mencampur propilen dengan klorin, memperoleh propilen klorohidrin menengah dan mengolahnya dengan susu kapur).}
• Khimprom (kota Kemerovo).

Dari segi volume yang dihasilkan, 99% zat diperoleh di perusahaan pertama.