O óxido de propileno é um dos produtos da síntese orgânica. O volume de consumo deste composto está em constante crescimento, pois é matéria-prima para obtenção de valiosos produtos químicos. Existem várias tecnologias para a síntese industrial desta substância.
Informações gerais
Óxido de propileno, ou óxido de propileno, em condições normais é um líquido claro com um odor etéreo característico. É caracterizada por reações de adição, que estão associadas à facilidade de abertura do anel epóxi de três membros em sua estrutura. Devido a esta propriedade, este composto reage com muitas substâncias e é um dos produtos mais importantes, que posteriormente é utilizado para a obtenção de muitos outros materiais.
A fórmula empírica para o óxido de propileno é C3H6O. Sinônimos para o nome deste composto são metiloxirano; 1, 2 – óxido de propileno; 1, 2 - epóxipropano.
Propriedades físicas
As principais características físicas desta substância são:
- densidade (sob condições normais) – 859kg/m3;
- ponto de ebulição - 34,5 °С;
- capacidade de calor – 1,97 J/(kg∙K);
- índice de refração – 1, 366;
- viscosidade dinâmica (a 25°С) – 0,28;
- limite inflamável de concentração inferior - 2-21% (por volume).
Toxicidade
A substância pertence à segunda classe de perigo, MPC na água é 0,01 mg/l. O contato com óxido de propileno pode causar os seguintes distúrbios:
- irritação da pele e mucosas;
- coordenação dos movimentos prejudicada;
- distúrbios circulatórios;
- Depressão do SNC;
- queimadura da córnea;
- dormência;
- coma.
Este composto também é cancerígeno, mutagênico e citotóxico.
Propriedades Químicas
As propriedades químicas do óxido de propileno incluem:
- solubilidade - boa na maioria dos solventes orgânicos e em água;
- reagindo com água produz propilenoglicol;
- em reações com álcoois e fenóis, são obtidos éteres glicólicos;
- reação com ácidos contendo grupos carboxila dá ésteres (na presença de metais alcalinos);
- polimerização com a participação de catalisadores (álcalis, álcoois, fenóis e outros) leva à formação de óxido de polipropileno de alto peso molecular.
Na indústria química, os copolímeros com óxido de etileno e propilenoglicol são de grande importância. O propileno é obtido como resultado da hidratação do óxido de propileno quando aquecido a 200°C, excesso depressão de 16 atmosferas e na presença de álcalis. O produto final também contém cerca de 20% de polipropilenoglicol.
Aplicativo
O óxido de propileno é usado para os seguintes propósitos:
- síntese de componentes para resinas de poliéster, polímeros semelhantes a borracha e poliuretano, amplamente utilizados na construção civil, autopeças, móveis, produtos esportivos, revestimentos, isolantes, indústria calçadista;
- fabricação de solventes de éter propilenoglicol, lubrificantes e fluidos de freio, inseticidas;
- esterilização de equipamentos médicos, produtos alimentícios embalados;
- produção de detergentes, emulsificantes e desemulsificantes para necessidades técnicas.
Produção
Em escala industrial, a obtenção do óxido de propileno é realizada de várias maneiras:
- Hipocloração em solução de ácido hipocloroso, seguida de saponificação da propilenocloridrina e isolamento do produto final (desidrocloração). A desvantagem deste método são as matérias-primas caras (cloro e cal apagada), bem como a formação de um grande volume de cloreto de cálcio na forma dissolvida.
- Epoxidação de propileno com hidroperóxido de cumeno. Esta tecnologia é caracterizada por um alto grau de rendimento do produto (até 99%).
- Síntese simultânea de estireno e óxido de propileno. Esta técnica foi dominada na empresa petroquímica Nizhnekamskneftekhim. A matéria-prima é o etilbenzeno. É oxidado com oxigêniotemperatura de 130 °C, após o que se obtém o hidroperóxido, que reage com o propileno. Em seguida, a desidratação do metilfenilcarbinol é realizada na presença de dióxido de titânio.
- Maneira de peróxido. O propileno é oxidado com hidroperóxidos orgânicos (metilpropano e etilbenzeno ou peróxido de terc-butila). O processo ocorre a uma temperatura de 100 °C e uma pressão de 20-30 atmosferas, bem como na presença de um catalisador - óxido de molibdênio.
processo NRPO
Desde os anos 2000, uma nova tecnologia baseada em peróxido de hidrogênio (processo HPPO) também vem sendo utilizada na produção de óxido de propileno. É baseado na oxidação direta do propileno com H2O2. Muitos cientistas já tentaram obter este produto desta forma para simplificar o processo, reduzir os custos de produção e reduzir o número de subprodutos, mas os métodos propostos não eram rentáveis e inseguros.
A epoxidação do propileno é realizada em um reator onde o peróxido de metanol com álcool metílico é usado como solvente. Graus poliméricos ou químicos de propileno são usados como material de partida. A reação ocorre em um catalisador estacionário a temperatura moderada e pressão elevada.
As vantagens do processo HPPO são as seguintes:
- poucos subprodutos;
- sem cloro, que é um reagente perigoso e tóxico;
- longa vida útil do catalisador;
- alto grau de conversão (transferência do peróxido para o produto acabado) e seletividade da reação química;
- alimentação do solvente purificado para a reciclagem.
fabricantes russos
Na Rússia, o óxido de propileno é produzido apenas em duas empresas:
- JSC Nizhnekamskneftekhim (localizado no Tartaristão). 2 tecnologias foram dominadas aqui - a síntese conjunta de С8Н8 e C3H 6 O, bem como o método da cloridrina (mistura de propileno com cloro, obtenção do intermediário propileno cloridrina e tratamento com leite de cal).
- Khimprom (cidade de Kemerovo).
Em termos de volume produzido, 99% das substâncias são obtidas no primeiro empreendimento.
