Polimerizacija propilena: shema, enačba, formula

Kakšna je polimerizacija propilena? Kakšne so značilnosti poteka te kemične reakcije? Poskusimo najti podrobne odgovore na ta vprašanja.

Značilnosti spojin

Reakcijske sheme za polimerizacijo etilena in propilena kažejo tipične kemične lastnosti, ki jih imajo vsi člani razreda olefina. To neobičajno ime je dobilo ta razred iz starega imena olja, uporabljenega v kemični proizvodnji. V 18. stoletju smo pridobili etilen klorid, ki je bila oljna tekočina.

Med značilnostmi vseh predstavnikov razreda nenasičenih alifatskih ogljikovodikov opazimo prisotnost ene dvojne vezi v njih.

Radikalna polimerizacija propilena je natančno razložena s prisotnostjo dvojne vezi v strukturi snovi.

Splošna formula

Za vse predstavnike homologne serije alkenova splošna formula ima obliko C_nH_2p. Pomanjkanje vodika v strukturi pojasnjuje značilnosti kemijskih lastnosti teh ogljikovodikov.

Enačba za reakcijo polimerizacije propilena je neposredna potrditev možnosti razkroja v takšni vezi z uporabo povišane temperature in katalizatorja.

Nenasičen radikal se imenuje alil ali propenil-2. Zakaj je polimerizacija propilena? Produkt te interakcije se uporablja za sintezo sintetični kavčuk, ki pa je v sodobni kemični industriji v povpraševanju.

Fizične lastnosti

Polimerizacijska enačba za propilen potrjuje ne samo kemijske, ampak tudi fizikalne lastnosti snovi. Propilen je plinasta snov z nizkim vreliščem in tališčem. Ta predstavnik alkenskega razreda ima zanemarljivo topnost v vodi.

Kemijske lastnosti

Enačbe za reakcijo polimerizacije propilena in izobutilena kažejo, da procesi potekajo vzdolž dvojne vezi. Alkenovi delujejo kot monomeri, končni produkti te interakcije pa so polipropilen in poliizobutilen. V tej interakciji, ki se bo razpadla, bo vezana na ogljik-ogljik, sčasoma pa se bodo oblikovale ustrezne strukture.

Po dvojni vezi nastanejo nove preproste vezi. Kako nadaljuje polimerizacija propilena? Mehanizem tega procesa je podoben procesu, ki se pojavlja pri vseh drugih predstavnikih tega razreda nenasičenih ogljikovodikov.

Polimerizacijska reakcija propilena vključuje več variant perkolacije. V prvem primeru se proces izvaja v plinski fazi. V drugi varianti reakcija poteka v tekoči fazi.

Poleg tega, propilen in polimerizacije iztržek do neke zastarelo postopek, ki vključuje uporabo kot topila nasičene tekočih ogljikovodikov.

Moderna tehnologija

Polimerizacija propilena v masi po tehnologiji Spheripol je kombinacija goščnega reaktorja za izdelavo homopolimerov. Postopek vključuje uporabo plinastega faznega reaktorja s psevdo tekočim slojem za izdelavo blok kopolimerov. V takem primeru polimerizacijska reakcija propilena predpostavlja dodajanje dodatnih kompatibilnih katalizatorjev na napravo in predpolimerizacijo.

Procesne funkcije

Tehnologija vključuje mešanje komponent v posebno napravo, ki je namenjena pretvorbi. To zmes nato dodamo k reaktorjem za polimerizacijo zanke, kjer napojimo vodik in izrabljen propilen.

Reaktorji delujejo v temperaturnem območju od 65 do 80 stopinj Celzija. Tlak v sistemu ne presega 40 barov. Reaktorji, ki so urejeni v seriji, se uporabljajo v tovarnah, namenjenih za velike količine proizvodnje polimerov.

Raztopino polimera odstranimo iz drugega reaktorja. Polimerizacija propilena vključuje prenos raztopine v degaser povečanega tlaka. Pri tem homopolimer prahu odstranimo iz tekočega monomera.

Izdelava blok kopolimerov

Polimerizacijska enačba za propilen CH2= CH - CH3 V tem položaju je standardni mehanizem perkolacijo obstajajo razlike le v pogojih postopka. Skupaj z propilena in eten praha iz razplinjevalnikom v plinski fazi reaktorja, ki deluje pri temperaturi okoli 70 ° C in tlaku, ki ne presega 15 barov.

Blok kopolimere, potem ko jih umaknemo iz reaktorja, v poseben sistem ločevanja iz monomera v praškastem polimeru.

Polimerizacija propilena in butadiena odpornega proti udarcem omogoča uporabo drugega plinskega faznega reaktorja. Omogoča povečanje stopnje propilena v polimeru. Poleg tega je mogoče dodati aditive končnemu izdelku, uporaba granulacije pa izboljša kakovost pridobljenega izdelka.

Specifičnost polimerizacije alkenov

Med izdelavo polietilena in polipropilena obstaja nekaj razlik. Polimerizacijska enačba za propilen nam omogoča, da razumemo, da se predpostavlja drugačen temperaturni režim. Poleg tega obstajajo razlike v zaključni fazi procesne verige, pa tudi na področju uporabe končnih izdelkov.

Peroksid se uporablja za smole, ki imajo odlične reološke lastnosti. Imajo povečano stopnjo fluidnosti talcev, podobne fizikalne lastnosti s tistimi materiali, ki imajo nizek indeks donosa.

Smole, ki so odlične reološke lastnosti, se uporabljajo pri postopku brizganja, kot tudi pri izdelavi vlaken.

Za povečanje prozornosti in trdnosti polimernih materialov proizvajalci poskušajo dodati posebne kristalizacijske aditive v reakcijsko zmes. Del polipropilenskih prozornih materialov se postopoma nadomesti z drugimi materiali na področju pihanja in litja.

Posebnosti polimerizacije

Polimerizacija propilena v prisotnosti aktivnega ogljika poteka hitreje. Trenutno se uporablja katalitski kompleks ogljika s prehodno kovino, ki temelji na adsorpcijski kapaciteti ogljika. Kot rezultat polimerizacije dobimo izdelek z odličnimi lastnostmi delovanja.

Glavni parametri procesa polimerizacije so: reakcijska stopnja, kot tudi molekulsko maso in stereoizomerno sestavo polimera. Pomembna sta tudi fizikalna in kemijska narava katalizatorja, sredstvo za polimerizacijo in stopnja čistosti sestavin reakcijskega sistema.

Linearni polimer dobimo tako v homogeni kot v heterogeni fazi, kadar je etilen. Razlog je, da današnja snov nima prostorskih izomerov. Za pridobitev izotaktičnega polipropilena poskusite uporabiti trdne titanove kloride, kot tudi organoaluminijske spojine.

Kadar se uporablja kompleksno adsorbirano na kristalnem titanovem kloridu (3), je mogoče dobiti izdelek z vnaprej določenimi lastnostmi. Pravilnost nosilne rešetke ni zadosten dejavnik, da bi katalizator pridobil visoko stereospecifičnost. Na primer, v primeru izbire titanovega jodida (3), opazimo večjo količino ataktičnega polimera.

Katalitične komponente, ki jih obravnavamo, imajo Lewisov značaj in so zato povezane z izbiro medija. Najbolj koristno okolje je uporaba inertnih ogljikovodikov. Ker je titanov klorid (5) aktivni adsorbent, so na splošno izbrani alifatski ogljikovodiki. Kako nadaljuje polimerizacija propilena? Formula proizvoda ima obliko (-CH₂-CH₂-CH₂-) n. Algoritem same reakcije je analogen poteku reakcije v preostalih predstavnikih danega homolognega zaporedja.

Kemijska interakcija

Analiziramo glavne možnosti interakcije za propilen. Glede na to, da je v svoji strukturi dvojna vez, glavne reakcije nadaljujejo ravno s svojim uničenjem.

Halogenacija se nadaljuje pri navadni temperaturi. Na mestu prekinitve kompleksne komunikacije je halogen zlahka pritrjen. Zaradi te interakcije nastane dihalogenska spojina. Najtežje je jodiranje. Bromiranje in kloriranje poteka brez dodatnih pogojev in stroškov energije. Fluoracija propilena poteka z eksplozijo.

Reakcija hidrogeniranja vključuje uporabo dodatnega pospeševalnika. Katalizator je platina, nikelj. Kot posledica kemične interakcije propilena z vodikom se oblikuje propan - predstavnik razreda mejnih ogljikovodikov.

Hidracija (dodajanje vode) se izvaja v skladu s pravilom VV Markovnikov. Njeno bistvo je vezanje atomov vodika na ogljikov propilen, ki ima največjo količino, z dvojno vezjo. V tem primeru se halogen pritrdi na prostornino C, ki ima minimalno število vodika.

Za propilen je značilno, da v zraku gorijo v kisiku. Kot rezultat te interakcije bodo pridobljeni dve glavni produkti: ogljikov dioksid, vodna para.

Kadar na tej kemiji delujejo močni oksidanti, kot je kalijev permanganat, se spremeni njegova razbarvanje. Med produkti kemijske reakcije je dihidrični alkohol (glikol).

Priprava propilena

Vse metode je mogoče razdeliti na dve glavni skupini: laboratorijski, industrijski. V laboratorijskih pogojih je mogoče pridobiti propilen, kadar se vodikov halid odcepi od začetnega haloalkila, če je z njimi izpostavljena alkoholna raztopina natrijevega hidroksida.

Med katalitičnim hidrogeniranjem propina nastane propilen. V laboratorijskih pogojih se lahko ta snov pridobi z dehidracijo propanol-1. V tej kemični reakciji se kot katalizator uporablja aluminijev oksid, fosforna ali žveplova kislina.

Kako se propilen proizvaja v velikih količinah? Zaradi dejstva, da se ta kemikalija redko nahaja v naravi, so bile razvite industrijske različice njegove priprave. Najpogostejši je ločevanje alkena iz rafiniranih izdelkov.

Na primer, poteka sukanje surovega olja v posebnem fluidiziranem sloju. Propilen nastaja s pirolizo bencinske frakcije. Trenutno je alken ločen od pripadajočega plina, plinastih proizvodov koksanja premoga.

Obstajajo različne možnosti pirolize za propilen:

• v cevnih pečeh;
• v reaktorju s kvarčno hladilno sredstvo;
• proces Lavrovskega;
• avtotermalna piroliza po Bartlomovi metodi.

Med izčrpanim industrijskim tehnologijam je treba upoštevati katalitično dehidrogenacijo nasičenih ogljikovodikov.

Uporaba

Propilen ima različne aplikacije, zato se v industriji proizvaja v velikem obsegu. Videz tega nenasičenega ogljikovodika je posledica dela Natta. Sredi dvajsetega stoletja je z uporabo Zieglerjevega katalitičnega sistema razvil tehnologijo polimerizacije.

Nata je uspelo pridobiti stereoregularni izdelek, ki ga je imenoval izotaktičen, saj so bile v strukturi metilne skupine na eni strani verige. Zahvaljujoč tej "embalaži" polimernih molekul ima dobljeni polimerni material odlične mehanske lastnosti. Polipropilen se uporablja za proizvodnjo sintetičnih vlaken, je povpraševanje kot plastična masa.

Približno deset odstotkov naftnega propilena porabi za proizvodnjo njegovega oksida. Do sredine prejšnjega stoletja je bila ta organska snov pridobljena s klorohidrinsko metodo. Reakcija je potekala skozi tvorbo vmesnega produkta propilen klorohidrina. Ta tehnologija ima določene pomanjkljivosti, ki so povezane z uporabo dragega klora in hidrirano apno.

V današnjem času je to tehnologijo nadomeščal s procesom halkona. Temelji na kemijski interakciji propena s hidroperoksidi. Propilen oksid se uporablja pri sintezi propilenglikolov, ki se uporablja za izdelavo poliuretanskih pen. Štejejo se za odlične oblazinjene materiale, zato bodo ustvarjali pakete, odeje, pohištvo, toplotnoizolacijske materiale, sorbilne tekočine in filtrirne materiale.

Poleg tega je med glavnimi aplikacijami propilena treba omeniti sintezo acetona in izopropil alkohola. Izopropilni alkohol, ki je odlično topilo, velja za dragocen kemični izdelek. V začetku dvajsetega stoletja je bil ta organski proizvod proizveden z metodo žveplove kisline.

Poleg tega je bila razvita tehnologija neposredne hidracije propena z uvedbo kislinskih katalizatorjev v reakcijsko zmes. Približno polovica proizvedenega propanola gre v sintezo acetona. Ta reakcija vključuje ločevanje vodika, izvedeno pri 380 stopinjah Celzija. Katalizatorji v tem procesu so cink in baker.

Med pomembnimi aplikacijami propilena je posebno mesto pomembno, da ima hidroformilacija. Propen gre za proizvodnjo aldehidov. Oksinosinteza v naši državi se je začela uporabljati že od sredine prejšnjega stoletja. Trenutno ta reka zaseda pomembno mesto v petrokemični industriji. Kemična reakcija propilena z sinteznega plina (mešanici ogljikovega monoksida in vodika), pri temperaturi 180 stopinj, se katalizator oksid kobalt in tlaku 250 atmosfer opazili tvorbo dveh aldehidov. Ena ima normalno strukturo, drugi ima ukrivljeno verigo ogljika.

Takoj po odkritju tega tehnološkega procesa je ta reakcija, ki je postala predmet raziskovanja za mnoge znanstvenike. Poiskali so načine za ublažitev pogojev svojega poteka, poskušali zmanjšati odstotek v nastali mešanici aldehidne razvejane strukture.

V ta namen smo izumili ekonomske procese, ki vključujejo uporabo drugih katalizatorjev. Zmanjšali smo temperaturo, tlak, povečali donos aldehidne linearne strukture.

Estri akrilne kisline, ki so tudi povezani s polimerizacijo propilena, se uporabljajo kot kopolimeri. Približno 15 odstotkov petrokemičnega propena se uporablja kot izhodiščni material za izdelavo akrilonitrila. Ta organska komponenta je potrebna za proizvodnjo dragocenih kemičnih vlaken - nitrona, ustvarjanja plastike, proizvodnje kavčuka.

Zaključek

Polipropilen se zdaj šteje za največjo petrokemično proizvodnjo. Povpraševanje po kvaliteti in poceni polimeru narašča, zato postopoma prestavlja polietilen. Nepogrešljiv je za izdelavo toge embalaže, plošč, filmov, avtomobilskih delov, sintetičnega papirja, vrvi, delov preprog, pa tudi za izdelavo različnih gospodinjskih naprav. V začetku 21. stoletja je bila proizvodnja polipropilena v polimerni industriji druga največja. Glede na zahteve različnih panog lahko zaključimo: v bližnji prihodnosti se bo nadaljeval trend obsežne proizvodnje propilena in etilena.