Jump to content

Пропилен

Пропилен
Скелетная формула пропена
Skeletal formula of propene
Пропилен
Propylene
Имена
Предпочтительное название ИЮПАК
Пропен [1]
Идентификаторы
3D model ( JSmol )
1696878
ЧЭБИ
ЧЕМБЛ
ХимическийПаук
Информационная карта ECHA 100.003.693 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 204-062-1
852
КЕГГ
номер РТЭКС
  • UC6740000
НЕКОТОРЫЙ
Число 1077
В сжиженном нефтяном газе : 1075
Характеристики
C3HC3H6
Молярная масса 42.081  g·mol −1
Появление Бесцветный газ
Плотность 1,81 кг/м 3 , газ (1013 бар, 15 °C)
1745 кг/м 3 , газ (1013 бар, 25 °C)
613,9 кг/м 3 , жидкость
Температура плавления -185,2 ° C (-301,4 ° F; 88,0 К)
Точка кипения -47,6 ° C (-53,7 ° F; 225,6 К)
0,61 г/м 3
-31.5·10 −6 см 3 /моль
Вязкость 8,34 мкПа·с при 16,7 °C
Структура
0,366 Д (газ)
Опасности
СГС Маркировка : [2]
GHS02: ЛегковоспламеняющиесяGHS04: Сжатый газ
Опасность
Н220
П210 , П377 , П381 , П403
NFPA 704 (огненный алмаз)
точка возгорания -108 ° C (-162 ° F; 165 К)
Паспорт безопасности (SDS) Внешний паспорт безопасности материалов
Родственные соединения
Родственные алкены ;
связанные группы
Этилен , изомеры бутилена ;
Аллил , Пропенил
Родственные соединения
Пропан , Пропин
Propadiene , 1-Propanol
2-Пропанол
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).

Пропилен , также известный как пропен , представляет собой ненасыщенное органическое соединение с химической формулой СН 3 СН=СН 2 . Он имеет одну двойную связь и является вторым по простоте членом алкенового класса углеводородов . Это бесцветный газ со слабым запахом нефти. [3]

Пропилен является продуктом сгорания лесных пожаров, сигаретного дыма, выхлопных газов автомобилей и самолетов. [4] Он был открыт в 1850 году учеником А.В. фон Гофмана капитаном (впоследствии генерал-майором). [5] ) Джон Уильямс Рейнольдс как единственный газообразный продукт термического разложения амилового спирта, вступивший в реакцию с хлором и бромом. [6]

Производство

[ редактировать ]

Паровой крекинг

[ редактировать ]

Доминирующей технологией производства пропилена является паровой крекинг с использованием пропана в качестве сырья . Крекинг пропана дает смесь этилена , пропилена, метана , газообразного водорода и других родственных соединений. Выход пропилена составляет около 15%. Другим основным сырьем является нафта, особенно на Ближнем Востоке и в Азии. [7] Пропилен можно отделить фракционной перегонкой от смесей углеводородов, полученных в результате крекинга и других процессов переработки; Пропен нефтеперерабатывающего качества составляет от 50 до 70%. [8] В США сланцевый газ является основным источником пропана.

Технология конверсии олефинов

[ редактировать ]

В технологии конверсии триолефинов или олефинов Phillips пропилен взаимно преобразуется этиленом и 2-бутенами . Рениевые и молибденовые катализаторы применяются: [9]

Технология основана на реакции метатезиса олефинов, открытой в компании Phillips Petroleum Company . [10] [11] Достигаются выходы пропилена около 90 мас.%.

С этим связан процесс превращения метанола в олефины/метанола в пропен . Он преобразует синтез-газ (синтез-газ) в метанол , а затем преобразует метанол в этилен и/или пропен . В результате этого процесса в качестве побочного продукта образуется вода. Синтез-газ получают в результате риформинга природного газа или паровой конверсии нефтепродуктов, таких как нафта, или путем газификации угля .

Флюид-каталитический крекинг

[ редактировать ]

В жестком каталитическом крекинге с флюидом (FCC) используется традиционная технология FCC в жестких условиях (более высокое соотношение катализатора к маслу, более высокая скорость впрыска пара, более высокие температуры и т. д.) с целью максимизировать количество пропилена и других легких продуктов. В установку FCC высокой жесткости обычно подают газойли (парафины) и остатки, и она производит около 20–25% (по массе) пропена на сырье вместе с большими объемами автомобильного бензина и побочных продуктов дистиллята. Эти высокотемпературные процессы являются дорогостоящими и имеют высокий углеродный след. По этим причинам альтернативные пути получения пропилена продолжают привлекать внимание. [12]

Другие коммерческие методы

[ редактировать ]

Технологии специального производства пропилена разрабатывались на протяжении всего ХХ века. Из них технологии дегидрирования пропана, такие как процессы CATOFIN и OLEFLEX, стали обычным явлением, хотя они по-прежнему составляют меньшинство рынка, при этом большая часть олефинов поступает из вышеупомянутых технологий крекинга. Платиновые, хромовые и ванадиевые катализаторы широко распространены в процессах дегидрирования пропана.

Производство пропена оставалось неизменным и составляло около 35 миллионов тонн (только в Европе и Северной Америке) с 2000 по 2008 год, но оно увеличивалось в Восточной Азии, особенно в Сингапуре и Китае. [13] Общее мировое производство пропена в настоящее время составляет примерно половину от производства этилена.

Исследовать

[ редактировать ]

Использование сконструированных ферментов изучалось, но не было коммерциализировано. [14]

Продолжаются исследования по использованию катализаторов-переносчиков кислорода для окислительного дегидрирования пропана. Это дает несколько преимуществ, поскольку этот механизм реакции может происходить при более низких температурах, чем обычное дегидрирование, и не может быть ограничен равновесием, поскольку для сжигания побочного продукта водорода используется кислород. [15]

Использование

[ редактировать ]

Пропен — второй по важности исходный продукт в нефтехимической промышленности после этилена . Это сырье для производства самых разных продуктов. Производители полипропилена потребляют почти две трети мирового производства. [16] Конечные области применения полипропилена включают пленки, волокна, контейнеры, упаковку, а также колпачки и затворы. Пропен также используется для производства важных химикатов, таких как оксид пропилена , акрилонитрил , кумол , бутиральдегид и акриловая кислота . В 2013 году во всем мире было переработано около 85 миллионов тонн пропена. [16]

Пропен и бензол превращаются в ацетон и фенол посредством кумолового процесса .

Обзор кумолового процесса
Overview of the cumene process

Пропен также используется для производства изопропилового спирта (пропан-2-ола), акрилонитрила , оксида пропилена и эпихлоргидрина . [17] Промышленное производство акриловой кислоты предполагает каталитическое частичное окисление пропена. [18] Пропилен является промежуточным продуктом окисления до акриловой кислоты.

В промышленности и мастерских пропен используется в качестве топлива, альтернативного ацетилену, при газокислородной сварке и резке , пайке и нагреве металла с целью гибки. Он стал стандартом для продуктов BernzOmatic и других заменителей MAPP. [19] теперь, когда настоящий газ MAPP больше не доступен.

Пропен похож на другие алкены тем, что относительно легко вступает в реакции присоединения при комнатной температуре. Относительная слабость его двойной связи объясняет его склонность реагировать с веществами, способными осуществить такое превращение. Алкеновые реакции включают: 1) полимеризацию , 2) окисление , 3) галогенирование и гидрогалогенирование , 4) алкилирование , 5) гидратацию , 6) олигомеризацию и 7) гидроформилирование .

Комплексы переходных металлов

[ редактировать ]

В основе гидроформилирования, метатезиса алкенов и полимеризации лежат металл-пропиленовые комплексы , которые являются промежуточными продуктами в этих процессах. Пропилен является прохиральным , что означает, что связывание реагента (например, металлического электрофила) с группой C=C дает один из двух энантиомеров .

Полимеризация

[ редактировать ]

Большая часть пропена используется для образования полипропилена, очень важного товарного термопластика , посредством полимеризации с ростом цепи . [16] В присутствии подходящего катализатора (обычно катализатора Циглера-Натта ) пропен полимеризуется. Существует несколько способов добиться этого, например, использование высокого давления для суспендирования катализатора в растворе жидкого пропена или пропускание газообразного пропена через реактор с псевдоожиженным слоем . [20]

Димеризация

[ редактировать ]

В присутствии катализаторов пропилен димеризуется с образованием 2,3-диметил-1-бутена и/или 2,3-диметил-2-бутена . [21]

Экологическая безопасность

[ редактировать ]

Пропен — продукт сгорания лесных пожаров, сигаретного дыма, выхлопных газов автомобилей и самолетов. [4] Это примесь в некоторых отопительных газах. Наблюдаемые концентрации находились в диапазоне 0,1–4,8 частей на миллиард ( частей на миллиард ) в сельском воздухе, 4–10,5 частей на миллиард в городском воздухе и 7–260 частей на миллиард в пробах промышленного воздуха. [8]

В Соединенных Штатах и ​​некоторых европейских странах пороговое значение 500 частей на миллион ( ppm ) было установлено для профессионального (8-часового средневзвешенного по времени ) воздействия. Он считается летучим органическим соединением (ЛОС), и его выбросы регулируются правительствами многих стран, но Агентство по охране окружающей среды США (EPA) не вносит его в список опасных загрязнителей воздуха в соответствии с Законом о чистом воздухе . Поскольку период полураспада относительно короткий, его биоаккумуляция не ожидается. [8]

Пропен обладает низкой острой токсичностью при вдыхании и не считается канцерогенным. Исследования хронической токсичности на мышах не дали существенных доказательств побочных эффектов. Люди, кратковременно подвергшиеся воздействию 4000 ppm, не испытали каких-либо заметных эффектов. [22] Пропен опасен своей способностью вытеснять кислород как удушающий газ , а также высоким риском воспламеняемости/взрыва.

Биопропилен – это пропилен биологического происхождения . [23] [24] Его исследовали, руководствуясь различными интересами, такими как углеродный след . производство из глюкозы . Рассмотрено [25] Более продвинутые способы решения таких проблем сосредоточены на электрификации, альтернативе паровому крекингу .

Хранение и обращение

[ редактировать ]

Пропен легковоспламеняющийся. Пропен обычно хранится в жидком виде под давлением, хотя его также можно безопасно хранить в виде газа при температуре окружающей среды в одобренных контейнерах. [26]

Встречаемость в природе

[ редактировать ]

Пропен обнаружен в межзвездной среде с помощью микроволновой спектроскопии. [27] 30 сентября 2013 года НАСА также объявило, что орбитальный космический корабль «Кассини», входящий в состав миссии «Кассини-Гюйгенс» , с помощью спектроскопии обнаружил небольшое количество природного пропена в атмосфере Титана . [28] [29]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ «Фронт материи». Номенклатура органической химии: рекомендации ИЮПАК и предпочтительные названия 2013 г. (Синяя книга) . Кембридж: Королевское химическое общество . 2014. с. 31. дои : 10.1039/9781849733069-FP001 . ISBN  978-0-85404-182-4 .
  2. ^ «Пропилен» . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 14 декабря 2021 г.
  3. ^ «Пропилен» .
  4. ^ Jump up to: а б Морготт, Дэвид (04 января 2018 г.). «Потенциал воздействия на человека выбросов пропилена в окружающую среду» . Международный журнал экологических исследований и общественного здравоохранения . 15 (1): 66. дои : 10.3390/ijerph15010066 . ISSN   1660-4601 . ПМК   5800165 . ПМИД   29300328 .
  5. ^ «Генерал-майор Джон Уильямс Рейнольдс, FCS» . geni_family_tree . 25 декабря 1816 г. Проверено 30 декабря 2023 г.
  6. ^ Расмуссен, Сет К. (2018), Расмуссен, Сет К. (редактор), «Введение» , Ацетилен и его полимеры: более 150 лет истории , SpringerBriefs in Molecular Science, Cham: Springer International Publishing, стр. 1–19 , doi : 10.1007/978-3-319-95489-9_1 , ISBN  978-3-319-95489-9 , получено 30 декабря 2023 г.
  7. ^ Словарь промышленных химикатов Эшфорда, третье издание, 2011 г., ISBN   978-0-9522674-3-0 , страницы 7766-9
  8. ^ Jump up to: а б с «Оценка безопасности продукции (PSA): пропилен» . Dow Chemical Co. Архивировано из оригинала 28 августа 2013 г. Проверено 11 июля 2011 г.
  9. ^ Гашги, Мохаммед (2018). «Гетерогенные катализаторы газофазной конверсии этилена в высшие олефины». Преподобный Хим. англ . 34 (5): 595–655. дои : 10.1515/revce-2017-0003 . S2CID   103664623 .
  10. ^ Бэнкс, РЛ; Бейли, GC (1964). «Диспропорционирование олефинов. Новый каталитический процесс». Исследования и разработки продуктов промышленной и инженерной химии . 3 (3): 170–173. дои : 10.1021/i360011a002 .
  11. ^ Лионель Делауд; Альфред Ф. Ноэлс (2005). «Метатезис». Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/0471238961.metanoel.a01 . ISBN  978-0-471-23896-6 .
  12. ^ Шиффер, Закари Дж.; Мантирам, Картиш (2017). «Электрификация и декарбонизация химической промышленности». Джоуль . 1 :10–14. дои : 10.1016/j.joule.2017.07.008 . hdl : 1721.1/124019 . S2CID   117360588 .
  13. ^ Амгизар, Измаил; Вандевалле, Лориен А.; Ван Гим, Кевин М.; Марин, Гай Б. (2017). «Новые тенденции в производстве олефинов» . Инженерное дело . 3 (2): 171–178. дои : 10.1016/J.ENG.2017.02.006 .
  14. ^ де Гузман, Дорис (12 октября 2012 г.). «Глобальная биоэнергетика в биопропилене» . Блог «Зеленых химикатов» .
  15. ^ У, Тяньвэй; Ю, Цинбо; Рогер; и др. (2020). «Химическое петлевое окислительное дегидрирование пропана: сравнительное исследование переносчиков кислорода на основе Ga, Mo и V» . Химическая технология и переработка – интенсификация процессов . 157 : 108137. Бибкод : 2020CEPPI.15708137W . дои : 10.1016/j.cep.2020.108137 . ISSN   0255-2701 .
  16. ^ Jump up to: а б с «Исследование рынка: пропилен (2-е издание), Ceresana, декабрь 2014 г.» . ceresana.com . Проверено 3 февраля 2015 г.
  17. ^ Будавари, Сьюзен, изд. (1996). «8034.Пропилен». Индекс Merck, двенадцатое издание . Нью-Джерси: Merck & Co., стр. 1348–1349.
  18. ^ JGL, Фиерро (ред.) (2006). Оксиды металлов, химия и применение . ЦРК Пресс. стр. 414–455.
  19. ^ Например, «МАПП-Про»
  20. ^ Хеггс, Т. Джеффри (15 октября 2011 г.), «Полипропилен» , в Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA (ред.), Энциклопедия промышленной химии Ульмана , Вайнхайм, Германия: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. КГаА, стр. o21_o04, doi : 10.1002/14356007.o21_o04 , ISBN  978-3-527-30673-2 , получено 9 июля 2021 г.
  21. ^ Оливье-Бурбигу, Х.; Брей, Пенсильвания; Магна, Л.; Мишель, Т.; Эспада Пастор, М. Фернандес; Делькруа, Д. (2020). «Олигомеризация и димеризация олефинов, катализируемая никелем» (PDF) . Химические обзоры . 120 (15): 7919–7983. doi : 10.1021/acs.chemrev.0c00076 . ПМИД   32786672 . S2CID   221124789 .
  22. ^ ПабХим. «Банк данных по опасным веществам (HSDB): 175» . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 9 июля 2021 г.
  23. ^ Биологические, умные и специальные химикаты.
  24. ^ Экологичные биопластики на основе возобновляемого сырья.
  25. ^ Гузман, Дорис де (12 октября 2012 г.). «Глобальная биоэнергетика в биопропилене» . Блог «Зеленых химикатов» . Проверено 9 июля 2021 г.
  26. ^ Энциклопедия химической технологии, четвертое издание, 1996 г., ISBN  0471-52689-4 (v.20), page 261
  27. ^ Марселино, Н.; Черничаро, Дж.; Агундес, М.; и др. (10 августа 2007 г.). «Открытие межзвездного пропилена (CH2CHCH3): недостающие звенья в химии межзвездной газовой фазы» . Астрофизический журнал . 665 (2). ВГД: L127–L130. arXiv : 0707.1308 . Бибкод : 2007ApJ...665L.127M . дои : 10.1086/521398 . S2CID   15832967 .
  28. ^ «Космический корабль нашел пропилен на спутнике Сатурна, Титане» . ЮПИ.com. 30 сентября 2013 г. Проверено 12 ноября 2013 г.
  29. ^ «Кассини» нашел на спутнике Сатурна ингредиент бытового пластика . Spacedaily.com . Проверено 12 ноября 2013 г.
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: dcfdfc664a946bd28d22fa6789ad2ac7__1709346540
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/dc/c7/dcfdfc664a946bd28d22fa6789ad2ac7.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Propylene - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)