Polimerisasi propilena: skim, persamaan, formula

Apakah polimerisasi propilena? Apakah ciri-ciri tindak balas kimia ini? Mari cuba mencari jawapan terperinci untuk soalan-soalan ini.

Ciri-ciri sebatian

Skim reaksi untuk pempolimeran etilena dan propilena menunjukkan ciri kimia biasa yang semua ahli kelas olefin mempunyai. Nama yang luar biasa ini diberikan kepada kelas ini dari nama lama minyak yang digunakan dalam pengeluaran kimia. Pada abad ke-18, etilena klorida diperoleh, yang merupakan bahan cair berminyak.

Antara ciri-ciri semua wakil kelas hidrokarbon alifatik tak tepu, kita perhatikan keberadaannya dalam satu ikatan berganda.

Pempolimeran radikal propilena dijelaskan dengan tepat oleh adanya ikatan berganda dalam struktur bahan tersebut.

Formula umum

Untuk semua wakil siri alkenes homolog , formula umum mempunyai bentuk C _n H _2n . Kekurangan hidrogen dalam struktur menerangkan keunikan sifat kimia hidrokarbon ini.

Persamaan untuk tindak balas pempolimeran propilena adalah pengesahan langsung tentang kemungkinan pecah dalam bon tersebut dengan menggunakan suhu tinggi dan pemangkin.

Radikal tak jenuh dinamakan allyl atau propenyl-2. Kenapa polimerisasi propilena? Produk interaksi ini digunakan untuk sintesis getah sintetik, yang, pada gilirannya, adalah permintaan dalam industri kimia moden.

Hartanah fizikal

Persamaan pempolimeran untuk propylene mengesahkan bukan sahaja kimia tetapi juga sifat fizikal bahan tersebut. Propylene adalah bahan gas dengan titik mendidih dan lebur rendah. Perwakilan kelas alkena ini mempunyai kelarutan air yang tidak ketara.

Sifat kimia

Persamaan untuk tindak balas polimerisasi propilena dan isobutilena menunjukkan bahawa proses meneruskan melalui ikatan berganda. Alkenes bertindak sebagai monomer, dan produk akhir interaksi ini adalah polipropilena dan polyisobutylene. Ia adalah ikatan karbon-karbon dalam interaksi ini yang akan mereput, dan akhirnya struktur yang sama akan terbentuk.

Dengan ikatan berganda, pembentukan bon baru mudah berlaku. Bagaimanakah pempolimeran propilena diteruskan? Mekanisme proses ini adalah sama dengan proses yang berlaku di semua wakil lain kelas hidrokarbon tak tepu ini.

Reaksi pempolimeran propilena melibatkan beberapa variasi percolasi. Dalam kes pertama, proses itu dijalankan dalam fasa gas. Dalam varian kedua, reaksi berlaku dalam fasa cecair.

Di samping itu, pempolimeran propilena juga melalui beberapa proses usang, yang melibatkan penggunaan hidrokarbon cecair tepu sebagai medium reaksi.

Teknologi moden

Pempolimeran propilena dalam jisim mengikut teknologi Spheripol adalah gabungan reaktor buburan untuk membuat homopolimer. Proses ini melibatkan penggunaan reaktor fasa gas dengan lapisan pseudo-cair untuk menghasilkan copolymers blok. Dalam kes sedemikian, tindak balas pempolimeran propilena melibatkan penambahan pemangkin serasi tambahan pada peranti, serta pra-pempolimeran.

Ciri Proses

Teknologi ini melibatkan komponen pencampuran dalam peranti khas yang direka untuk pra-transformasi. Campuran ini kemudian ditambah kepada reaktor pempolimeran gelung, di mana kedua hidrogen dan dibelanjakan propilena diberi makan.

Reaktor beroperasi pada julat suhu 65 hingga 80 darjah Celcius. Tekanan dalam sistem tidak melebihi 40 bar. Reaktor, yang terletak dalam siri, digunakan di kilang yang direka untuk pengeluaran besar polimer.

Larutan polimer dikeluarkan dari reaktor kedua. Pempolimeran propilena melibatkan perpindahan larutan ke degasser peningkatan tekanan. Di sini, homopolimer serbuk dikeluarkan dari monomer cair.

Pembuatan copolymers blok

Persamaan pempolimeran untuk propylene CH2 = CH - CH3 dalam keadaan ini mempunyai mekanisme aliran standard, terdapat perbezaan hanya dalam keadaan proses. Bersama propylene dan etilena, serbuk dari degasser pergi ke reaktor fasa gas yang beroperasi pada suhu sekitar 70 derajat Celsius dan tekanan tidak lebih dari 15 bar.

Blok kopolimer, selepas dikeluarkan dari reaktor, masukkan sistem pemindahan khas dari monomer polimer serbuk.

Polimerisasi propilena dan butadienes jenis tahan kesan membenarkan penggunaan reaktor fasa gas kedua. Ia membolehkan untuk meningkatkan tahap propilena dalam polimer. Di samping itu, adalah mungkin untuk menambah bahan tambahan kepada produk siap, penggunaan granulation, membantu meningkatkan kualiti produk yang diperolehi.

Spesifikasi polimerisasi alkena

Terdapat beberapa perbezaan antara pembuatan polietilena dan polipropilena. Persamaan pempolimeran untuk propylene membolehkan kita memahami bahawa rejim suhu yang berbeza diandaikan. Di samping itu, terdapat beberapa perbezaan di peringkat akhir rantaian proses, serta dalam bidang penggunaan produk akhir.

Peroksida digunakan untuk resin yang mempunyai sifat rheologi yang sangat baik. Mereka mempunyai tahap ketidakstabilan cair yang meningkat, sifat fizikal yang sama dengan bahan-bahan yang mempunyai indeks hasil yang rendah.

Resin yang mempunyai sifat rheologi yang sangat baik digunakan dalam proses pengacuan suntikan, dan juga dalam hal membuat gentian.

Untuk meningkatkan ketelusan dan kekuatan bahan-bahan polimer, pengeluar cuba menambah aditif penghabluran khas ke campuran tindak balas. Beberapa bahan lutsinar polipropilena secara beransur-ansur digantikan dengan bahan-bahan lain di kawasan tamparan dan pemutus.

Kepuraian pempolimeran

Pempolimeran propilena dengan kehadiran karbon diaktifkan bergerak lebih pesat. Pada masa ini, kompleks karbon pemangkin dengan logam peralihan berdasarkan kapasiti penjerapan karbon digunakan. Hasil daripada pempolimeran, produk yang mempunyai ciri prestasi yang cemerlang diperolehi.

Parameter utama proses pempolimeran adalah kadar tindak balas, serta berat molekul dan komposisi stereoisomerik polimer. Sifat fizikal dan kimia pemangkin, medium pempolimeran, dan tahap kesucian unsur-unsur sistem tindak balas juga penting.

Polimer linier diperolehi dalam keadaan homogen dan dalam fasa heterogen, apabila bercakap tentang etilena. Sebabnya ialah bahawa bahan yang diberikan tidak mempunyai isomer spasial. Untuk mendapatkan polipropilena isotaktik, cuba gunakan klorida titanium pepejal, serta sebatian organoaluminum.

Apabila kompleks yang terserap pada kristal titanium klorida (3) digunakan, adalah mungkin untuk mendapatkan produk dengan ciri-ciri yang telah ditetapkan. Keteraturan kisi pengangkut bukan faktor yang mencukupi untuk pemangkin untuk memperoleh stereospecificity tinggi. Sebagai contoh, dalam hal memilih titanium iodida (3), lebih banyak polimer ataktik diperhatikan.

Komponen pemangkin yang dipertimbangkan adalah jenis Lewis, dan oleh itu berkaitan dengan pemilihan medium. Persekitaran yang paling menguntungkan ialah penggunaan hidrokarbon inert. Oleh kerana titanium chloride (5) adalah penyerap aktif, hidrokarbon alifatik pada umumnya dipilih. Bagaimanakah pempolimeran propilena diteruskan? Formula produk mempunyai bentuk (-CH ₂ -CH ₂ -CH ₂ -) n. Algoritma tindak balas itu sendiri adalah sama dengan tindak balas tindak balas dalam sisa-sisa wakil siri homolog yang diberikan.

Interaksi kimia

Mari analisa pilihan utama untuk interaksi propylene. Memandangkan dalam strukturnya ada ikatan berganda, tindak balas utama terus dilakukan dengan pemusnahannya.

Halogenasi berlaku pada suhu biasa. Di tempat gangguan komunikasi yang rumit, lampiran halogen yang tidak terhalang berlaku. Hasil daripada interaksi ini, sebatian dihalogen terbentuk. Perkara yang paling sukar adalah iodination. Brominasi dan klorinasi berlaku tanpa syarat tambahan dan kos tenaga. Fluorination propilene hasil dengan ledakan.

Reaksi hidrogenasi melibatkan penggunaan pemecut tambahan. Pemangkin adalah platinum, nikel. Hasil daripada interaksi kimia propilena dengan hidrogen, propana dibentuk - wakil kelas membuang hidrokarbon.

Penghidratan (penambahan air) dilakukan mengikut peraturan VV Markovnikov. Intipinya terdiri daripada melampirkan ikatan ganda atom hidrogen kepada karbon propilena, yang mempunyai jumlah maksimumnya. Dalam kes ini, halogen akan dilampirkan pada isipadu C, yang mempunyai jumlah minimum hidrogen.

Propylene dicirikan dengan membakar oksigen di udara. Hasil daripada interaksi ini, dua produk utama akan diperolehi: karbon dioksida, wap air.

Apabila agen pengoksidaan yang kuat, seperti permanganat kalium, bertindak ke atas bahan kimia ini, perubahan warna diperhatikan. Antara produk tindak balas kimia ialah alkohol dihidriti (glikol).

Penyediaan propilena

Semua kaedah boleh dibahagikan kepada dua kumpulan utama: makmal, perindustrian. Di bawah keadaan makmal, adalah mungkin untuk mendapatkan propilena apabila hidrogen halida dipisahkan dari haloalkyl bermula apabila larutan alkohol natrium hidroksida terdedah kepada mereka.

Propylene terbentuk semasa penghidrogenan katalitik propyne. Di makmal, bahan ini boleh diperolehi oleh dehidrasi propanol-1. Dalam reaksi kimia ini, asid fosforik atau sulfat, alumina, digunakan sebagai pemangkin.

Bagaimana propilena dihasilkan dalam jumlah besar? Oleh sebab bahan kimia ini jarang ditemui, pilihan industri untuk penyediaannya telah dibangunkan. Yang paling biasa ialah pengasingan alkena daripada produk yang ditapis.

Contohnya, retak minyak mentah di dalam katil khas yang diselaraskan dilakukan. Propylene dihasilkan oleh pirolisis pecahan petrol. Pada masa ini, alkena diekstrak daripada gas yang berkaitan, produk gas arang batu coking.

Terdapat pelbagai pilihan pirolisis bagi propylene:

• Dalam relau tubular;
• Dalam reaktor menggunakan penyejuk kuarza;
• Proses Lavrovsky;
• Pyrolysis Autotermal oleh kaedah Bartlom.

Antara teknologi perindustrian yang habis-habisnya, perlu diperhatikan dehidrogenasi pemangkin hidrokarbon tepu.

Permohonan

Propylene mempunyai pelbagai aplikasi, dan oleh itu dihasilkan secara besar-besaran dalam industri. Penampilan hydrocarbon tak tepu ini disebabkan oleh kerja Natta. Pada pertengahan abad kedua puluh, menggunakan sistem pemangkin Ziegler, beliau membangunkan teknologi pempolimeran.

Natta berjaya mendapatkan produk stereoregular, yang dipanggil isotactic, kerana dalam struktur, kumpulan metil terletak pada satu sisi rantai. Oleh kerana "pembungkusan" molekul polimer ini, bahan polimer yang dihasilkan mempunyai ciri-ciri mekanik yang sangat baik. Polypropylene digunakan untuk penghasilan serat sintetik, dalam permintaan sebagai jisim plastik.

Kira-kira sepuluh peratus propilena petroleum digunakan untuk menghasilkan oksidanya. Sehingga pertengahan abad yang lalu, bahan organik ini diperolehi dengan kaedah chlorohydrin. Reaksi meneruskan pembentukan produk perantaraan propylene chlorohydrin. Teknologi ini mempunyai kelemahan tertentu, yang dikaitkan dengan penggunaan klorin mahal dan kapur terhidrat.

Pada zaman kita, teknologi ini telah digantikan oleh proses halkon. Ia berdasarkan interaksi kimia propena dengan hidroperoksida. Propylene oxide digunakan dalam sintesis propylene glycols, yang digunakan untuk mengeluarkan buih poliuretana. Mereka dianggap sebagai bahan kusyen yang sangat baik, jadi mereka akan membuat pakej, permaidani, perabot, bahan penebat haba, cecair sorbing dan bahan penapis.

Di samping itu, di antara permohonan propylene utama, sebutan harus dibuat daripada sintesis aseton dan isopropil alkohol. Isopropil alkohol, sebagai pelarut yang sangat baik, dianggap sebagai produk kimia yang bernilai. Pada awal abad ke-20, produk organik ini dihasilkan oleh kaedah asid sulfurik.

Di samping itu, teknologi penghidratan langsung propen telah dibangunkan dengan pengenalan pemangkin asid ke dalam campuran reaksi. Kira-kira separuh dari semua propanol dihasilkan pergi ke sintesis aseton. Tindak balas ini melibatkan penghapusan hidrogen, yang dilakukan pada 380 darjah Celsius. Pemangkin dalam proses ini adalah zink dan tembaga.

Antara aplikasi penting propylene, hydroformylation memainkan peranan khas. Propene pergi ke pengeluaran aldehida. Oxinsynthesis di negara kita mula digunakan sejak pertengahan abad yang lalu. Pada masa ini, reaksi ini menduduki tempat yang penting dalam industri petrokimia. Reaksi kimia propilena dengan gas sintesis (campuran karbon monoksida dan hidrogen) pada suhu 180 darjah, pemangkin oksida kobalt dan tekanan 250 atmosfera, dua aldehida terbentuk. Satu mempunyai struktur yang normal, yang kedua mempunyai rantai karbon melengkung.

Sejurus selepas penemuan proses teknologi ini, reaksi ini menjadi objek penyelidikan bagi banyak saintis. Mereka mencari cara untuk mengurangkan keadaan laluannya, cuba mengurangkan peratusan campuran campuran aldehida yang bercabang.

Untuk tujuan ini, proses ekonomi dicipta, yang melibatkan penggunaan pemangkin lain. Ia adalah mungkin untuk mengurangkan suhu, tekanan, meningkatkan hasil struktur linear aldehid.

Ester asid akrilik, yang juga dikaitkan dengan pempolimeran propilena, digunakan sebagai kopolimer. Kira-kira 15 peratus propen petrokimia digunakan sebagai bahan permulaan untuk mencipta acryonitrile. Komponen organik ini diperlukan untuk pengeluaran gentian kimia berharga - nitron, penciptaan plastik, pengeluaran getah.

Kesimpulannya

Polypropylene kini dianggap sebagai pengeluaran petrokimia terbesar. Permintaan untuk kualiti dan polimer murah ini semakin meningkat, jadi secara beransur-ansur memindahkan polyethylene. Ia adalah sangat penting untuk penciptaan pembungkusan tegar, plat, filem, bahagian automotif, kertas sintetik, tali, bahagian permaidani, serta untuk pembentukan pelbagai peralatan rumah tangga. Pada permulaan abad kedua puluh satu, pengeluaran polipropilena merupakan industri kedua terbesar dalam industri polimer. Memandangkan permintaan pelbagai industri, kita dapat membuat kesimpulan: dalam masa terdekat, trend besar pengeluaran propilena dan etilena akan diteruskan.