Propilenning polimerizatsiyasi nima? Ushbu kimyoviy reaksiyaning xususiyatlari qanday? Keling, ushbu savollarga batafsil javob topishga harakat qilaylik.
Ulanishlar xususiyatlari
Etilen va propilen polimerizatsiya reaktsiyasi sxemalari olefin sinfining barcha vakillariga xos bo'lgan tipik kimyoviy xossalarni namoyish etadi. Bu sinf kimyoviy ishlab chiqarishda ishlatiladigan neftning eski nomidan shunday noodatiy nom oldi. 18-asrda yogʻli suyuq modda boʻlgan etilen xlorid olindi.
Toʻyinmagan alifatik uglevodorodlar sinfining barcha vakillarining xususiyatlaridan ularda bitta qoʻsh bogʻ mavjudligini taʼkidlaymiz.
Propilenning radikal polimerlanishi moddaning tuzilishida qoʻsh bogʻning mavjudligi bilan aniq izohlanadi.
Umumiy formula
Alkenlarning gomologik qatorining barcha vakillari uchun umumiy formula SpN2p ko'rinishga ega. Tarkibida vodorodlar miqdori yetarli emasligi bu uglevodorodlarning kimyoviy xossalarining o‘ziga xosligini tushuntiradi.
Propilen polimerizatsiya reaktsiyasi tenglamasiyuqori harorat va katalizatordan foydalanganda bunday ulanishning uzilishi mumkinligini to'g'ridan-to'g'ri tasdiqlaydi.
Toʻyinmagan radikal allil yoki propenil-2 deb ataladi. Nima uchun propilenni polimerizatsiya qilish kerak? Ushbu o'zaro ta'sirning mahsuloti sintetik kauchukni sintez qilish uchun ishlatiladi, bu esa, o'z navbatida, zamonaviy kimyo sanoatida talabga ega.
Jismoniy xususiyatlar
Propilen polimerizatsiyasi tenglamasi ushbu moddaning nafaqat kimyoviy, balki fizik xususiyatlarini ham tasdiqlaydi. Propilen past qaynash va erish nuqtalariga ega bo'lgan gazsimon moddadir. Alkenlar sinfining bu vakili suvda ozgina eruvchanligiga ega.
Kimyoviy xossalari
Propilen va izobutilenni polimerizatsiya qilish reaksiya tenglamalari jarayonlarning qo’sh bog’lanish orqali borishini ko’rsatadi. Alkenlar monomer vazifasini bajaradi va bunday o'zaro ta'sirning yakuniy mahsulotlari polipropilen va poliizobutilen bo'ladi. Aynan uglerod-uglerod aloqasi bunday o'zaro ta'sir davomida yo'q qilinadi va oxir-oqibat tegishli tuzilmalar hosil bo'ladi.
Qo’shaloq bog’lanishda yangi oddiy bog’lar hosil bo’ladi. Propilenning polimerizatsiyasi qanday davom etadi? Bu jarayonning mexanizmi toʻyinmagan uglevodorodlar sinfining boshqa barcha vakillarida uchraydigan jarayonga oʻxshaydi.
Propilen polimerizatsiya reaktsiyasi bir nechta variantni o'z ichiga oladioqadi. Birinchi holda, jarayon gaz fazasida amalga oshiriladi. Ikkinchi variantga ko'ra, reaksiya suyuq fazada sodir bo'ladi.
Bundan tashqari, propilenning polimerizatsiyasi reaksiya muhiti sifatida toʻyingan suyuq uglevodoroddan foydalanishni oʻz ichiga oluvchi baʼzi eskirgan jarayonlar boʻyicha ham boradi.
Zamonaviy texnologiya
Spheripol texnologiyasidan foydalangan holda propilenni quyma holda polimerizatsiya qilish gomopolimerlarni ishlab chiqarish uchun atala reaktorining birikmasidir. Jarayon blokli kopolimerlarni yaratish uchun psevdo-suyuq qatlamli gaz fazali reaktordan foydalanishni o'z ichiga oladi. Bunday holda, propilen polimerizatsiya reaktsiyasi qurilmaga qo'shimcha mos katalizatorlarni qo'shishni, shuningdek, oldindan polimerizatsiyani o'z ichiga oladi.
Jarayon xususiyatlari
Texnologiya komponentlarni oldindan oʻzgartirish uchun moʻljallangan maxsus qurilmada aralashtirishni oʻz ichiga oladi. Bundan tashqari, bu aralash vodorod ham, ishlatilgan propilen ham kiradigan pastadir polimerizatsiya reaktorlariga qo'shiladi.
Reaktorlar 65 dan 80 daraja Selsiygacha bo'lgan haroratlarda ishlaydi. Tizimdagi bosim 40 bardan oshmaydi. Ketma-ket joylashtirilgan reaktorlar polimer mahsulotlarini yuqori hajmli ishlab chiqarish uchun mo'ljallangan zavodlarda qo'llaniladi.
Polimer eritmasi ikkinchi reaktordan chiqariladi. Propilenning polimerizatsiyasi eritmani bosimli degasserga o'tkazishni o'z ichiga oladi. Bu yerda suyuq monomerdan kukun gomopolimerini olib tashlash amalga oshiriladi.
Blok-sopolimerlar ishlab chiqarish
Propilen polimerizatsiyasi tenglamasi CH2 =CH - CH3 bu holatda standart oqim mexanizmiga ega, faqat jarayon sharoitida farqlar mavjud. Propilen va eten bilan birgalikda degasserdan olingan kukun taxminan 70 daraja Selsiy haroratda va 15 bardan ortiq bo'lmagan bosimda ishlaydigan gaz fazali reaktorga o'tadi.
Blok-sopolimerlar reaktordan chiqarilgandan so'ng monomerdan polimer kukunini olib tashlash uchun maxsus tizimga kiradi.
Propilen va zarbaga chidamli butadienlarning polimerizatsiyasi ikkinchi gaz fazali reaktordan foydalanish imkonini beradi. Bu polimerdagi propilen darajasini oshirish imkonini beradi. Bundan tashqari, tayyor mahsulotga qo'shimchalar qo'shish, granulyatsiyadan foydalanish, natijada olingan mahsulot sifatini yaxshilash mumkin.
Alkenlarning polimerlanish o'ziga xosligi
Polietilen va polipropilen ishlab chiqarish o'rtasida ba'zi farqlar mavjud. Propilen polimerizatsiyasi tenglamasi boshqa harorat rejimini nazarda tutganligini aniq ko'rsatadi. Bundan tashqari, texnologik zanjirning yakuniy bosqichida, shuningdek, yakuniy mahsulotlardan foydalanish sohalarida ayrim farqlar mavjud.
Peroksid mukammal reologik xususiyatlarga ega bo'lgan qatronlar uchun ishlatiladi. Ular eritish oqimining yuqori darajasiga ega, fizik xususiyatlari past oqim tezligiga ega bo'lgan materiallarga o'xshaydi.
Qatronlar,mukammal reologik xususiyatlarga ega bo'lib, inyeksion kalıplama jarayonida, shuningdek, tolalar ishlab chiqarishda qo'llaniladi.
Polimer materiallarning shaffofligi va mustahkamligini oshirish uchun ishlab chiqaruvchilar reaksiya aralashmasiga maxsus kristallashtiruvchi qo'shimchalar qo'shishga harakat qilmoqdalar. Polipropilen shaffof materiallarning bir qismi asta-sekin puflash va quyish sohasidagi boshqa materiallar bilan almashtiriladi.
Polimerlanish xususiyatlari
Propilenning faollashtirilgan uglerod ishtirokida polimerizatsiyasi tezroq ketadi. Hozirgi vaqtda uglerodning adsorbsion qobiliyatiga asoslanib, o'tish metalli bilan uglerodning katalitik kompleksi qo'llaniladi. Polimerizatsiya natijasi ajoyib ishlashga ega mahsulotdir.
Polimerlanish jarayonining asosiy parametrlari reaksiya tezligi, shuningdek polimerning molekulyar og’irligi va stereoizomerik tarkibi hisoblanadi. Katalizatorning fizik-kimyoviy tabiati, polimerlanish muhiti, reaksiya tizimi komponentlarining tozalik darajasi ham muhim ahamiyatga ega.
Chiziqli polimer bir jinsli va geterogen fazada, etilen haqida gap ketganda olinadi. Sababi bu moddada fazoviy izomerlarning yo'qligi. Izotaktik polipropilen olish uchun ular qattiq titan xloridlari, shuningdek organoalyuminiy birikmalaridan foydalanishga harakat qilishadi.
Kristalli titan xlorid (3) ga adsorbsiyalangan kompleksdan foydalanganda kerakli xususiyatlarga ega mahsulotni olish mumkin. Qo'llab-quvvatlash panjarasining muntazamligi etarli omil emaskatalizator tomonidan yuqori stereospesifiklikni olish. Masalan, titanium yodid (3) tanlansa, ko'proq ataktik polimer olinadi.
Ko'rib chiqilayotgan katalitik komponentlar Lyuis xarakteriga ega, shuning uchun ular muhitni tanlash bilan bog'liq. Eng foydali vosita inert uglevodorodlardan foydalanish hisoblanadi. Titan (5) xlorid faol adsorbent bo'lganligi sababli, odatda alifatik uglevodorodlar tanlanadi. Propilenning polimerizatsiyasi qanday davom etadi? Mahsulot formulasi (-CH2-CH2-CH2-)p. Reaksiya algoritmining oʻzi ushbu gomologik seriyaning boshqa vakillaridagi reaksiya jarayoniga oʻxshaydi.
Kimyoviy oʻzaro taʼsir
Propilen uchun asosiy o'zaro ta'sir variantlarini tahlil qilaylik. Uning tuzilishida qoʻsh bogʻ mavjudligini hisobga olsak, asosiy reaksiyalar aynan uning yoʻq qilinishi bilan boradi.
Galogenlanish normal haroratda davom etadi. Kompleks bog'lanishning yorilishi joyida halogenning to'sqinliksiz qo'shilishi sodir bo'ladi. Ushbu o'zaro ta'sir natijasida digalogenli birikma hosil bo'ladi. Eng qiyin qismi yodlashdir. Bromlash va xlorlash qo'shimcha shartlarsiz va energiya sarfisiz davom etadi. Propilen florlanishi portlovchi hisoblanadi.
Gidrogenlash reaksiyasi qoʻshimcha tezlatgichdan foydalanishni oʻz ichiga oladi. Platina va nikel katalizator vazifasini bajaradi. Propilenning vodorod bilan kimyoviy o'zaro ta'siri natijasida propan hosil bo'ladi - to'yingan uglevodorodlar sinfining vakili.
Hidratsiya (suv qo'shilishi)V. V. Markovnikov qoidasiga binoan amalga oshirilgan. Uning mohiyati propilenning er-xotin bog'lanishiga vodorod atomini biriktirishdir, bu uning maksimal miqdoriga ega. Bunday holda, halogen vodorod miqdori minimal bo'lgan C ga qo'shiladi.
Propilen atmosfera kislorodida yonishi bilan ajralib turadi. Ushbu o'zaro ta'sir natijasida ikkita asosiy mahsulot olinadi: karbonat angidrid, suv bug'i.
Bu kimyoviy moddaga kaliy permanganat kabi kuchli oksidlovchi moddalar ta'sir qilganda uning rangi o'zgarishi kuzatiladi. Kimyoviy reaksiya mahsulotlari orasida ikki atomli spirt (glikol) bo'ladi.
Propilen ishlab chiqarish
Barcha usullarni ikkita asosiy guruhga bo'lish mumkin: laboratoriya, sanoat. Laboratoriya sharoitida propilenni asl haloalkildan vodorod galogenidini natriy gidroksidning spirtli eritmasi bilan ta'sir qilish orqali ajratish orqali olish mumkin.
Propilen propinni katalitik gidrogenlash natijasida hosil bo'ladi. Laboratoriya sharoitida ushbu moddani propanol-1 ni suvsizlantirish orqali olish mumkin. Ushbu kimyoviy reaksiyada katalizator sifatida fosfor yoki sulfat kislota, alyuminiy oksidi ishlatiladi.
Propilen qanday qilib katta hajmda ishlab chiqariladi? Ushbu kimyoviy moddaning tabiatda kamdan-kam uchraydiganligi sababli uni ishlab chiqarishning sanoat variantlari ishlab chiqilgan. Eng keng tarqalgani alkenni neft mahsulotlaridan ajratib olishdir.
Masalan, xom neft maxsus suyuqlikli qatlamda yoriladi. Propilen benzin fraktsiyasini piroliz qilish yo'li bilan olinadi. DAHozirgi vaqtda alken, shuningdek, ko'mirni kokslashning gazsimon mahsulotlari, qo'shma gazdan ajratilgan.
Propilen pirolizining turli xil variantlari mavjud:
- quvurli pechlarda;
- kvars sovutish suyuqligi yordamida reaktorda;
- Lavrovskiy jarayoni;
- Bartlome usuli boʻyicha avtomatik termik piroliz.
Tasdiqlangan sanoat texnologiyalari qatorida toʻyingan uglevodorodlarni katalitik degidrogenatsiyalashni ham taʼkidlash lozim.
Ilova
Propilen turli xil ilovalarga ega va shuning uchun sanoatda keng miqyosda ishlab chiqariladi. Ushbu to'yinmagan uglevodorod o'zining tashqi ko'rinishi uchun Natta ishiga qarzdor. Yigirmanchi asrning o'rtalarida u Ziegler katalitik tizimi yordamida polimerizatsiya texnologiyasini ishlab chiqdi.
Natta stereoregular mahsulotni olishga muvaffaq bo'ldi, uni izotaktik deb atadi, chunki strukturada metil guruhlari zanjirning bir tomonida joylashgan edi. Ushbu turdagi polimer molekulalarining "qadoqlanishi" tufayli hosil bo'lgan polimer moddasi mukammal mexanik xususiyatlarga ega. Polipropilen sintetik tolalar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi va plastik massa sifatida talabga ega.
Neft propilenining taxminan o'n foizi uning oksidini ishlab chiqarish uchun sarflanadi. O'tgan asrning o'rtalariga qadar bu organik modda xlorgidrin usuli bilan olingan. Reaktsiya oraliq mahsulot propilen xlorgidrin hosil bo'lishi orqali davom etdi. Bu texnologiyaning ayrim kamchiliklari bor, ular qimmat xlor va o'chirilgan ohakdan foydalanish bilan bog'liq.
Bizning davrimizda bu texnologiya kalkon jarayoni bilan almashtirildi. U propenning gidroperoksidlar bilan kimyoviy o'zaro ta'siriga asoslangan. Propilen oksidi poliuretan ko'piklarini ishlab chiqarishda ishlatiladigan propilen glikolni sintez qilishda ishlatiladi. Ajoyib tamponlama materiallari sifatida qaralib, ular qadoqlash, gilamchalar, mebellar, issiqlik izolyatsion materiallar, changni yutish suyuqliklar va filtrlash materiallarini tayyorlash uchun ishlatiladi.
Bundan tashqari, propilenning asosiy qo'llanilishi orasida aseton va izopropil spirtining sintezini eslatib o'tish kerak. Zo'r hal qiluvchi bo'lgan izopropil spirti qimmatli kimyoviy mahsulot hisoblanadi. Yigirmanchi asrning boshlarida bu organik mahsulot sulfat kislota usuli bilan olingan.
Bundan tashqari, reaksiya aralashmasiga kislota katalizatorlarini kiritish orqali propenni bevosita hidratsiya qilish texnologiyasi ishlab chiqilgan. Ishlab chiqarilgan propanolning taxminan yarmi aseton sinteziga sarflanadi. Ushbu reaktsiya vodorodni yo'q qilishni o'z ichiga oladi, 380 daraja Selsiyda amalga oshiriladi. Bu jarayonda katalizatorlar sink va misdir.
Propilendan foydalanishning muhim turlari orasida gidroformillash alohida o'rin tutadi. Propen aldegidlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Oksisintez mamlakatimizda o'tgan asrning o'rtalaridan boshlab qo'llanila boshlandi. Hozirgi vaqtda bu reaksiya neft kimyosida muhim o'rin tutadi. Propilenning sintez gazi (uglerod oksidi va vodorod aralashmasi) 180 daraja haroratda, kob alt oksidi katalizatori va 250 atmosfera bosimida kimyoviy o'zaro ta'siri, ikkita aldegid hosil bo'lishi kuzatiladi. Biri oddiy tuzilishga ega, ikkinchisi kavisliuglerod zanjiri.
Ushbu texnologik jarayon kashf etilgandan soʻng, aynan shu reaksiya koʻplab olimlarning tadqiqot obʼyektiga aylandi. Ular uning oqimi sharoitlarini yumshatish yo'llarini izlashdi, hosil bo'lgan aralashmadagi shoxlangan aldegid foizini kamaytirishga harakat qilishdi.
Buning uchun boshqa katalizatorlardan foydalanishni nazarda tutuvchi iqtisodiy jarayonlar ixtiro qilingan. Haroratni, bosimni pasaytirish, chiziqli aldegid unumini oshirish mumkin edi.
Sopolimerlar sifatida propilenning polimerizatsiyasi bilan bog'liq bo'lgan akril kislotaning efirlari qo'llaniladi. Neft-kimyo propenining taxminan 15 foizi akrionitrilni yaratish uchun boshlang'ich material sifatida ishlatiladi. Ushbu organik komponent qimmatbaho kimyoviy tola - nitron, plastmassa yaratish, kauchuk ishlab chiqarish uchun zarurdir.
Xulosa
Polipropilen hozirda eng yirik neft-kimyo sanoati hisoblanadi. Ushbu yuqori sifatli va arzon polimerga talab ortib bormoqda, shuning uchun u asta-sekin polietilenni almashtirmoqda. Qattiq qadoqlash, plastinkalar, plyonkalar, avtomobil qismlari, sintetik qog'oz, arqonlar, gilam qismlarini yaratishda, shuningdek, turli xil uy jihozlarini yaratishda ajralmas hisoblanadi. Yigirma birinchi asrning boshlarida polipropilen ishlab chiqarish polimer sanoatida ikkinchi o'rinni egalladi. Turli sohalarning talablarini inobatga olgan holda, yaqin kelajakda propilen va etilenni keng ko'lamli ishlab chiqarish tendentsiyasi davom etadi degan xulosaga kelishimiz mumkin.
