El óxido de propileno es uno de los productos de la síntesis orgánica. El volumen de consumo de este compuesto está en constante crecimiento, ya que es materia prima para la obtención de valiosos productos químicos. Existen varias tecnologías para la síntesis industrial de esta sustancia.
Información general
El óxido de propileno, u óxido de propileno, en condiciones normales es un líquido transparente con un olor etéreo característico. Se caracteriza por reacciones de adición, lo que está asociado con la facilidad de abrir el anillo epoxi de tres miembros en su estructura. Debido a esta propiedad, este compuesto reacciona con muchas sustancias y es uno de los productos más importantes, que posteriormente se utiliza para obtener muchos otros materiales.
La fórmula empírica del óxido de propileno es C3H6O. Los sinónimos del nombre de este compuesto son metiloxirano; 1, 2 – óxido de propileno; 1, 2 - epoxipropano.
Propiedades físicas
Las principales características físicas de esta sustancia son:
- densidad (en condiciones normales) – 859kg/m3;
- punto de ebullición - 34,5 °С;
- capacidad calorífica – 1,97 J/(kg∙K);
- índice de refracción – 1, 366;
- viscosidad dinámica (a 25°С) – 0,28;
- límite inflamable de concentración inferior - 2-21% (por volumen).
Toxicidad
La sustancia pertenece a la segunda clase de peligro, el MPC en agua es de 0,01 mg/l. El contacto con el óxido de propileno puede provocar los siguientes trastornos:
- irritación de piel y mucosas;
- deterioro de la coordinación de movimientos;
- trastornos circulatorios;
- Depresión del SNC;
- quemadura corneal;
- entumecimiento;
- coma.
Este compuesto también es cancerígeno, mutagénico y citotóxico.
Propiedades químicas
Las propiedades químicas del óxido de propileno incluyen:
- solubilidad: buena en la mayoría de los disolventes orgánicos y en agua;
- reaccionando con agua produce propilenglicol;
- en las reacciones con alcoholes y fenoles se obtienen glicoléteres;
- reacción con ácidos que contienen grupos carboxilo da ésteres (en presencia de metales alcalinos);
- la polimerización con la participación de catalizadores (álcalis, alcoholes, fenoles y otros) conduce a la formación de óxido de polipropileno con un alto peso molecular.
En la industria química, los copolímeros con óxido de etileno y propilenglicol son de suma importancia. El propileno se obtiene como resultado de la hidratación del óxido de propileno cuando se calienta a 200°C, en excesopresión de 16 atmósferas y en presencia de álcali. El producto final también contiene aproximadamente un 20 % de polipropilenglicol.
Solicitud
El óxido de propileno se utiliza para los siguientes fines:
- síntesis de componentes para resinas de poliéster, polímeros similares al caucho y poliuretano, que se usa ampliamente en la construcción, piezas de automóviles, muebles, productos deportivos, revestimientos, aislamiento, industria del calzado;
- fabricación de disolventes de propilenglicol éter, lubricantes y líquidos de frenos, insecticidas;
- esterilización de equipos médicos, productos alimenticios envasados;
- producción de detergentes, emulsionantes y desemulsionantes para necesidades técnicas.
Producción
A escala industrial, la obtención de óxido de propileno se realiza de varias formas:
- Hipocloración en una solución de ácido hipocloroso, seguida de saponificación de propilenclorhidrina y aislamiento del producto final (deshidrocloración). La desventaja de este método son las materias primas caras (cloro y cal apagada), así como la formación de un gran volumen de cloruro de calcio en forma disuelta.
- Epoxidación de propileno con hidroperóxido de cumeno. Esta tecnología se caracteriza por un alto grado de rendimiento del producto (hasta un 99%).
- Síntesis simultánea de estireno y óxido de propileno. Esta técnica ha sido dominada en la empresa petroquímica Nizhnekamskneftekhim. La materia prima es el etilbenceno. Se oxida con oxígeno.temperatura de 130 °C, tras lo cual se obtiene hidroperóxido, que reacciona con el propileno. Luego se lleva a cabo la deshidratación del metilfenilcarbinol en presencia de dióxido de titanio.
- Manera del peróxido. El propileno se oxida con hidroperóxidos orgánicos (metilpropano y etilbenceno o peróxido de terc-butilo). El proceso tiene lugar a una temperatura de 100 °C y una presión de 20-30 atmósferas, así como en presencia de un catalizador: óxido de molibdeno.
Proceso NRPO
Desde la década de 2000, también se ha utilizado una nueva tecnología basada en peróxido de hidrógeno (proceso HPPO) en la producción de óxido de propileno. Se basa en la oxidación directa del propileno con H2O2. Muchos científicos han intentado anteriormente obtener este producto de esta manera para simplificar el proceso, reducir los costos de producción y reducir la cantidad de subproductos, pero los métodos propuestos no eran rentables ni seguros.
La epoxidación de propileno se lleva a cabo en un reactor donde se utiliza peróxido de metanol con alcohol metílico como disolvente. Los grados poliméricos o químicos de propileno se utilizan como material de partida. La reacción tiene lugar en un catalizador estacionario a temperatura moderada y presión elevada.
Las ventajas del proceso HPPO son las siguientes:
- pocos subproductos;
- sin cloro, que es un reactivo peligroso y tóxico;
- larga vida del catalizador;
- alto grado de conversión (transferencia de peróxido al producto terminado) y selectividad de la reacción química;
- introducir el disolvente purificado en el reciclado.
Fabricantes rusos
En Rusia, el óxido de propileno se produce solo en dos empresas:
- JSC Nizhnekamskneftekhim (ubicado en Tartaristán). Aquí se han dominado 2 tecnologías: la síntesis conjunta de С8Н8 y C3H 6 O, así como el método de la clorhidrina (mezcla de propileno con cloro, obtención intermedia de clorhidrina de propileno y tratamiento con lechada de cal).
- Khimprom (ciudad de Kemerovo).
En términos del volumen producido, el 99% de las sustancias se obtienen en la primera empresa.
