Промышленное производство окиси пропилена - Курсовая работа

Жесткий пенополиуретан, получаемый на основе окиси пропилена, через взаимодействие пропиленгликоля с многоатомными спиртами, широко применяется во всем мире в строительстве, производстве мебели, транспорте, обувной промышленности. Применение пенополиуретанов для теплоизоляции позволяет решить наиболее серьезную проблему современности - проблему энергосбережения. Окись пропилена, или 1,2-эпоксипропан применяется в качестве фумиганта для стерилизации упакованных продовольственных продуктов и других материалов. Окись пропилена обладает цитотоксичным и мутагенным действием, вызывает расстройства гемодинамики.Окись пропилена (метилоксиран, 1,2-пропиленоксид, 1,2-эпоксипропан, пропилена окись техническая, propylene oxide, 2-epoxypropane, methyloxirane, 1,2-propylene oxide.). Данный вид жидкости ограниченно растворим в воде и в большинстве известных растворителей, при вступлении в реакцию с водой происходит образование пропиленгликоля. Реакция с водой приводит к образованию пропиленгликоля: Со спиртами и фенолами окись пропилена образует эфиры гликолей: в присутствии щелочей - преимущественно первичный эфир, в присутствии кислот - смесь первичного и вторичного эфиров в равном отношении: Изомеризация окиси пропилена в присутствии SIO2, Al2O3 при 240-500°C приводит к образованию смеси пропионового альдегида, ацетона и аллилового спирта. Промышленное значение имеют сополимеры окиси пропилена с окисью этилена, пропиленгликолем. В таблице 1 приведены основные физико-химические свойства окиси пропилена.Известны следующие промышленные методы получения окиси пропилена: • хлоргидринный (из пропилена через пропиленхлоргидрин с последующим дегидрохлорированием);До 1968 г. оксид пропилена производился только хлоргидринным методом (промежуточно образовывался пропиленхлоргидрин): Пропилен и Cl2 смешивают в эквимолярных количествах с избытком Н2О (4-7 кратный). Реакцию проводят при 35-40°С, поддерживая концентрацию пропиленхлоргидрина не более 4-6% масс. для уменьшения количества побочных продуктов - дихлорпропана и дихлорпропилового эфира.Начиная с 1968 г. появился альтернативный вариант - пероксидный, так называемый халкон-процесс, основанный на взаимодействии пропилена с гидропероксидами (например, третичным бутилпероксидом): Процесс проводят при температуре 100-120°С и давлении 2-3 МПА на катализаторе, содержащем оксид молибдена. Оксид пропилена образуется при взаимодействии пропилена с надуксусной или надпропионовой кислотой, получаемыми окислением ацетальдегида или пропионовой кислоты.Кумольная технология получения окиси пропилена характеризуется высокой конверсией (99,5%) и селективностью (98-99,3%).Сырьем служит этилбензол, который после окисления кислородом воздуха при температуре 130°С превращается в гидропероксид и далее взаимодействует в присутствии молибденсодержащих катализаторов при температуре 90-100°С и давлении 1,6-6,5 МПА с пропиленом по реакциям: С6H5CH2CH3 О2 > C6H5CH(COOH)CH3Существует два основных промышленных способа получения окиси пропилена: Хлоргидринный метод (из пропилена через пропиленхлоргидрин с последующим дегидрохлорированием); Метод получения окиси пропилена путем присоединения хлорноватистой кислоты к пропилену, впервые подробно описанный Марковниковым, до сих пор является самым распространенным. В результате воздействия элементарного хлора на пропилен и хлоргидрин в качестве побочных продуктов образуются дихлорпропан и дихлордиизопропиловый эфир: Поскольку присоединение хлора идет значительно быстрее, чем присоединение хлорноватистой кислоты, нужно по возможности подавлять реакцию хлора с пропиленом. Соотношение пропиленхлоргидрина и соляной кислоты зависит от температуры и концентрации хлоргидрина, соотношения пропилен: хлор, концентрации пропилена в исходном газе и от аппаратурного оформления процесса. Реагируя с пропиленом, Cl2 вызывает образование 1,2-дихлорпропана, а в результате реакции с пропиленхлоридрином получается дихлордиизопропиловый эфир.Окислению подвергали либо чистый пропилен при 21,1 кгс/СМІ и 175-225 °С, либо смесь пропилена и пропана (1 : 1) при 52,7 кгс/СМІ и 160-180 °С в присутствии пропионата марганца, растворенного в бензоле. По отношению к израсходованному пропилену выход составил 40% окиси пропилена и 20% пропиленгликоля наряду с кислотами, окисью углерода и метилформйатом. В качестве растворителей используют соединения, которые инертны к кислороду и окиси пропилена, не смешиваются с водой и растворяют большие количества пропилена: бензол, изооктан, неопентан, изододекан и т. д. При 10-15%-ной конверсии наивысшую селективность для реакций получения окиси пропилена и пропиленгликоля достигали при давлении 22-30 кгс/СМІ, получая 700 г окиси пропилена и пропиленгликоля на 1000 г израсходованного пропилена. Пропилен в растворе можно превращать в окись пропилена и без катализатора.До сих пор не удалось окислить пропилен в окись пропилена на серебряных катализаторах с таким же хорошим выходом, как в случае превращения этилена в окись этилена. Для этого рекомендуются д

Содержание

Введение

1. Литературный обзор

1.1 Физические и химические свойства

1.2 Способы производства окиси пропилена

1.2.1 Хлоргидринный метод получения окиси пропилена

1.2.2 Пероксидный способ получения окиси пропилена

1.2.3 Кумольная технология получения окиси пропилен

1.2.4 Совместное производство окиси пропилена и стирола

2. Основная часть

2.1 Промышленное производство окиси пропилена

2.1.2 Окисление пропилена в жидкой фазе под давлением

2.1.3 Окисление пропилена в газовой фазе

3. Применение окиси пропилена

4. Техника безопасности и охрана труда

Заключение

Список литературы

Окись пропилена является крупнотоннажным сырьем для производства целого ряда важнейших продуктов нефтехимии, таких как полиуретаны, гликоли, косметические средства, медицинские препараты и др. Жесткий пенополиуретан, получаемый на основе окиси пропилена, через взаимодействие пропиленгликоля с многоатомными спиртами, широко применяется во всем мире в строительстве, производстве мебели, транспорте, обувной промышленности. Применение пенополиуретанов для теплоизоляции позволяет решить наиболее серьезную проблему современности - проблему энергосбережения. Есть мнение, что количество потребляемого страной полиуретана является показателем ее экономической стабильности.

Окись пропилена, или 1,2-эпоксипропан применяется в качестве фумиганта для стерилизации упакованных продовольственных продуктов и других материалов. Кроме того, окись пропилена является исходным сырьем для получения пропиленкарбоната, изопропаноламинов, полиоксипропиленполиолов, полипропиленоксида, пропиленоксидных каучуков, пропиленсульфида, некоторых ПАВ. Пропиленоксид - промежуточный продукт в синтезе эфиров пропиленгликоля, эпихлоргидриновых каучуков, полиуретанов и полиэфирных смол. [Платэ и др, 331-338 с]

Окись пропилена обладает цитотоксичным и мутагенным действием, вызывает расстройства гемодинамики. Воздействие этого вещества вызывает раздражение кожи, глаз и дыхательных путей, угнетение центральной нервной системы, атаксию, ступор и кому (последние в настоящее время наблюдались только у животных).

Было доказано, что окись пропилена или 1,2-эпоксипропан действует как непосредственный алкилирующий агент для различных тканей, повышая, таким образом, вероятность образования опухолей. Несколько экспериментов на животных убедительно доказали и канцерогенность этого соединения. Основное неблагоприятное воздействие на людей заключается в жжении и образовании пузырей на коже при длительном контакте с этим нелетучим соединением. Это может произойти даже при низких концентрациях окиси пропилена. Сообщалось также об ожогах роговицы, вызванных с этим веществом.