Как сделать пропен в домашних условиях

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 05.10.2024

InChI = 1S / C3H6 / c1-3-2 / h3H, 1H2,2H3 Y

Ключ: QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N Y

Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).

Пропен, также известный как пропилен или же метилэтилен, является ненасыщенный органическое соединение с химическая формула C 3 ЧАС 6 < displaystyle < ce >> . У него есть один двойная связь, и является вторым простейшим членом алкен класс углеводороды. Это бесцветный газ со слабым запахом нефти. [2]

Содержание

Производство

Паровой крекинг

Доминирующей технологией производства пропилена является паровой крекинг. Та же технология применяется к этану и этилену. Судя по масштабам, эти две конверсии являются процессами №2 и №1 в химической промышленности. [5] В этом процессе пропан подвергается дегидрирование. Побочный продукт - водород:

Выход пропена составляет около 85%. Побочные продукты обычно используются в качестве топлива для реакции дегидрирования пропана. Крекинг с водяным паром - один из самых энергоемких промышленных процессов.

Сырье - нафта или пропан, особенно в Средний Восток, где имеется большое количество пропана от нефтегазовых операций. [6] Пропен можно разделить на фракционная перегонка из углеводородных смесей, полученных в результате крекинга и других процессов переработки; Пропен нефтеперерабатывающего качества составляет от 50 до 70%. [7] В США сланцевый газ является основным источником пропан.

Технология преобразования олефинов

В Phillips Triolefin или Технология преобразования олефинов пропилен взаимно превращается с этиленом и 2-бутенами. Катализаторы на основе рения и молибдена используются: [8]

Технология основана на метатезис олефинов реакция обнаружена в Филипс Петролеум Компани. [9] [10] Достигнут выход пропена около 90 мас.%.

Связано это Превращение метанола в олефины / из метанола в пропен процесс. Он преобразует синтез-газ (синтез-газ) к метанол, а потом превращает метанол в этилен и / или пропен. В качестве побочного продукта процесса образуется вода. Синтез-газ производится путем реформирования природного газа или реформирования паром нефтепродуктов, таких как нафта, или путем газификация угля.

Каталитический крекинг в псевдоожиженном слое

Высокая степень серьезности флюид-каталитический крекинг (FCC) использует традиционную технологию FCC в жестких условиях (более высокое отношение катализатора к маслу, более высокая скорость впрыска пара, более высокие температуры и т. Д.), Чтобы максимально увеличить количество пропена и других легких продуктов. В установку FCC с высокой степенью строгости обычно подают газойли (парафины) и остатки, при этом в сырье производится около 20–25 млн.% Пропена вместе с большими объемами автомобильного бензина и побочных продуктов дистиллята.

Рынок и исследования

Производство пропена осталось на уровне 35 млн. тонны (Только в Европе и Северной Америке) с 2000 по 2008 год, но он увеличивался в Восточной Азии, особенно в Сингапуре и Китае. [11] В настоящее время общее мировое производство пропена составляет примерно половину от производства этилена.

Использование инженерных ферменты был исследован, но не имеет коммерческой ценности. [12]

Использует

Пропен - второй по важности исходный продукт в нефтехимическая промышленность после этилен. Это сырье для самых разных продуктов. Производители пластика полипропилен составляют почти две трети всего спроса. [13] Конечные применения полипропилена включают пленки, волокна, контейнеры, упаковку, крышки и крышки. Пропен также используется для производства важных химических веществ, таких как окись пропилена, акрилонитрил, кумол, масляный альдегид и акриловая кислота. В 2013 году во всем мире было переработано около 85 миллионов тонн пропена. [13]

Пропен и бензол преобразованы в ацетон и фенол через кумольный процесс.

Обзор кумольного процесса

Пропен также используется для производства изопропанол (пропан-2-ол), акрилонитрил, оксид пропилена, и эпихлоргидрин. [14] Промышленное производство акриловая кислота включает каталитическое частичное окисление пропена. [15] Пропен также является промежуточным продуктом одностадийного селективного окисления пропана до акриловой кислоты. [16] [17] [18] [19] В промышленности и мастерских пропен используется как альтернативное топливо ацетилену в Газокислородная сварка и резка, пайка и нагрев металла с целью гибки. Это стало стандартом в BernzOmatic продукты и прочее в заменителях MAPP, [20] теперь это правда МАПП газ больше недоступно.

Реакции

Пропен похож на другие алкены в том, что он добавление реакции относительно легко при комнатной температуре. Относительная слабость его двойной связи объясняет его склонность вступать в реакцию с веществами, которые могут осуществить это преобразование. Алкеновые реакции включают: 1) полимеризация, 2) окисление, 3) галогенирование и гидрогалогенирование, 4) алкилирование, 5) гидратация, 6) олигомеризация, и 7) гидроформилирование.

Горение

Пропен подвергается горение реакции аналогично другим алкены. В присутствии достаточного или избыточного кислорода пропен горит с образованием воды и углекислый газ.

Когда кислорода недостаточно для полного сгорания, происходит неполное сгорание, что позволяет монооксид углерода и / или копоть (углерод) также должны быть сформированы.

Экологическая безопасность

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

Пропен имеет низкую острую токсичность при вдыхании. Вдыхание газа может вызвать обезболивающее действие, а при очень высоких концентрациях - потерю сознания. Однако предел удушья для человека примерно в 10 раз выше (23%), чем нижний уровень воспламеняемости. [7]

Хранение и обращение

Поскольку пропен летуч и легко воспламеняется, необходимо соблюдать меры предосторожности, чтобы избежать опасности возгорания при обращении с газом. Если пропен загружается в какое-либо оборудование, способное вызвать возгорание, такое оборудование должно быть остановлено во время загрузки, разгрузки, подключения или отключения. Пропен обычно хранится в виде жидкости под давлением, хотя его также можно безопасно хранить в виде газа при температуре окружающей среды. в одобренных контейнерах. [21]

Фармакология

Пропен действует как Центральная нервная система депрессант через аллостерический агонизм ГАМКА рецептор. Чрезмерное воздействие может привести к седация и амнезия, переходя к кома и смерть в механизме, эквивалентном передозировка бензодиазепинов. Преднамеренное вдыхание также может привести к смерти от удушье (внезапная ингаляционная смерть).

Встречаемость в природе

Пропен обнаружен в межзвездная среда с помощью микроволновой спектроскопии. [22] 30 сентября 2013 г. НАСА также объявил, что орбитальный корабль Кассини, часть Кассини-Гюйгенс миссия, обнаружила небольшое количество встречающегося в природе пропена в атмосфере Титан с помощью спектроскопии. [23] [24]

Пропен [ пропен ] ( пропилен [ пропилен ]) - бесцветный горючий газ . Его получают термическим крекингом ( паровым крекингом ) легкого бензина, полученного при переработке сырой нефти .

Оглавление

Извлечение и представление

Паровой крекинг

Пропен в основном синтезируется паровым крекингом длинноцепочечных алканов (C 5 -C 10 ):

Дегидратация пропана (PDH)

В качестве альтернативы пропен может быть получен термокаталитической обработкой пропана с удалением водорода :

Этот процесс, в частности, используется компанией BASF Sonatrach в Таррагоне .

Основным процессом дегидрирования пропана является процесс Oleflex компании UOP , на котором базируется 55% мировых мощностей. В нем пропансодержащий газ предварительно нагревается до 600–700 ° C и дегидрируется в реакторе дегидрирования с псевдоожиженным слоем над платиновым катализатором с оксидом алюминия в качестве носителя.

Дальнейшие процедуры

Пропен также может быть получен из этилена и бутенов метатезисом олефинов или из метанола (из метанола в пропилен ) с использованием процесса Mobil .

характеристики

Химические свойства

В воде пропен мало растворим; газ легковоспламеняющийся. Из-за своей двойной связи пропен является ненасыщенным углеводородом и поэтому имеет тенденцию вступать в реакции присоединения , в том числе с водородом и галогенами .

Пропен реагирует с бромом с образованием 1,2-дибромпропана :

Пропен реагирует с водородом с образованием пропана :

Чтобы могла происходить реакция присоединения, z. B. Используются платиновые или палладиевые катализаторы .

(Кислотно-катализируемой) добавление в воде дает 2-пропанол :

Гексафторпропен - это полностью фторированная форма пропена.

Параметры безопасности

Пропен с воздухом образует легковоспламеняющиеся смеси. Диапазон взрыва составляет от 1,8% по объему (32 г / м 3 ) в качестве нижнего предела взрывоопасности (НПВ) и 11,2% по объему (200 г / м 3 ) в качестве верхнего предела взрывоопасности (ВПВ).) Максимальное давление взрыва составляет 9,4 бар. Ограничения зазора ширина была определена в 0,91 мм. Это приводит к отнесению к группе взрывоопасности IIA. Температура возгорания 485 ° C. Таким образом, вещество относится к температурному классу T1.

использовать

Пропен используется в качестве газа для газовой резки и т.п., а также в качестве хладагента в промышленных холодильных системах (R-1270). Он также является одним из важнейших сырьевых материалов в химической промышленности и используется для производства вторичных продуктов, таких как:

Около двух третей пропена используется для производства полипропилена. Следующими по величине областями применения являются производство акрилонитрила, который в основном используется для производства акриловых текстильных волокон, и оксида пропилена, который используется в качестве сырья для таких продуктов, как полиуретан, краски и клеи, полиэфирные смолы, охлаждающие жидкости, антифриз и растворители. Около 5 процентов пропена используется для производства фенола и ацетона в процессе гидропероксида кумола .

Инструкции по технике безопасности

Пропен не очень токсичен, но в высоких концентрациях оказывает наркотическое и удушающее действие . Поскольку пропен имеет более высокую плотность, чем воздух, и легковоспламеняющийся, с воздухом образуются легко взрывоопасные смеси, поскольку пропен собирается у земли.

Несчастные случаи с пропеном

В результате аварии автоцистерны в Лос-Альфакес 11 июля 1978 года к югу от Сан-Карлос-де-ла-Рапита (провинция Таррагона, Испания) лопнул цистерна автоцистерны с 23 тоннами пропена . Пропен разлился по соседнему лагерю Los Alfaques и там загорелся. В результате этого происшествия 217 человек погибли и более 300 получили ранения, в том числе серьезные.

2 июля 2013 года в Дюссельдорфе сошел с рельсов грузовой танкер с пропеном. Взрыв можно было предотвратить. Погибших и раненых нет.

В результате аварии на железной дороге Хитрино в Болгарии 10 декабря 2016 года сошел с рельсов и взорвался грузовой поезд, загруженный сжиженным пропеном, в результате чего несколько человек погибли и были разрушены десятки зданий.

веб ссылки

Викисловарь: Propen - объяснение значений, происхождение слов, синонимы, переводы

Индивидуальные доказательства

    Эта страница последний раз была отредактирована 22 мая 2021 в 01:39.

пропилен или пропен при комнатной температуре и при атмосферном давлении находится в газообразном состоянии и, как и другие алкены, бесцветен. Он имеет запах, похожий на масло, но менее интенсивный. Он имеет дипольный момент, поскольку, хотя ему не хватает сильной полярной связи, его молекула асимметрична.

Также пропилен является структурным изомером циклопропана (они имеют одинаковую химическую формулу C)3H6). Это происходит в природе как следствие процессов вегетации и брожения. Искусственно встречается при переработке ископаемых видов топлива, таких как нефть, природный газ и, в меньшей степени, углерод.


Аналогичным образом, этилен и пропилен являются продуктами переработки нефти в процессе расщепления больших углеводородных молекул с образованием небольших углеводородов, пользующихся высоким спросом..

Пропилен также может быть получен с использованием различных методологий:

- Реагирует обратимо на этилен и бутен, где двойные связи разрываются и переформулируются для получения пропилена.

- Через процесс дегидрирования (потери водорода) пропана.

- В рамках программы по производству олефинов из метанола (МТО), пропилен был произведен из метанола. Это было пропущено через цеолитный катализатор, который способствует его дегидратации и приводит к образованию этилена и пропилена..

  • 1 Химическая структура
  • 2 свойства
    • 2.1 Молекулярный вес
    • 2.2 Точка кипения
    • 2.3 Точка плавления
    • 2.4 Температура вспышки
    • 2.5 Растворимость
    • 2.6 Растворимость, выраженная как масса
    • 2.7 Плотность
    • 2.8 Плотность пара
    • 2.9 Давление пара
    • 2.10 Самовоспламенение
    • 2.11 Вязкость
    • 2.12 Теплота сгорания
    • 2.13 Тепло испарения
    • 2.14 Поверхностное натяжение
    • 2.15 Полимеризация
    • 2.16 Точка замерзания
    • 2.17 Порог запаха
    • 3.1 Полипропилен
    • 3.2 Акрилонитрил
    • 3.3 Пропиленоксид
    • 3.4 Для синтеза спиртов и других целей

    Химическая структура


    На изображении выше видна химическая структура пропилена, в которой выделяется его асимметрия (правая сторона отличается от левой). Его углеродный скелет, не считая атомов H, можно наблюдать как бумеранг.

    Этот бумеранг представляет ненасыщенность или двойную связь на одной из его сторон (C1) и, следовательно, он плоский из-за sp-гибридизации 2 атомов углерода.

    Однако другая сторона занята метильной группой (-CH3), чья гибридизация является sp 3 и он имеет тетраэдрическую геометрию. Таким образом, если смотреть спереди, бумеранг плоский с атомами H, выступающими из этого на 109,5º приблизительно.

    В газовой фазе молекула слабо взаимодействует с другими силами дисперсии. Кроме того, метильная группа предотвращает взаимодействие между двойными связями (π-π) двух молекул пропилена..

    Это приводит к уменьшению их межмолекулярных сил, что отражается на их физических свойствах. Только при очень низких температурах пропилен может принять твердую структуру, в которой бумеран остается сгруппированным со своими слабыми взаимодействиями.

    свойства

    Это бесцветный газ с ароматическим запахом. Он транспортируется в виде сжиженного газа и, когда он выходит из контейнеров, в которых он находится, он делает это в форме газа или жидкости. При низких концентрациях он образует взрывоопасную и легковоспламеняющуюся смесь с воздухом, плотность пропилена выше, чем у воздуха.

    Молекулярный вес

    Точка кипения

    От 53,9 ºF до 760 мм рт.ст.

    От 48 ºC до 760 мм рт.ст.

    Точка плавления

    Точка вспышки

    растворимость

    44,6 мл / 100 мл в воде.

    1250 мл / 100 мл в этаноле.

    524,5 мл / 100 мл в уксусной кислоте.

    Растворимость, выраженная как масса

    200 мг / л 25 ºC

    плотность

    0,609 мг / мл при -52,6º F

    0,5139 при 20º C

    Плотность пара

    От 1,46 до 32 ° F (относительно воздуха, взятого для сравнения).

    1,91 кг / м 3 до 273,15 ºK

    Давление пара

    1 мм рт.ст. при -205,4ºF

    760 мм рт.ст. до -53,9 ° F

    8,69 × 10 3 мм рт.ст. при 25 ºC (экстраполированное значение).

    1158 кПа при 25 ºC

    15,4 атм при 37 ºC

    самовоспламенение

    вязкость

    83,4 микропузы при 16,7 ° С.

    Теплота сгорания

    16 692 БТЕ / фунт

    Тепло испарения

    104,62 кал / г (при температуре кипения)

    Поверхностное натяжение

    16,7 дин / см при 90 ° С

    полимеризация

    Полимеризуется при высоких температурах и высоких давлениях в присутствии катализаторов.

    Точка замерзания

    Порог запаха

    10-50 мг / м 3 (Обнаружение)

    100 мг / м 3 (Признание)

    приложений


    Используется в нефтехимической промышленности в качестве топлива и алкилирующего агента. В химической промышленности его используют в качестве сырья для производства и синтеза многочисленных производных..

    Он полезен в основном для производства полипропилена, акрилонитрила (ACN), пропиленоксида (PO), спиртов, кумола и акриловых кислот..

    полипропилен

    Полипропилен является одним из основных пластиковых материалов, используемых в электронике и электротехнике, предметах домашнего обихода, крышках от бутылок и чемоданах..

    Ламинированный материал используется для упаковки конфет, этикеток, компакт-дисков и т. Д., А волокна - из папок и одежды..

    акрилонитрил

    Эластомерные полимеры и волокна получают из акрилонитрила. Эти волокна предназначены для изготовления разных форм одежды, таких как кофты, носки и спортивная одежда. Они также используются в домашней мебели, в папках, обивке, подушках и одеялах.

    Окись пропилена

    Оксид пропилена участвует в качестве компонента в синтезе полиуретана. Это используется в производстве гибкой пены и жесткой пены. Гибкая пена используется в качестве наполнителя для домашней мебели и в автомобильной промышленности..

    С другой стороны, жесткая пена в основном используется в качестве строительного изоляционного материала..

    Кроме того, пропиленоксид используется в производстве пропиленгликоля. Это соединение используется в производстве ненасыщенных полиэфирных смол и в качестве антифриза..

    Кроме того, пропиленоксид используется в производстве простого эфира пропиленгликоля. Этот эфир имеет применение при производстве красок, одежды, чернил, смол и чистящих средств..

    Для синтеза спиртов и других целей

    Пропилен позволяет получать некоторые спирты, среди которых изопропанол, используемый в качестве растворителя в косметике и средствах личной гигиены. Кроме того, он выполняет функцию антисептика.

    - Изопропанол участвует в производстве красок, смол, чернил и клейких лент. Он также используется в фармацевтической промышленности.

    - Оксо-спирт-2-этилгексанол используется в производстве фталатов, пластификаторов, адгезивных материалов и красок..

    - Бутанол используется в производстве красок, покрытий, смол, красителей, фармацевтических препаратов и полимеров..

    С другой стороны, кумол производится из комбинации пропилена и бензола. Кумол является основным соединением в производстве фенола и ацетона, используемых в различных продуктах, таких как поликарбонаты, фенольные смолы, эпоксидные смолы и метилметакрилат..

    Наконец, акриловая кислота - еще один продукт, полученный из пропилена, - используется в производстве сложных эфиров акриловой смолы и смол для красок, нанесения покрытий и нанесения клея..

    Пропан C3H8 – это предельный углеводород, содержащий три атома углерода в углеродной цепи. Бесцветный газ без вкуса и запаха, нерастворим в воде и не смешивается с ней.

    Все алканы — вещества, схожие по физическим и химическим свойствам, и отличающиеся на одну или несколько групп –СН2– друг от друга. Такие вещества называются гомологами, а ряд веществ, являющихся гомологами, называют гомологическим рядом.

    Самый первый представитель гомологического ряда алканов – метан CH4. , или Н–СH2–H.

    Продолжить гомологический ряд можно, последовательно добавляя группу –СН2– в углеводородную цепь алкана.

    Название алкана Формула алкана
    Метан CH4
    Этан C2H6
    Пропан C3H8
    Бутан C4H10
    Пентан C5H12
    Гексан C6H14
    Гептан C7H16
    Октан C8H18
    Нонан C9H20
    Декан C10H22

    Общая формула гомологического ряда алканов CnH2n+2.

    Первые четыре члена гомологического ряда алканов – газы, C5–C17 – жидкости, начиная с C18 – твердые вещества.

    В молекулах алканов встречаются химические связи C–H и С–С.

    Связь C–H ковалентная слабополярная, связь С–С – ковалентная неполярная. Это одинарные σ-связи. Атомы углерода в алканах образуют по четыре σ-связи. Следовательно, гибридизация атомов углерода в молекулах алканов – sp 3 :


    При образовании связи С–С происходит перекрывание sp 3 -гибридных орбиталей атомов углерода:


    При образовании связи С–H происходит перекрывание sp 3 -гибридной орбитали атома углерода и s-орбитали атома водорода:


    Четыре sp 3 -гибридные орбитали атома углерода взаимно отталкиваются, и располагаются в пространстве так, чтобы угол между орбиталями был максимально возможным.

    Поэтому четыре гибридные орбитали углерода в алканах направлены в пространстве под углом 109 о 28′ друг к другу:


    Это соответствует тетраэдрическому строению.

    Например, в молекуле пропана C3H8 атомы водорода располагаются в пространстве в вершинах тетраэдров, центрами которых являются атомы углерода. При этом углеродный скелет образует угол, т.е. геометрия молекулы — уголковая или V-образная.

    Для пропана не характерно наличие изомеров – ни структурных (изомерия углеродного скелета, положения заместителей), ни пространственных.

    Пропан – предельный углеводород, поэтому он не может вступать в реакции присоединения.

    Для пропана характерны реакции:

    • разложения,
    • замещения,
    • окисления.

    Разрыв слабо-полярных связей С – Н протекает только по гомолитическому механизму с образованием свободных радикалов.

    Поэтому для пропана характерны радикальные реакции.

    Пропан устойчив к действию сильных окислителей (KMnO4, K2Cr2O7 и др.), не реагирует с концентрированными кислотами, щелочами, бромной водой.

    1. Реакции замещения

    В молекулах алканов связи С–Н более доступны для атаки другими частицами, чем менее прочные связи С–С.

    1.1. Галогенирование

    Пропан реагирует с хлором и бромом на свету или при нагревании.

    При хлорировании пропана образуется смесь хлорпроизводных.

    Бромирование протекает более медленно и избирательно.

    Хлорпропан может взаимодействовать с хлором и дальше с образованием дихлорпропана, трихлорпропана, тетрахлорпропана и т.д.

    1.2. Нитрование пропана

    Пропан взаимодействует с разбавленной азотной кислотой по радикальному механизму, при нагревании и под давлением. Атом водорода в пропане замещается на нитрогруппу NO2.

    2. Дегидрирование пропана

    Дегидрирование – это реакция отщепления атомов водорода.

    В качестве катализаторов дегидрирования используют никель Ni, платину Pt, палладий Pd, оксиды хрома (III), железа (III), цинка и др.

    При дегидрировании алканов, содержащих от 2 до 4 атомов углерода в молекуле, разрываются связи С–Н у соседних атомов углерода и образуются двойные и тройные связи.

    3. Окисление пропана

    Пропан – слабополярное соединение, поэтому при обычных условиях он не окисляется даже сильными окислителями (перманганат калия, хромат или дихромат калия и др.).

    3.1. Полное окисление – горение

    Пропан горит с образованием углекислого газа и воды. Реакция горения пропана сопровождается выделением большого количества теплоты.

    Уравнение сгорания алканов в общем виде:

    При горении пропана в недостатке кислорода может образоваться угарный газ СО или сажа С.

    1. Взаимодействие галогеналканов с металлическим натрием (реакция Вюрца)

    Это один из лабораторных способов получения алканов. При этом происходит удвоение углеродного скелета.

    При проведении синтеза со смесью разных галогеналканов образуется смесь разных алканов.

    2. Декарбоксилирование солей карбоновых кислот (реакция Дюма)

    Реакция Дюма — это взаимодействие солей карбоновых кислот с щелочами при сплавлении.

    R–COONa + NaOH → R–H + Na2CO3

    Декарбоксилирование — это отщепление (элиминирование) молекулы углекислого газа из карбоксильной группы (-COOH) или органической кислоты или карбоксилатной группы (-COOMe) соли органической кислоты.

    При взаимодействии бутаноата натрия с гидроксидом натрия при сплавлении образуются пропан и карбонат натрия:

    CH3–CH2 – CH2 –COONa + NaOH → CH3–CH2 – CH3 + Na2CO3

    3. Гидрирование алкенов и алкинов

    Пропан можно получить из пропилена или припина:


    При гидрировании пропена образуется пропан:


    При полном гидрировании пропина также образуется пропан:


    4. Синтез Фишера-Тропша

    Из синтез-газа (смесь угарного газа и водорода) при определенных условиях (катализатор, температура и давление) можно получить различные углеводороды:

    Это промышленный процесс получения алканов.

    Из угарного газа и водорода можно получить пропан:

    5. Получение пропана в промышленности

    В промышленности пропан получают из нефти, каменного угля, природного и попутного газа . При переработке нефти используют ректификацию, крекинг и другие способы.

    Читайте также: