پروپن (پروپیلن)

توضیحات

پروپن (که اغلب به عنوان پروپیلن شناخته می شود) ، مانند اتر ، یک ساختمان ساختاری بسیار مهم برای تعداد زیادی از مواد شیمیایی از جمله پلیمر افزودنی ، پلی (پروپن) است. با این حال ، بر خلاف اتر ، پروپن به راحتی تحت واکنشهای جایگزینی قرار می گیرد که منجر به طیف گسترده ای از مواد شیمیایی مهم می شود.

استفاده از پروپن (پروپیلن)

کاربردهای propene 

عمده استفاده از پروپن در تولید است:

پلی (پروپن) (پلی پروپیلن)
پروپنال (آکرولئین) که به اسید پروپنوئیک (اسید اکریلیک) اکسیده شده و به نوبه خود برای ساخت پلیمرهای اکریلیک استفاده می شود
پروپونونیتریل (آکریلونیتریل) که مونومر پلی (پروپنونیتریل) است
كومن ((1-متیل اتیل) بنزن یا ایزوپروپیل بنزن) كه از آن برای ساختن فنل و پروپانون استفاده می شود (استون)
اپوکسی پروپان (پروپیلن اکسید) که برای ساخت دیولها برای ساخت پلی اورتان و حلال استفاده می شود
butanal (butrylaldehyde) و از این رو بوتانول ، به عنوان یک حلال برای پوشش های سطح استفاده می شود

تولید پروپن (پروپیلن)

سالهاست که بخش عمده ای از پروپان توسط دو فرآیند تولید می شود

ترک خوردگی بخار نفتا
ترک خوردگی کاتالیستی روغن بنزین

هر دو فرآیند همچنین بسیاری از محصولات دیگر را تولید می کنند ، به عنوان مثال اتیون در مقادیر زیادی.

با این حال ، میزان پروپن مورد نیاز در مقایسه با مقدار اتان افزایش یافته است و تحقیقات و توسعه زیادی در یافتن روشهای تولید پروپن بدون اتین متمرکز شده است. اینها به عنوان فرآیندهای OPP (پروپن هدف) شناخته می شوند.

اکنون سه مورد در مقادیر قابل توجهی استفاده می شود.

(i) ترک خوردگی کاتالیستی پروپان

به طور فزاینده ای ، پروپان به صورت کاتالیستی ترک می شود تا پروپن تشکیل شود ، با استفاده از همان کراکر گربه ای که برای ترک روغن بنزین استفاده می شود.

پروپان به مقدار فزاینده ای در آمریكا از گاز شیل استخراج شده با یك كاهش به دست می آید.

(ii) روند MTO (متانول به اولفین ها)

فرآیند دیگری که ایجاد شده است از طریق متانول (تولید شده از زیست توده از طریق گاز سنتز) ، فرآیند MTP (متانول به پروپن) است که نمونه ای از روند MTO (متانول به اولفین ها) است. (اولفین نام قدیمی تری برای سری همولوگ ها ، آلکن ها است). از طریق دی متیل اتر به متانول با خلوص بالا و پروپن تبدیل می شود. بخار متانول از آلومینا در حدود 600 کیلو گرم عبور می کند. مخلوطی از تعادل متانول ، دی متیل اتر و بخار تولید می شود که حاوی حدود 25٪ متانول است:

سپس این مخلوط گازها بر روی تختی از زئولیت به شکلی منتقل می شوند که انتخاب بالایی را نسبت به آلکنها با تعداد اتمهای کربن از 2 تا 8 تشویق می کنند. پروپان با خنک کردن آن در مایع خالص می شود و سپس مایع را به تقطیر کسری تقسیم می کند.

این فرآیند مشابه فرآیندی مشابه برای ساخت هیدروکربنهای مورد استفاده در بنزین ، فرآیند MTG (متانول به بنزین) است.

(iii) واکنش بین اتیان و بوتنها

روش امیدوار کننده دیگر یکی از اتر و بوتن است:

با استفاده از یک کاتالیزور سیلیس / آلومینا یا آلومینا می توان از اتان مبتنی بر زیستی استفاده کرد. butenes (but-1-ene و but-2-ene) با کمبود آب بیوبوتانول یا با کم رنگ شدن بیوتن تولید می شود.

دیمر شدن اتان به but-1-ene با عبور اتان گرم شده بر روی یک زئولیت آغشته به یک مجموعه فلزی انتقال انجام می شود. انواع مجتمع های رودیوم ، تیتانیوم و سایر فلزات استفاده می شود:

سپس مخلوطی از اتن و بووتن گرم می شود و بر اساس ترکیبات ارگانیک مولیبدن (IV) و تنگستن (IV) (کاتالیزورهای شرک) و ترکیبات ارگانو روتنیوم (II) (کاتالیزورهای گروبس) بر روی یک کاتالیزور جامد منتقل می شود. یک راکتور بستر ثابت:

مقادیر کمی کک روی کاتالیزور نهشته می شود و هر از گاهی با عبور هوای گرم از طریق راکتور برداشته می شود.

در سال 2010 ، ترک خوردگی بخار حدود 56٪ و ترک خوردگی کاتالیزوری نفت گاز را برای 37٪ از تولید جهانی تشکیل می داد. بخش اعظم بقیه از تولید نفت از زغال سنگ و ترک خوردن بنزین تحت خلاء انجام می شد. با این حال ، فرآیندهای جدید به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار می گیرند و اکنون حدود 15٪ پروپان تولید شده را تشکیل می دهد و انتظار می رود که در سال 2020 حدود 25٪ پروپان تولید شود ، که ترک خوردگی بخار حدود 42٪ و ترک خوردگی در حدود 33٪ 1.

روش دیگر تولید پروپن از طریق سینگاها و اتانول است. از گاز سنتز (مونوکسید کربن و هیدروژن) برای تبدیل بیوتانول به پروپان-1-ol استفاده می شود:

واکنش توسط نمک پیچیده روتنیوم-کبالت کاتالیز می شود. یک کاتالیزور مبتنی بر مولیبدن نیز استفاده می شود زیرا در مقابل مسمومیت ناخالصی های حاوی گوگرد در مواد اولیه مقاوم تر است.

پس از آن ، پروپان 1-الی به سمت پروپه کم آب می شود:

توجه داشته باشید در مورد شیمی اتن (اتیلن) ​​و پروپن (پروپیلن)

تمام پیوندهای C-H در اتیون بسیار قوی هستند و بنابراین اکثر واکنشهای آن علاوه بر پیوند مضاعف است.
به طور مشابه ، پروپن دارای 3 پیوند C-H قوی است و تحت واکنشهای اضافی قرار می گیرد (برای مثال ، پلیمریزاسیون به پلی (پروپن) و پروپن به اپوکسی پروپان).